无源定位与跟踪技术自身不辐射电磁波而且探测距离远，所以它在电子侦察中扮演着越来越重要的角色。单站无源定位与跟踪系统由于避免了复杂的时间同步和多个观测站之间的数据融合，因此受到人们很大的重视，并且成为了一个研究的重点。定位与跟踪需要进行目标运动分析，其中最基本的问题就是使用有噪声的观测数据来拟合目标的运动轨迹。在实际应用中，只要满足可观性原理就可以通过运动观测平台估计出目标的位置和速度。论文前半部分介绍了单站无源定位系统的相关原理及常用的观测量获取方法，并基于此分析了现有单站无源定位方法在适用性和实用性方面存在的缺点和不足。提出了改进的结合相位差变化率和多普勒频率变化率的单站无源定位算法。该算法克服了相位差变化率法中对目标运动状态和运动高度的限制及多普勒频率变化率法中波达角变化率信息获得困难，对算法实用性的限制，将两种算法的优点有机结合起来，降低了系统对定位系统前端接收机的设计难度，从而为该算法的硬件实现打下了良好的基础，最后使用迭代扩展卡尔曼滤波算法(IEKF)对定位结果进行了处理，提高了估计的精度。论文后半部分详述了该定位系统样机在实现过程中的软、硬件设计方案。构建了以DSP与FPGA为核心的系统硬件平台，对调试流程、调试中出现的问题及对应的解决方法都进行了系统的介绍。该系统在硬件和软件上均已达到课题的技术指标，具有一定的工程实用性，可为以后的无源定位系统研究提供技术参考。