在现代电子战、信息战环境中，由于无源探测定位系统具有自身隐蔽和探测距离远等优点，因此具有重要的应用价值，并已成为当今非线性跟踪与估计研究领域的热点话题。但由于传统单站无源定位方法的定位速度慢、精度低，难于满足实际战术应用的需要，因此提高定位精度、缩短定位时间也就成为现在单站无源定位研究的必然需要。本文的主要研究工作就是围绕提高机载单站的定位精度和缩短定位时间来展开，主要内容有：第一章：综述单站无源定位的研究现状。第二章：详细介绍无源定位中常用到的几种算法。对粒子滤波算法进行了改进，成功地将粒子滤波算法引用到无源定位中，并与扩展卡尔曼滤波和unscented卡尔曼滤波算法相比，能提高定位精度，缩短定位时间。第三章：对仅测向交叉定位进行研究。分析了仅测向定位中用到的算法，同时对系统可观测性进行研究；为提高系统可观测度，研究了测量数据应满足的条件；另外还对滤波初值对几种非线性滤波算法的影响及其消除方法进行了研究，提出了几种改进算法，消除了初值的影响，同时还可以提高仅测向定位的定位精度、缩短定位时间。第四章：探讨测相位差变化率定位中的某些关键技术。分析了干涉仪测量数据出现模糊的原因，提出了基于中国余数定理来解相位差模糊的方法。经过研究，找到了在干涉仪基线长度不满足中国余数定理条件(长度不互质)的情况下，不能解模糊的原因，并提出了相应的正确解模糊的方法。另外，还研究了相位差变化率的提取方法；在相位差测量数据信噪比很低的情况下，成功利用了小波滤波提高了观测数据的信噪比，然后利用卡尔曼滤波算法获取相位差变化率，这样保证了最终定位具有较高的定位精度，并且大大缩短了定位时间。第五章：研究工程应用中遇到的实际问题，提出了解载机姿态变化的方法，利用等角圆锥投影方法使载机经度、纬度与地面坐标实现互换，同时利用线性插值对某些时刻的观测值进行了估计，并实现了观测平台测量数据和GPS测量数据的同步。