随着现代战争电子攻防对抗的日趋尖锐激烈,围绕雷达所展开的干扰、隐身、低空突防和反辐射攻击等给有源定位系统带来了极大的挑战,而无源定位系统因为作用距离远、隐蔽性能好、且具有一定的定位精度等优点,逐渐引起了人们的广泛关注。事实上,利用无源定位系统对目标进行探测与跟踪,并引导有源定位系统或者直接引导导弹等武器对目标进行打击是现代战争中的一个重要且有效的手段。　　 本文主要致力于提高各种传统无源时差定位方法的定位性能,以满足现代战争对无源定位系统的要求的不断提升,具体内容包括:　　 1.首先介绍了传统的多站时差无源定位方法,包括其定位方程组的求解、定位模糊的消除以及定位无解问题的解决等,并在此基础上给出了其定位协方差矩阵,然后阐述了所谓“低”目标的具体含义,最后给出了传统多站时差无源定位方法对不同高度目标的定位性能的对比,并通过分析指出传统多站时差无源定位方法在“低”目标无源定位方面的不足正是由于其缺少高度方向上的基线所致。　　 2.针对传统多站时差无源定位方法在“低”目标无源定位方面的不足及其根本原因正是由于其缺少高度方向上的基线所致这一问题,提出了一种最直接的改进方法——空中平台辅助的多站时差无源定位方法,该方法通过在主站上方的一个空中观测平台来增加高度方向上的基线,和各地面侦察站一起形成了一个冗余的定位系统,在提高对“低”目标无源定位性能的同时,利用该冗余信息巧妙的解决了定位模糊问题。　　 3.针对空中平台辅助的多站时差无源定位方法需要在主站上方增加一个空中观测平台,并且需要保持该空中观测平台的稳定,其成本和难度均相对较大,很多情况下难以实现这一问题,提出了一种新的较为容易实现和部署的改进方法一一仰角测量辅助的多站时差无源定位方法,该方法在主站增加对目标仰角的测量,和原有的三个时差测量一起形成了一个冗余的定位系统,亦能在一定程度上提高对“低”目标无源定位的性能,同时也能利用该冗余信息解决定位模糊问题。　　 4.针对现代战争对无源定位系统的要求的不断提升,将运动学原理引入传统的双站角度-时差无源定位方法,提出了一种新的双站角度-时差变化率无源定位方法,该方法从传统的双站角度-时差无源定位方法的时差测量中提取时差变化率信息,并将其用于对目标的无源定位当中,推导了一个新的基于角度和时差变化率的定位公式,进一步提高了传统双站角度-时差无源定位方法的定位性能。此外,本章还介绍了两种常用的时差变化率提取方法--差分方法和Kalman方法,并对这两种方法提取时差变化率的性能进行了对比:通过选择合适的差分时间间隔△T可以获得比原始时差测量精度更高的时差变化率提取精度,基于Singer模型的Kalman滤波平滑后能进一步提高时差变化率的提取精度。　　 5.针对无源定位系统初始估计误差较大、实时性要求较高这一特点,在分析现有主要非线性滤波方法局限性的基础上,提出了一种针对无源定位系统的改进型迭代卡尔曼滤波方法,该方法从传统迭代卡尔曼滤波方法的实质(高斯牛顿迭代逼近最大似然估计)入手,首先通过修正高斯牛顿迭代的目标函数得到了一个新的基于一步高斯牛顿迭代的滤波更新公式,减小了初始估计误差对整个滤波过程的影响,然后根据其最大似然估计的性质推导了一个新的增益计算公式,减少了迭代过程中求逆运算的次数,提高了滤波的稳定性,在获得较好滤波性能的同时大大减小了滤波的时间开销,更宜于其在实际工程中的应用。　　 综上所述,本文的研究内容主要集中在几种与时差测量相关的无源定位方法及其定位精度方面,因此可以把本文的研究内容统称为无源时差定位方法与精度研究。