论文从中低空快速来袭飞行器的近程防御需求入手，以某型武器火控系统配备的全自动目标航路测定仪（以下简称航路仪）原理样机的研制为工程背景，针对航路仪光电系统跟踪中的目标搜索引导模式、目标图像分析处理和目标运动状态估计等问题和关键技术进行了研究。　　论文首先研究了航路仪光电系统的目标跟踪模式。针对中低空防御需求，论文提出了一种利用广域大视场望远镜结合微型航姿仪、进行人工引导辅助下的目标搜索和自动跟踪模式。论文分析了搜索指标要求，设计了跟踪方案并依此确立了跟踪的工作状态和工作流程。　　论文接着围绕跟踪问题中的目标图像分析处理和目标运动状态估计开展研究:　　1)针对目标图像信息的处理，提出一种自适应分层采样辅助粒子滤波算法。算法根据跟踪质量自适应调节粒子集的组成:由MeanShift方法得到一部分粒子，保证粒子的集中性;通过目标状态转移方程得到另一部分粒子，保持了多样性和随机性。论文进一步将算法与多特征融合框架结合，根据视觉特征信息的可靠性在线调节特征权重，兼顾了跟踪精度和鲁棒性要求，能很好的应用于遮挡和运动方向变化等情况下的跟踪。　　2)针对目标运动状态估计，提出了一种基于观测量相似函数采样的、结合粒子相关性预采样粒子滤波算法。在系统测量噪声较小的情况下，基于似然函数的采样能够获得能够更加贴近真实后验分布的粒子，从而避免先验密度函数采样的粒子其分布过于依赖模型的问题，提高估计精度。算法进一步通过计算相邻时刻粒子的转移概率淘汰概率较低的粒子，来提高粒子利用效率，在保证估计精度的同时降低粒子数量需求。论文通过蒙特卡洛仿真和混合坐标系下的目标跟踪实例阐述了算法的应用。　　论文研究了航路仪跟踪平台的软硬件实现技术。围绕具有多核并行处理能力的C6678DSP芯片，深入研究了硬件平台结构、多核的软件组织架构、内存分配、多任务调度和算法并行处理技术，并通过实验探讨了粒子滤波算法的执行效率。论文最后给出了原理样机研制过程中部分跟踪实验情况。