无源定位技术具有诸多优点,包括隐蔽性好、作用距离远。分布式观测节点可以有效提升定位系统的性能,而光载无线技术则能够极大提升覆盖范围和定位精度。论文提出并展示了基于WDM技术的分布式节点无源时差定位系统,通过在探测区域内广泛布置观测节点,将各节点接收的信号调制在分离的光载波上,并使用WDM技术经光纤传输后在中心站进行融合处理。这使得各观测节点无需复杂的时钟同步和参数估计,提高了定位精度且简化了系统设计。此外,系统具有一定的通用性,理论上适用于脉冲信号源和非脉冲信号源的定位。因此,论文先从TDOA定位算法及其误差分析的基础上研究了系统的结构设计和实验验证,并在此基础上进一步从状态空间入手,建立合适的运动模型,采用自适应卡尔曼滤波算法来实现对移动目标的跟踪。论文的主要研究工作有以下两个方面:(1)结合TDOA定位技术的的双曲面模型,研究了 Chan算法、TDOA的时延估计以及系统误差的主要来源。对于四站式的三维目标定位,首先研究了雷达应用的周期脉冲调制信号的时差信息提取,然后分析了定位精度GDOP的空间分布以及改善方法,最后通过实验对433MHz信号源进行了三维定位的概念验证,实现了相对误差低于51 %的定位精度。(2)针对论文提出的分布式节点无源时差定位系统,研究了基于“当前”统计模型和曲线转弯模型下的移动目标跟踪。采用跟踪性能优秀的交互多模型Kalman滤波算法来实现对目标的状态估计,并通过仿真与无滤波的Chan定位算法的跟踪性能进行比较,结果显示IMM滤波算法能够显著改善系统的跟踪性能,拥有更加优秀的应用价值。