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在火力控制系统中，为了使测量器材测量并跟踪目标（自动跟踪问题），为了通过火力控制计算机的解算控制我舰艇机动（导航问题）、控制发射装置定位和控制武器某种性能参数的装订（武器射击问题），以期到达命中目标之目的，都必须对目标运动参数和目标未来位置进行估计。然而，受各种环境噪声、人为干扰以及传感器自身制造工艺的限制，传感器获取的目标信息不可避免地带有测量误差。测量误差可分为两类，即系统误差和随机误差，系统误差具有的重复性、可测性、单向性等特点，可以通过标校的方法消除。随机误差则相对复杂，较难处理。一方面，就单次测量而言，随机误差具有偶然性；另一方面，当多次测量时它又表现出一定的统计规律。因此，需要在概率和统计的意义上，通过数学处理确定最符合真值的估计。
根据目标估计所处的时间点，可以把估计问题分为三类。
（1）滤波：根据过去的所有测量数据和当前时刻的测量，估计出当前时刻的状态值。
（2）预测：根据过去的所有测量数据和当前时刻的测量，估计出未来时刻的状态值。
（3）平滑：根据所有或一段测量数据，估计出过去某一时刻的状态值。
显然，在目标跟踪问题中，我们更关心目标当前时刻的状态（滤波）和未来时刻的状态（预测）。本章将就估计问题的数学基础和跟踪问题中常用的滤波方法进行介绍。