针对大机动目标强机动性导致传统单弹观测模式下加速度估计精度不足，进而影响末制导精度的技术难题，提出一种基于分布式协同测量的空空导弹目标状态估计方法。构建了一种多弹协同测量方案，并通过可观性分析给出协同测量增强目标运动状态可观测度的约束条件；针对中重频多普勒雷达导引头测量方式，结合Singer模型与扩展卡尔曼滤波设计了机动目标状态估计算法，并通过数字仿真对比了单弹/多弹测量模式下的估计性能差异。结果表明，在典型交战场景下，协同测量模式中，目标三维位置、速度、加速度估计误差分别收敛至1 m，0.8 m/s和4 m/s²量级，较传统单弹测量模式精度分别提升97%，97.8%和84%。
