针对非线性目标跟踪中,单一传感器观测冗余不足及模型噪声时变的问题,提出一种附加运动方向约束的自适应平方根无迹卡尔曼滤波(SRUKF)算法:在传统SRUKF基础上,利用新息向量构建自适应因子调节动力学模型时变误差;并引入载体运动方向作为虚拟观测量,增加观测冗余,以提高滤波性能。实验结果表明,所提出的利用运动方向约束的自适应SRUKF算法可有效提高目标跟踪精度,削弱动力学模型误差影响,特别在不良跟踪条件时具有较强的稳健性。