无源定位是指测量站不向目标发射电磁波,仅通过接收目标辐射源所辐射、反射和散射的电磁波来确定目标的位置。相对有源定位,无源定位可以更有效地抗击电子干扰、隐身技术、反辐射武器等威胁,且无源定位可以对干扰源、手机、电台等辐射源进行定位。现在无源定位中的时差(TDOA)定位技术尤其受到广泛关注,因为其具有精度高、易组网实现、能对付宽带低谱密度信号等优点。本文对时差定位技术进行了比较全面的分析研究,包括定位算法、精度分析、模糊无解、应用系统设计等内容,最后还对外场初步实验的情况和结果进行了分析。本文具体工作如下:首先,对基本时差定位技术中的定位算法、精度分析、模糊无解进行了研究。给出了TDOA双曲线模型,对Chan、泰勒级数展开、AML等几种主要的定位算法进行了推导分析,并通过仿真得到了它们在不同条件下的定位性能,找出了存在的问题;对时差测量误差和站址误差对定位精度的影响进行了分析,仿真了多种布站形式下的GDOP分布,并专门分析了目标高度对平面三站时差定位精度的影响,得出了计算定位误差模和方向的表达式;研究了平面三站情况时存在的定位模糊和无解问题,得出了其分布区域。其次,对TDOA定位技术在卫星对地观测定位上的应用进行了详细的研究。研究集中在受地球面限制的TDOA定位技术,分别介绍了正球体和WGS-84椭球体两种地球模型下的几种定位算法,并在此基础上本文提出了一种在WGS-84模型下已知目标海拔高度信息时的新定位算法,对各种算法的定位性能进行了仿真;对于影响星载受限TDOA定位精度的各种因素本文也进行了详细分析,并对误差分布情况进行了仿真。接着,针对当前的无线电监测定位系统存在的问题,本文设计了一个采用TDOA定位技术,并基于小型接收机网络的无线电监测定位系统,对系统方案、小型接收机设计及处理流程进行了介绍。最后,做了外场三站时差定位初步实验,对实验方案及数据处理方法进行了介绍,并对结果进行了分析。