多目标定位是水下武器探测系统迫切需要具备的能力，它是反对抗、目标识别、精确打击的基础。多目标定位技术可以分解为方位估计、时延估计、参数配对等专项技术，本文对相关技术的最新进展进行了综述。 考虑到自导系统对多目标定位的特殊要求，作者提出了两类具有应用前景的多目标定位方法。第一类是基于参数配对算法的多目标定位技术，它在多目标方位、时延参数独立分辨的基础上，通过估计目标强度把两维参数对应起来完成定位。针对可能出现的两维参数分辨出的目标数目不等(参数兼并)的情况，作者提出了相应的配对策略。第二类是无需配对的多目标定位技术(ESPRIT-Corr)。这是一种方位—时延联合估计的方法它通过构造与常规ESPRIT不同的相关矩阵，用广义特征值估计多目标的方位，而用广义特征矢量估计多目标的时延(距离)，同时方位和时延参数可自动配对。针对实际应用中普遍存在的不等强度目标源的问题，提出了一种修正算法。作者还进一步把ESPRIT-Corr推广到方位、频率、时延三维参数的联合估计。大量的计算机仿真结果验证了所提方法的有效性。 作者建立了一套多目标定位水池实验系统，开展了多目标定位实验和多目标三维参数联合估计实验研究，对几种稳健的方位估计方法的误差抑制能力进行了理论分析和水池实验验证。多目标定位实验数据分析结果表明：基于参数配对算法的多目标定位方法可较好的对双目标进行定位。基于参数联合估计的多目标定位方法在不同目标数目、不同信号包络的定位实验中都有较好的表现。在目标方位间隔大于半波束宽度时，可实现2～4个目标的三维参数联合估计。