红外弱小目标的检测与跟踪算法是红外探测系统的关键。目前传统的目标检测算法包括跟踪前检测(Detectbeforetrack，DBT)和检测前跟踪(Trackbeforedetect，TBD)两类。两类算法各有优缺点，本文提出了一种融合了两种算法优势的目标检测算法:先采用传统DBT算法对目标进行过分割，根据过分割结果，对所有可能轨迹进行预跟踪，累计轨迹能量，采用多级假设检验的方式进行对累计结果进行分割，得到检测结果。文中还根据弱小目标辐射特性，提出利用系统点扩散函数及双波段特性对过分割的目标进行初步确认的方式。　　 被动探测方式只能得到目标的角度信息，在没有其它先验知识的条件下，单目条件无法实现目标定位及轨迹预报。本文建立了相机对目标的观测模型，并分析了双目条件下目标定位方法以及单目条件下的目标运动状态估计算法。　　 由于观测值对目标检测及跟踪结果影响很大，需要对观测值进行定标。定标包括两个方面:辐射定标与几何定标。辐射定标是对目标辐射能量进行标定，文中对探测器性能进行分析，提出了对冷空间成像、黑体定标的辐射校正方法。几何定标是校正角度观测量，即观测的俯仰角及方位角。文中针对三通道系统，提出以可见光通道为基准，通过地标配准校正可见光通道，通过月球图像配准实现通间校正。由于缺乏三通道的月球图像，文中仅对基于月球图像的通道间校正的可行性进行分析，而利用地面拍摄的建筑物图像的配准实现了通道间的几何校正。