高超声速滑翔目标（Hypersonic Glide Target,HGT）突破了传统弹道式目标的飞行模式,凭借大升阻比的气动外形在临近空间长时间滑翔飞行。作为当前最具威胁的进攻性武器之一,兼具速度和机动性,如何拦截HGT是当前导弹防御领域的研究热点与前沿问题。论文以此为背景,主要针对目标跟踪和拦截制导方法开展了研究。首先,针对HGT跟踪模型中的建模误差导致跟踪精度不高的问题,基于无迹卡尔曼滤波（Unsencted Kalman Filter,UKF）框架构造了一种鲁棒非线性滤波算法用于目标运动状态的估计。目标跟踪精度与目标跟踪模型和滤波估计算法密切相关。鉴于HGT复杂多变的运动模式,难以建立与其真实运动模式实时匹配的目标运动模型,于是导致模型误差。从动力学角度将未知的气动加速度表征为广义气动参数,假定其符合维纳随机过程,并扩展至目标运动方程中与其运动状态联合进行估计,建立了地基雷达对目标的量测模型。将强跟踪滤波理论和Huber方法嵌入至UKF框架下,分别用于提高UKF对状态模型误差和量测模型误差的鲁棒性,并抑制了两方法间的相互影响。通过蒙特卡洛仿真验证了鲁棒非线性滤波算法能够降低模型误差存在时的状态估计误差。其次,提出了基于交互式多模型（Interacting Multiple Model,IMM）和量测新息的机动频率自适应跟踪方法,通过自适应机动模型参数来增强跟踪方法对HGT复杂多变运动模式的适应性。介绍了几种典型的机动模型,并将HGT的气动加速度建模为Singer机动模型。基于IMM方法对Singer模型中的关键参数机动频率进行自适应,以扩大运动模型的覆盖范围。基于量测新息又提出了一种自适应机动频率的跟踪方法,依据正交性原理由量测新息计算得到可反映模型误差的调整因子,用于实时调整Singer模型中的机动频率。针对多种形式的HGT机动,通过蒙特卡洛仿真验证了上述两种方法的模型适应性,降低了模型参数固定带来的建模误差,提高了跟踪精度,但基于量测新息方法的估计精度优于IMM方法,且计算量小。然后,针对大气层内拦截弹相对于HGT不再具有速度优势的问题,基于微分几何理论提出了可用于大气层内迎面拦截HGT的新型微分几何制导律（Differential Geometric Guidance Law,DGGL）。在拦截弹弧长体系下对弹目拦截交战进行了微分几何建模,在未对拦截弹和目标运动状态作任何假设的条件下推导得到了由曲率和挠率指令构成的扩展DGGL,并分析了捕获性能,给出了捕获充分条件。在扩展DGGL的基础上,给出了可二次设计的广义DGGL,省去了复杂的挠率计算,不再依赖目标加速度信息。通过不同交战场景的仿真,验证了新型DGGL迎面拦截HGT的有效性。最后,将广义DGGL与现代控制方法相结合来抑制由HGT的强机动性引起的弹目视线旋转,分别设计了基于快速趋近律的自适应滑模制导律、自适应积分滑模有限时间收敛制导律和基于路径跟踪的有限时间收敛制导律。为获得拦截制导律对目标机动的鲁棒性,同时指令不发生抖振,采用滑模控制方法跟踪预设的滑模面,并对目标机动实施自适应处理,推导了具有不同收敛特性的先进拦截制导律。通过仿真拦截不同机动形式的HGT,结果表明三种制导律均能够灵活地控制视线转率的收敛,终端脱靶量小,制导指令连续,较好地平衡了鲁棒性和抖振之间的矛盾,并在量测噪声条件下表现出一定的鲁棒性,利于工程实现。论文紧跟导弹防御技术的发展前沿,丰富了HGT跟踪与拦截制导问题的研究思路和方法,能为我国发展HGT防御技术提供理论支持和方案参考。