伴随科学技术的迅速发展，海洋科学与海洋工程也渐渐迎来发展热潮。开发海洋资源，发展海洋经济，保护海洋环境，是发展海洋相关产业的主要任务，而海洋观测技术是研究海洋，开发海洋和利用海洋的基础。水下多目标跟踪是海洋科学与海洋工程的重要一环，是海洋观测技术的核心内容，是对周围环境感知能力的基础，是理解周围环境的前提。水下多目标跟踪所面临的问题也越来越复杂，应用场合也越来越多样，需求也越来越迫切，要求也越来越严格。因此提高水下多目标跟踪性能的研究很有必要，也是当前海洋科学与海洋工程领域的研究热点之一。　　本文的研究工作依托于中国科学院重点项目(No.KGFZD-125-014)，在查阅、理解、剖析、总结大量国内外水下多目标跟踪领域、参数估计领域等相关研究成果的基础上，结合研究室项目对水下多目标跟踪任务的需求，针对水下特殊环境（强杂波干扰和大误差量测环境），对强杂波环境水下多目标跟踪相关理论和技术进行深入研究，主要研究内容如下:　　1.如何量化目标跟踪环境;　　2.如何评估目标跟踪性能;　　3.如何提高水下多目标跟踪性能。　　针对第一个问题，如何量化目标跟踪环境。现阶段大多数目标跟踪方法都是针对具体环境而言，但没有从数学角度量化阐述目标跟踪环境，此给目标跟踪方法的泛化理解带来困难。只有量化目标跟踪环境之后，才能更准确地理解目标跟踪环境，进而有助于选择和改进目标跟踪方法。　　针对第二个问题，如何评估目标跟踪性能。现如今，学术界尚未有人提出令人满意的评估目标跟踪性能的方法。现有的目标跟踪性能评估方法以及目标跟踪方法普遍存在以下问题:　　1.目标跟踪方法缺乏有意义的横向对比;　　2.目标跟踪方法缺乏有深度的纵向对比;　　3.现有的目标跟踪性能评估方法角度比较片面;　　4.现有的目标跟踪性能评估方法是一种后验评估方法。　　目标跟踪方法缺乏有意义的横向对比，是指不恰当地将论文所提出的针对具体环境下的改进方法与其它通用的方法进行对比。在某种程度上讲，这种对比效果是不具备参考价值的。目标跟踪方法缺乏有深度的纵向对比，是指目标跟踪方法是否仍有进步的空间。到目前为止，本人所查阅的所有文献中，少有涉及探讨目标跟踪性能上限的问题。现有的目标跟踪性能评估方法角度比较片面，是指分析与对比不同方法性能优劣的角度单一。分析与对比不同的目标跟踪方法不仅仅需比较方法的综合性能，还需具体分析哪些因素导致了目标跟踪性能的恶化，哪些因素是主要因素，哪些因素是次要因素。应该针对主要因素对目标跟踪方法进行改进，其次是针对次要因素。如果没有完备而且详细的影响因素评估，论文所提出的方法就有些盲目性，无法解释清楚所提方法的意义以及其泛化应用能力。现有的目标跟踪性能评估方法是一种后验评估方法。目前常用的目标跟踪性能评估方法是均方根误差，其是在某一具体场景中，通过仿真获得目标的估计值和真实值之间的均方根误差，即目标跟踪性能评估值。其优点是直观和置信度高。但是均方根误差是一种带有盲目性质的后验性能评估方法。如果有一种先验性能评估方法，能够提前预知目标跟踪方法的整体性能评估值和各影响因素方面的性能评估值，则可以提前指导筛选以及改进目标跟踪方法，有效地克服盲目性。　　针对第三个问题，提高水下多目标跟踪性能。任何目标跟踪方法的初衷均是快速准确地获得目标状态的实时值。针对水下特殊环境，首先清楚当前目标跟踪方法的优势点和劣势点以及环境特点，即综合性能评估和各影响因素方面的性能评估，抓住、聚焦与解决主要矛盾，进而针对性地提出解决方案，获得更好的目标跟踪性能。此就将前两个问题和最后一个问题联系起来。本文针对特殊性的水下环境，从多个影响目标跟踪性能的因素方面分别提出了改进方法，如航迹起始方法、数据关联方法、轨迹终结方法和水下高精度导航方法，从而提高目标跟踪整体性能。