助推-滑翔飞行器(BGV)射程远、飞行高度低、速度快、机动能力强,传统导弹防御系统无法对其进行准确的弹道估计和落点预报,给预警探测和威胁评估带来巨大困难。本文立足导弹防御系统现有探测设备,从BGV飞行动力学的角度,对BGV预警中的助推段弹道估计与拟合、滑翔段弹道估计与预报以及估计误差链的构建方法进行研究,具体内容包括:提出了一种用于BGV机动弹道估计理论分析的估计均方误差下界和最优过程噪声方差矩阵的计算方法。通过对机动目标跟踪问题的研究,得出机动目标状态估计的有偏性,传统的误差下界计算方法不适于机动目标跟踪算法的评估;基于最小均方误差准则构建了机动目标状态估计的均方误差下界递推算法:通过分析未知输入、估计偏差与过程噪声间的定量关系,推导了有偏估计条件下最优增益矩阵一般形式,分别在EKF和UKF框架下实现了机动目标状态估计的均方误差下界递推计算方法,以及最优过程噪声方差矩阵的变化规律。该方法为后续BGV弹道估计算法的参数设计和性能评估提供理论依据和分析手段。基于双星观测,研究了BGV助推段弹道估计与预警信息生成方法。在进行BGV助推段弹道实时估计时,无先验信息条件下的过程噪声方差自适应是算法设计的难点,本文依据未知输入与状态估计偏差和最优过程噪声方差间的定量关系,由实时未知输入估计值构造过程噪声方差矩阵的表达式,形成了一种解决无先验信息条件下的过程噪声方差构造方案。为进一步提高BGV助推段弹道估计精度,提出一种基于样条拟合和双向滤波相结合的弹道改进策略,不仅使拟合弹道更为平滑,且显著提高了样条拟合的端点估计精度。BGV的特殊弹道特性导致传统二体模型不再适于BGV的落点预报,为此本文通过将BGV的弹道参数与最小能量弹道参数对比,对BGV的特殊弹道进行识别,同时基于BGV所具有的能量,生成具有一定精度的射程、落点、剩余飞行时间等预警信息,进行第一次BGV威胁评估。基于雷达观测,研究了BGV滑翔段的弹道估计与预报方法。依据BGV滑翔段的动力学特性,对传统机动再入飞行器状态方程进行改进,形成BGV滑翔段状态预测模型,基于该模型提出了一种基于增加期望模式的变结构交互多模型自适应滤波算法,以解决滑翔段弹道估计算法中估计精度和运算速度的兼顾问题。针对BGV滑翔段弹道与弹道导弹自由段弹道不同的特性,基于BGV滑翔段运动参数和气动力参数估计结果,利用平衡滑翔假设,生成BGV滑翔段剩余飞行时间、飞行高度、射程和可达区等BGV预警信息,进行第二次BGV威胁评估;基于BGV滑翔段状态预测模型,采用无迹变换方法对BGV滑翔段的弹道预报和误差传播特性进行了分析,获得了BGV滑翔段的弹道预报误差演化规律。BGV弹道估计误差链的构建与分析。提出了BGV全段弹道估计误差链的概念和构建流程,构建了防御系统拦截BGV攻防仿真与评估系统,基于仿真系统提出了误差链的两种计算方法。通过对不同传感器部署条件下的BGV弹道估计误差链进行仿真计算和分析,验证了误差链通用构建方法的有效性,误差链结果的正确性,以及均方误差下界结果的最优性。误差链的计算,为防御系统针拦截BGV中的态势感知程度评估、传感器协同优化部署等提供了一种重要的分析研究手段。