当今世界,战场环境日趋复杂,隐蔽性侦查成为提高现代电子作战系统生存能力和作战能力的重要策略。传统的有源探测设备隐蔽性较差,极易受到敌方的攻击。无源定位技术是一种只靠被动接受辐射源辐射信号来对辐射源进行定位的技术。无源探测设备作用距离远,具有较好的隐蔽性,是对敌方进行“先发制人”的重要武器。由于具有适用范围广、灵活性高等优点,机载单站无源定位已经成为无源定位技术研究中的重要研究方向。本文以高速运动的空中观测平台对静止或运动的目标进行无源定位为背景,从以下几个方面对机载单站无源定位技术进行了研究:1.介绍了本文的研究背景,阐述了机载单站无源定位技术研究的重要意义,梳理了国内外单站无源定位技术的研究现状和发展趋势。2.详细介绍了基于相位差变化率定位方法和基于多普勒频率变化率定位方法的基本原理,并对两种无源定位方法的可观测性进行了分析。结合理论分析和计算机仿真,在二维平面内,研究了各观测量大小和参数测量精度对定位相对误差的影响。结合实际,分别建立适当的仿真模型,对两种单站无源定位方法的定位效果进行了仿真验证和误差分析。3.现有测角系统对俯仰角和俯仰角变化率的测量精度难以满足高精度定位的要求。针对这一问题,提出了一种新的俯仰角及其变化率解算方法。在传统的机载单站无源定位系统中,各天线阵元均处于机身所在平面,在本文所提算法中,一付相位干涉仪处于机身所在平面,另一付相位干涉仪垂直于机身所在平面向上,利用相位差对角度和相位差变化率对角度变化率的放大作用便可以间接测量角度和角度变化率信息。仿真结果表明,在不降低方位角和方位角变化率解算精度的前提下,该方法的运用极大的提高了俯仰角及其变化率的解算精度。利用计算机仿真分析了差分法和Kalman滤波法提取相位差变化率的解算效果,仿真结果表明,Kalman滤波法获得的相位差变化率精度明显高于差分法获得的相位差变化率精度,由此可知,Kalman滤波法的运用对俯仰角及其变化率解算精度的提升具有重要意义。4.综合分析了相位差变化率定位方法和多普勒频率变化率定位方法的优缺点,利用相位差对角度和相位差变化率对角度变化率的放大作用,结合两种定位方法,研究了基于相位差、相位差变化率和多普勒频率变化率的联合定位方法,并通过理论分析和计算机仿真分析了各观测量大小和参数测量精度对定位相对误差的影响。建立了适当的仿真模型,对基于相位差、相位差变化率和多普勒频率变化率的联合定位方法的定位效果进行了仿真验证,在相同参数测量精度的前提下,对比了该定位方法对静止和运动目标进行无源定位时的定位精度。由仿真结果可知,在使用本文提出的俯仰角及其变化率解算方法后,该联合定位方法对静止和运动目标的定位精度具有较大的提升,均具有较高的定位精度。