当前基于卫星平台的辐射源无源定位技术主要分为测向交叉定位技术和多站时差定位技术,其中测向交叉定位技术受辐射源信噪比影响较大,当信噪比较低时,定位精度不高;多站时差定位技术需要设立特定的数据融合中心分析处理定位数据,且受到时间同步、星间组网及数据交互的限制,实现复杂成本高。针对上述问题,本文借鉴超综合孔径成像测量原理,并利用辐射源的空域稀疏特性,提出基于虚拟大孔径的压缩感知近场定位方法,该方法利用阵列天线在卫星上绕地高速运动特性,通过阵列天线在不同位置采集辐射源信号,用较少的阵列天线数量虚拟合成等效大孔径天线,使得阵列天线对辐射源的测量由远场变为近场,从而实现了基于单星的辐射源高精度定位。本文首先详细介绍了超综合孔径技术和压缩感知的理论基础,其次对基于虚拟大孔径的压缩感知近场定位技术进行了理论分析与建模,并通过仿真和样机实验验证了该方法的正确性与有效性,同时对测向交叉定位技术和本文方法的定位精度进行了仿真对比分析,然后针对该系统优化设计展开了一系列实验讨论,最后对系统非理想特性进行了分析,讨论了通道误差、天线方向图误差、天线互耦误差和天线位置误差对定位性能的影响,同时针对部分误差模型提供了相应的校正方法,并开展了仿真和样机实验验证。