蛙人等水下运动小目标对港口、码头和军事设施等构成了严重威胁。近年来，利用蛙人等小目标实施的海上恐怖袭击活动频频发生。因此，针对水下运动小目标的相关技术研究，越来越受到国内外学者的重视。本文围绕“水下运动小目标跟踪关键技术”这一主题，开展了以下几方面的工作:　　1.分析了水下运动小目标多基地融合跟踪的可行性，以双基地系统为例，分析了双基地系统的几何关系和定位精度，建立了双基地系统声纳方程，讨论了收发分置的工作模式对混响、传播损失、目标强度等声纳参数的影响;　　2.结合水下小目标探测设备的实际情况，给出了基于直达波-最小二乘法的多基地声纳系统误差的联合估计方法，该方法的结果进一步用于多基地声纳系统的数据对准;国内首次提出了用于水下小目标集中式量测融合跟踪的两级粒子滤波方法，分析了水下小目标主动探测背景干扰的主要特点，结合多基地系统“同时多角度接收”的特点，最终建立了基于多基地系统量测重采样粒子密度的水下小目标集中式量测融合方法;进而将适用于非线性状态估计的混合粒子滤波技术用于目标的状态估计，该方法可丰富粒子多样性，有效抑制常规粒子滤波“粒子贫化”引起的状态估计精度下降，最终完成多基地系统下水下小目标较高精度的集中式状态估计;　　3.分析了蛙人的运动特点，在此基础上，开展了针对蛙人这一特定目标的跟踪技术研究:　　(1)蛙人运动具有“低运动速率、高方向变化率”的特点，由此建立了多方向运动模型描述蛙人运动，并将多方向运动模型引入到时变转移概率的交互式多模型方法中，最终实现了蛙人的多方向交互式融合跟踪;　　(2)开式蛙人呼吸形成的气泡干扰降低了跟踪性能，一般而言，气泡形成的干扰量测一般分布在运动蛙人的后方，由此建立气泡分布的概率密度函数，并修正传统概率数据关联算法，以改进气泡干扰下水下小目标的关联精度，经仿真分析和实验数据处理均表明所提方法在气泡干扰下水下小目标跟踪方面的有效性。