随着现代战术导弹成本低、体积小、自主性强的发展需要，捷联式导引头是现代导弹的发展趋势。与传统的平台式导引头相比，采用捷联式导引头后，会带来新的问题：探测器相对于惯性空间的角速度不能直接获得；弹体运动会耦合到探测器，造成指向不稳定；微分测量噪声；用于比例导引的视线轴角速度的估计。本文针对以上问题进行研究。首先建立了捷联式导引头框架数学模型，定量分析弹体对框架的耦合以及非线性力矩对框架角速度稳定误差影响；其次介绍了捷联稳定原理，推导了角速度补偿算法，并进行仿真；然后针对捷联式导引头的匹配滤波、微分测速问题进行深入研究，利用最佳匹配滤波器使系统达到最佳性能，在此基础上利用鲁棒控制解决系统的参数不确定性。同时采用微分跟踪算法对角位置信息进行微分，并对微分结果进行有限长单位冲激响应滤波、滑动平均滤波以及二阶低通滤波；最后针对捷联式导引头的跟踪问题，基于单通道跟踪模型，比较了自适应卡尔曼滤波和粒子滤波两种算法对视线轴角速度的估计结果。仿真结果进一步说明了弹体对框架的力矩耦合扰动影响；验证了角速度补偿捷联解耦方法的可行性；利用匹配滤波、鲁棒控制、跟踪微分、滑动平均滤波的方法能够使导引头的稳定性提高；得到了粒子滤波比自适应卡尔曼滤波使系统有更好的跟踪效果的结论。所采用的算法能够达到工程要求，对捷联式导引头的工程应用有指导意义。