本发明提供一种基于高斯混合势概率假设密度滤波器的海上目标跟踪算法，算法针对高斯混合势概率假设密度滤波器面对海上杂波干扰强、机动情况复杂的“低慢小”目标，容易出现虚警、漏检等跟踪性能下降的问题，给出了解决方法。首先，在高斯混合势概率假设密度滤波器的基础上引入多模型算法以匹配目标的多种运动状态，其次，利用目标的多普勒量测与位置量测之间的关联，建立位置‑多普勒联合波门，对量测信息进行联合筛选，最后，在位置更新的基础上对目标进行序贯更新。对比仿真结果表明，本发明所提出算法可以提高目标数目估计稳定度，并改善跟踪精度。