在现代电子信息作战体系中,无源定位系统一直都是电子侦察的重要环节。虽然航天技术及星载侦察技术在近些年飞速发展,但天基侦察定位和地基侦察定位系统各自的固有缺陷仍为电子侦察定位带来了许多问题。因此考虑在多星联合监测平台的基础上,引入地基监测定位节点,以提高天基与地基定位系统的信息协同综合应用能力,实现卫星与地面监测平台的联合精确定位。本文所解决的核心问题是:如何突破地基侦察定位系统针对被定位目标的直视条件严格限制,基于到达时间差定位机制,实现地基侦察系统向卫星监测平台的引入,以达到星地联合定位的技术需求,使得天基侦察定位系统能进行更可靠、更准确的定位侦察。本文针对现今多用的超短波及微波电磁波的无线电传播方式进行了深入研究,发现其利用对流层散射机制实现地面收发站之间的远距离非视距传输。因此,分析了对流层散射通信的物理原理,明确电磁波在对流层中“折射——散射——折射”的传播过程。在此基础上,根据对流层大气特性,引入了等效地球半径概念抵消折射造成的传播轨迹弯曲效应,以便于几何建模,结合已有散射传播模型,建立了等效地球半径模型下,散射点位于不同位置时对流层散射传播路径的几何模型,并给出了散射传播时延的计算公式。随后,本文对对流层散射传播信道的特性进行了研究,确定了对流层散射是一种随机多径信道,并给出了信号传输损耗的经验公式。为研究多径对传播路径时延的影响,结合散射传播时延公式,对散射点高度及散射点偏角这两个影响路径时延大小的主要因素进行了数学分析,发现二者对时延影响均较小可忽略。因此,利用最低散射点的传输路径轨迹,构建了等效地球半径模型下的传输模型,并且为了便于对比,构建了直线传输模型及忽略折射因素的传输模型。此外,给出了卫星与地面站的接收信号仿真以及TDOA估计方法。最后,本文针对星地联合定位系统中定位平台的不同构成,将其分为两星一地定位系统和一星两地定位系统。结合三种面向TDOA定位的地面站之间的信道传输模型,构建了三者在不同星地联合定位系统下的时差定位方程组,并给出了牛顿解析算法,随后,针对两种定位模型、三种传输模型,利用STK选取卫星平台、地面监测站、被定位目标和地面标校站的位置,对不同信噪比对定位精度的影响,以及在信噪比较低的情况下三种模型的定位效果进行仿真分析,结果表明:定位误差随信噪比的增大而先减小后平稳;本文所提出的等效地球半径传输模型最为接近实际传输路径长度,定位误差小且定位效果稳定,实现了基于星地联合定位平台的远距离目标非视距时差精确定位。