海天背景下的远距离飞行目标在红外图像中像素点数少，缺乏形状、纹理等信息，能量衰减严重，可供检测系统利用的信息少;同时面临复杂的自然和人工干扰，目标信噪比非常低，严重干扰了目标检测。因此，研究海天复杂背景条件下弱小飞行目标的红外成像检测具有重要的现实意义。　　本文通过对国内外研究者提出的各种检测方法比较研究，并结合背景项目—某凝视红外成像导引头，设计了完整的海天背景下弱小飞行目标检测算法，包括图像预处理、单帧检测、多帧确认等。本文详尽地分析了海天背景下典型飞行目标及自然和人工干扰的特性，针对这些特性，提出一种基于背景估计的改进的形态学滤波方法;在提取海天线后，通过几种分割方法之间的性能对比，选择改进的迭代阈值分割，高概率的实现对单帧小目标的检测;最后本文将多特征关联方法结合到传统管道滤波中，成功确认目标。　　为验证上述新方法的有效性和整套算法的效果，本文对算法的各个部分进行了仿真实验。实验结果的分析表明，本文设计的算法能够达到预期的效果，能够在弱小飞行目标信噪比极低的情况下实现目标的检测。此外，本文还给出了硬件平台的实现方案和算法流程。