为实现对中小型目标的水平弹道飞行轨迹的实时跟踪拍摄,以此获取飞行目标的各种重要技术指标。论文设计了一种基于中小型目标的水平弹道飞行轨迹的实时跟踪系统。该系统通过可旋转跟踪架带动平面镜转动实时跟踪飞行目标,经过相机高速拍摄转镜反射得到的目标图像,以实现对水平弹道飞行目标在外弹道的飞行姿态的连续跟踪拍摄与记录。论文在分析水平弹道跟踪系统跟踪原理的基础上,从已有的跟踪方法入手,对比分析了各种跟踪方法的跟踪原理及优缺点,确定了本课题基于中小型飞行目标的水平弹道飞行轨迹的跟踪方法,并对该方法进行了从理论知识到试验验证的深入分析与研究,完成了对水平弹道跟踪系统的硬件组件的布局设计以及相关测速系统软件的程序调试。在硬件布局方面完成了对系统弹道仪器分布参数设计、激光测速系统的设计以及转镜系统的设计等。对跟踪转镜的运动状态进行了数学建模,对转镜的关键技术参数进行了设计与计算,主要包括转镜扫描速率的计算及仿真等。本文利用MATLAB软件对转镜的扫描速率曲线进行了仿真验证,建立了转镜转动速度以及转动位移与被跟踪物体飞行速度的数学关系。同时,为达到对飞行目标实时跟踪的目的,弹道跟踪系统中的步进电机采取开环方式驱动转镜,电机的控制程序是采用KEIL软件进行编写的,通过试验的方式验证了转镜的扫描速率曲线控制方式的可行性。通过对整个系统的多次调试,验证了该系统的可行性。对本课题设计的弹道跟踪系统,在使用尼康V3型号相机的前提下,该跟踪系统可检测飞行目标飞行速度的范围在百米每秒内。在对所设计的系统整体性能分析验证的基础上,系统可达到的跟踪指标为：系统可检测飞行目标最高飞行速度的2512m/s,对目标的有效跟踪范围为90°。