便携式红外导弹是我国防空系统的末端防御武器，大部分此系列导弹通过红外点源寻的导引头来跟踪目标。虽然出现了较先进的红外图像寻的跟踪系统，但是由于它具有诸多优点，目前在便携式红外导弹中应用范围仍非常广泛。为了提高便携式红外导弹的跟踪精度和速度，本文提出把当前比较流行的目标跟踪算法加以改进并在硬件平台上进行优化后应用到便携式红外导弹跟踪系统的观点，目的是提高它的跟踪精度和速度。本文首先通过分析红外点源寻的跟踪系统的跟踪原理和特点确定了计算坐标系。然后分析当前比较流行的目标滤波跟踪算法以及各种运动模型，结合此类导弹打击目标的特点，确定采用CV模型和CT模型。接着结合所选择的运动模型提出多模型目标跟踪算法（IMM），并对算法的模型集和马尔科夫转移矩阵更新部分进行改进使其符合便携式红外导弹跟踪系统的要求。最后，根据DSP硬件平台特点，利用C代码优化、汇编优化和指令流水线等技术对算法进行深度优化。用Matlab对改进的IMM目标跟踪算进行仿真，仿真结果显示改进后的IMM目标跟踪算法达到了便携式红外导弹对跟踪精度的要求。通过DSP硬件平台实验，优化后的IMM目标跟踪算法运算效率较高，满足了产品对实时性的要求。