无源定位跟踪技术利用截获的辐射源发射的信号来确定该辐射源的位置和速度,自身不需要发射电磁信号,具有良好的隐蔽性,能提升探测系统在复杂电子战环境下的生存能力,是近年来探测、侦察技术研究的热点之一。在各种无源定位跟踪体制中,基于测向的无源定位跟踪技术利用辐射源来波到达角实现对辐射源的定位跟踪,在单站及多站组网观测场景中具有广泛应用。但是,在超视距观测和异步观测多目标跟踪场景,传统的测向定位跟踪技术面临定位误差大、易产生虚假定位等问题。针对基于无源传感器测向定位跟踪技术的特殊性,本文主要在测向定位偏差补偿、多无源传感器超视距测向交叉定位、多无源传感器多目标测向交叉数据关联、多无源传感器异步测向多目标跟踪等几个方面展开研究。第二章研究了对已知高程辐射源测向融合定位与偏差补偿方法。首先建立了目标观测模型,并推导了目标位置的解析解。在此基础上,通过对解析解做三阶泰勒级数展开,提出了一种测向定位偏差估计及补偿方法。该方法能保留更高阶的泰勒级数展开项,偏差估计精度更高。随后,针对多次测向融合定位问题,分析了基于原始角度量测和基于单次定位结果的两种融合定位方式的性能。最后,通过计算机仿真验证了本文所提方法的有效性。第三章研究了多无源传感器超视距测向交叉定位方法。针对大气折射引起的超视距定位问题,建立了无源传感器超视距观测模型,能适应超视距和视距观测共存的场景。针对已知高程目标定位问题,提出了一种约束伪线性最小二乘初始化的最大似然估计算法,通过计算机仿真实验展示了其相比于约束伪线性最小二乘法的优越性。针对超视距定位偏差对定位性能影响较大的问题,提出了一种基于偏差补偿的高斯-牛顿迭代定位算法。通过计算机仿真实验验证了其消除定位偏差的有效性。第四章研究了多无源传感器多目标测向交叉数据关联方法。首先分析了基于观测域的传统数据关联算法在时效性方面的不足,得出了传统数据关联算法的时间复杂度与观测站和目标个数呈指数关系的结论。针对这一问题,提出了一种基于状态域的直接数据关联方法,并对算法的框架、代价函数模型、候选目标初始化方法、算法终止条件、时间复杂度做了详细分析。该方法将数据关联问题从观测域转换到了状态域,时间复杂度从原来的与观测站和目标个数呈指数关系变为现在的线性关系,极大的提高了数据关联的效率。最后,通过计算机仿真验证了本文所提方法的有效性。第五章研究了多无源传感器异步测向多目标跟踪方法。首先建立了多无源传感器多目标观测模型,并推导了大地坐标系下等高程匀速巡航目标运动模型。然后,分析了多无源传感器异步测向条件下多目标跟踪的难点及问题,在此基础上,提出了一种多无源传感器异步测向多目标跟踪的算法,将多目标跟踪问题转换为量测与角轨迹关联、角轨迹与角轨迹关联、量测与航迹关联等问题,具有更好的跟踪性能。此外,该算法使用基于状态域的直接数据关联算法实现航迹起始和航迹更新,其时效性更高。随后,针对异步观测中可能出现同步观测的情况,提出了一种通用条件下变维观测航迹更新算法。最后通过计算机仿真验证了本文所提方法的有效性。