随着卫星技术的发展和广泛应用,卫星电子侦察、卫星定位以及高精度卫星定轨等技术凸显出越来越重要的地位,各种天基测量技术的应用研究也越来越多。其中单星测频无源定位系统因其具有成本低、灵活性好等优点而成为了研究的热点。本文围绕单星测频无源定位系统进行了如下几方面的研究:1.研究了单星测频无源定位原理和定位方法。基于定位原理,推导了定位方程的求解步骤,并分析了定位的理论误差和GDOP性能。在单星测频定位体制下,直接对定位方程求解会得到两个实数解,就如何解模糊进行了研究。2.研究了大多普勒动态范围下的载波频率估计问题。采用基于FFT的捕获算法实现了载波频率粗略估计,采用FLL和PLL相结合的方式实现了载波频率的高精度估计。理论分析表明频率估计的误差小于0.056Hz。3.设计出了单星测频无源定位系统的硬件平台——星载接收机。接收机包括射频通道模块、发射通道模块和以FPGA和DSP为主要架构的数字信号处理模块。基于该平台完成了从预处理到捕获再到跟踪的数字信号处理流程,实现了对多普勒频率的高精度测量。4.设计了单星测频无源定位技术的测试方案,验证了接收机的测频性能和系统的定位性能。结果表明,本文研究的单星测频无源定位技术可以实现对地面辐射源的定位,精度可以达到1000m。本文研究的单星测频无源定位技术在星载接收机上得到了实现,并取得了良好的测试效果,具有重要的实用价值。