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4）方向余弦坐标系
为了更加精确地追踪目标，雷达原理中提出了相控阵雷达，并根据此应用发展出方向余弦坐标系。该坐标系下给出的观测值 不同于其他坐标系，这是结合了相控阵雷达波束的特征与定义。式中R是坐标系原点到所追踪目标的径向距离， 各自为目标R向与坐标轴X,Y正向的夹角。
在上面介绍的四种主流坐标系当中，（1）（2）（3）这三种算得上是直角坐标系一类，最后一种则可归类于球面坐标系。然而探测器在实际工程应用中所得测量数据是用球面坐标系中的参数进行表示，而一般情况下我们为了方便计算，都用直角坐标系的参数表示在雷达系统中目标的状态方程，因此方程是线性的；假如我们仅用单纯一种坐标系来表示所跟踪的目标，上述两者——状态方程和量测方程——不能一致线性：要么前者非线性，后者线性；要么前者线性，后者非线性。所以，必须在预测目标状态之前对系统方程进行数学处理。然而每一种处理方法都不是最精确地，这样做虽然解决了测量方程和状态方程一致线性的矛盾，但是也增加了模型误差。
为了提高跟踪精度，大量研究人员对此做了深刻的研究。研究成果表明，扩展卡尔曼滤波成为此问题的主要解决方案。还有一种叫去偏转换测量的方法被提出，它们在应用中都有良好的表现。在下一章会简要介绍这些方法。
根据理论可知，只要符合当时具体情况，跟踪坐标系可以采用上述任意一种坐标系体制。然而这并不说明，状态变量与选择何种跟踪坐标系是毫无干系的；相反，它们息息相关。此观点研究员Johson已给出论证：选择一个与实际测量系统相符合的坐标系，就能够大幅度降低状态估计时的计算量和计算误差。
2．2 目标模型
对目标状态观察信息的有效提取是目标跟踪的成功关键所在。一个合适的目标模型在很大程度上会促进信息提取。要开始目标跟踪，第一步是选取或是建立目标模型。作为目标跟踪的基础，这一步是至关重要的。但如何选择合适的机动模型，以便取得较好的滤波效果，这也成为了一个至关重要却又难办棘手的问题。棘手之处在于：跟踪选取的目标运动模型是否能表达实际情况中目标真实的运动状态。
建立机动目标模型时，一般要遵循以下两个原则：一、选取的模型与目标实际状态相对应，二、模型处理时的计算量能尽量地少。这三、四十年中间，该领域的研究人员和学者对如何解决此问题进行了大量讨论，所述的内容各有千秋。本文将在这对一些为人所知的常用模型作简单介绍。
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