本文从基于单星载观测平台定位算法的相关研究出发,扩展到基于多星载观测平台的定位研究,并针对定位方程解算、噪声及测量误差的滤除、定位精度的提高、定位成本的降低及探究不同测量参数对定位精度的影响等方面入手展开研究,对其中存在的问题相应地提出了新的算法并设计仿真实验来进行验证,为基于星载观测平台定位系统的实际应用提供了理论指导。具体研究内容如下:基于单星载观测平台的测角度定位法(Angle of Arrival,AOA)采用地球正球面模型忽略了地球表面的不均匀性对近地辐射源目标定位精度的影响,为此本文引入WGS-84规范下的地球模型,通过坐标系间的转换与定位算法相结合得到了近地辐射源目标在三维空间的准确描述,并计算了误差评价指标CRLB、GDOP。设计仿真实验验证不同角度测量误差对定位精度的影响,且当角度测量精度为0.1时,AOA定位法的定位精度可达500m。考虑到AOA定位过程中存在测量误差及噪声干扰,引入EKF算法与UKF算法,并给出两种算法在二维空间对近地目标定位的数学模型。此外,针对协方差矩阵计算复杂的局限性及系统中的非平稳项,建立ARIMA模型并与定位系统状态空间相转化,提出ARIMA-UKF算法。相同仿真条件下,对基于单星载平台的近地目标定位算法而言,最终收敛趋于稳定时基于ARIMA-UKF算法的相对误差最小,定位效果最好,UKF算法次之,EKF算法最差。观测系统由单星载观测平台拓展至多星载观测平台,对时差定位算法(Time Difference of Arrival,TDOA)以及Chan算法、Taylor算法这两种TDOA定位方程解算算法展开研究。针对Taylor级数展开法过分依赖初值选取合适程度的问题,将星载观测平台位置的先验性作为约束条件,进而提出一种基于Lagrange约束因子修正迭代初值的Taylor优化算法。相同仿真条件下,仿真实验结果表明本文提出的优化算法的均方误差小于传统的Chan算法、Taylor算法,具有更好的解算效果。为探究不同参数对定位精度的影响情况,设计了仿真实验,实验结果表明当近地辐射源目标距主观测平台120km附近时,定位效果最好,精度可达193.8m。此外设计仿真实验分析了位置、基线距离、采样频率、轨道高度等多种参数对双星载观测平台定位精度的影响,为定位系统中星载平台组网方式提供了一定的理论指导。