随着近些年技术的不断发展,特别是5G技术的发展,无源定位技术已经深入到生活中的方方面面,给目标定位技术带来了更加广泛的应用场景,尤其是在信号处理、车辆定位导航、目标检测、无线通信、无线传感器网络等领域中,目标定位技术更是具有不可替代的地位。研究无源目标精确定位技术具有重大的应用价值。对无源定位技术在不同环境和定位场景下的应用的开展深入的研究,不仅能够推动人们的生活质量,满足在日常生活中对于定位场景的需求,也能够在电子对抗、区域保护等方面提升国家的军事实力,拥有重大的军事意义。本文围绕TDOA无源定位技术的应用,在前人研究的基础上进行展开,研究了TDOA无源定位技术中的关键点和难点问题的解决方法,对实际问题的建模和求解过程进行了详细的推导,并对基于传感器网络中的节点优选方法进行了研究,并提出了传感器节点优选问题的解决方法。本文的主要研究成果如下:1.研究了一种基于改进的约束总体最小二乘法的目标定位方法。为了解决传统的解析类算法在噪声环境条件较差的情况下,即TDOA测量误差较大或者目标与传感器网络之间的几何关系不理想的条件时,对目标的定位性能较差的问题,提出了一种基于改进约束总体最小二乘（CTLS）的目标定位方法。首先通过对双曲定位方程组的变形化简将其转化为一组伪线性的矩阵方程,在约束总体最小二乘法的基础上,通过引入了一个中间变量,对CTLS方法中的目标函数进行改进,将单变量优化问题转化为多变量优化问题。再采用ADMM的方法对其进行迭代求解得到目标位置的粗估计,利用粗估计的位置计算出具有更高精度的系数矩阵,再次迭代即可得到目标位置的精确估计。最后通过仿真给出了TDOA测量误差、传感器的个数以及传感器网络的几何分布对于算法性能的影响,并给出了算法复杂度的对比分析结果。验证了所提算法在噪声环境较差时,仍能拥有较高的定位性能。2.研究了一种基于TDOA的超视距目标的定位方法针对当目标辐射信号沿着地球表面曲面传播时,在以TDOA为测量量的条件下实现目标无源定位这一关键技术问题,提出一种基于TDOA的超视距目标无源定位方法。首先给出在WGS84地球模型下的一些参数的转换关系,建立球面三角形中的目标定位的非线性数学模型,并给出适用于上述非线性模型对应的目标位置求解方法,并给出详细的算法步骤。随后推导目标定位的CRLB的数学表达式,从理论上给出影响定位精度的主要因素,即TDOA测量误差和目标与各个接收站之间的几何位置关系。然后通过推导几何定位精度因子GDOP计算公式,在给定参数下,分析各个变量对无源定位系统的定位性能的影响。最后通过计算机仿真实验验证所提方法的有效性。3.研究了基于TDOA定位的传感器节点优选方法。由于传感器网络的系统能耗问题,传感器网络中的各个节点不可能一直处于工作状态,为了综合考虑传感器网络的定位性能以及传感器网络的使用寿命和系统损耗之间的关系,提出一种基于禁忌搜索的TDOA无源定位系统的传感器节点优选方法。首先考虑在存在传感器的位置误差和TDOA测量误差的双误差条件下的TDOA无源定位方法,推导在双误差条件下的近似约束最小二乘闭式解,随后推导了该条件下的定位误差协方差矩阵的表达式,通过引入一个布尔型向量,将传感器节点的优选问题转化成一个布尔型向量的求解问题,然后利用禁忌搜索方法对该优化问题进行求解。最后在仿真实验中给出TDOA测量误差,传感器自身的位置误差、传感器网络的规模大小、目标位置与传感器节点的几何位置关系对算法性能的影响。与现有算法相比,所提出的算法具有性能和计算效率方面的优势。