跳频通信技术自从诞生之日起,一直以抗干扰、抗侦听、低截获等优点著称,不仅在军事通信领域应用广泛,而且已慢慢渗透进民用通信。跳频技术发展至今,跳频信号的跳速越来越快、跳频带宽越来越大、跳频图案越来越复杂。目前各国家都已研制出各种军用跳频电台并将其应用到现代化战争中,这就对非合作跳频信号的侦察和定位提出了严峻的挑战。因此寻找有效的跳频信号定位方法成了通信对抗领域的当务之急。而在众多的定位方法当中,时差(TDOA)定位法凭借其无源、定位精度高、设备改装成本低、隐蔽性强等特点,成为无源定位技术的第一选择。众所周知,高精度的TDOA参数估计又是TDOA定位中的关键,因此研究高精度的TDOA参数估计方法是跳频信号无源定位的根本问题。对跳频信号的TDOA定位有诸多难点。例如,宽频段跳频信号需要高速的奈奎斯特采样率,这导致了各监测基站之间的大容量数据传输问题；复杂通信环境下的跳频信号分选和识别问题；快速高效的TDOA参数估计算法问题。压缩采样技术的出现,有望成为上述问题的新的有效解决方法。压缩采样使用少量的非相关测量值就能够高效地采集稀疏或可压缩信号,并通过少量的测量值重建原始信息。压缩采样的出现不仅缓解了ADC和后续DSP算法的压力,而且提供了一种信号采集和处理的新思路。针对目前跳频信号定位中的诸多难题,论文将压缩采样技术引入到跳频信号的采集和处理中,提出了跳频信号的后验压缩采样和基于AIC信息稀疏分解的TDOA估计新方法。本文内容主要包括四部分。前面的理论基础部分介绍了当前主流的无源定位技术,重点分析了TDOA定位的原理及其优点,并根据跳频信号的特点分析了对非合作跳频信号进行TDOA定位存在的难题。第二部分介绍了近几年出现的压缩采样理论,详细分析了其中涉及的几大主要问题,并根据宽频带跳频信号的频域稀疏特性,将压缩采样应用到跳频信号的高效采集当中；随后介绍了两种典型的压缩采样实现结构,并对这两种结构进行了仿真分析比较。第三部分的内容根据跳频信号的复杂通信环境,提出了基于子空间投影技术的后验压缩采样方法,既消除了定频信号的干扰,又实现了跳频信号的高效采集。最后利用时延信号在原子分解时的特殊关系,提出了基于跳频AIC信息的跳频信号TDOA估计新方法,不仅避开了奈奎斯特采样率的瓶颈,而且以低采样率和低复杂度进行跳频信号的TDOA参数估计,通过和其它两种传统TDOA估计方法的仿真比较,验证了新方法的可行性。