本发明公开了一种基于扩展卡尔曼滤波状态估计值的在线优化设计方法，本发明通过对扩展卡尔曼算法得到的状态估计值添加采样点因子实现对状态估计值的更新，进而将更新后所得的状态估计值代替状态观测值。进而求出更新后的观测预测值，与观测值对比，得到残差信息阵，利用残差信息来检验更新后最适合于当前时刻的状态估计值，并将该状态估计值作为当前时刻的状态估计值。通过这种方式可以再一定程度上降低模型动态偏差对系统跟踪带来的影响，解决扩展卡尔曼滤波在系统出现模型偏差时带来的精度不足的问题，能在非线性系统领域内得到较好的运用，且具有一定的鲁棒性。