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针对水下纯方位目标运动分析中方位信息存在较大观测误差的问题,提出了在大噪声背景下基于灰色系统的GM模型以及多项式模型的方位预处理算法,以减小目标方位观测的误差,提高水下目标运动参数解算的精度,并对比分析算法在不同初始距离和初始方位上的仿真效果,指出了不同模型的适用范围,最后根据仿真结果对模型的实际应用给出合理的建议。