无源定位技术利用被动观测信号中隐含的辐射源位置信息实现对非合作辐射源的定位。在各种无源定位体制中,基于时差和多普勒差的无源定位技术利用多路观测信号间传播时延和多普勒效应之差实现对辐射源定位,在运动观测场景中具有广泛应用。国内外众多学者对基于时差、多普勒差的定位观测量估计、定位方程解算以及直接定位法进行了广泛的研究。但是在观测站高速运动或长时间观测累积的定位场景中,信号累积时间内时差、多普勒差等参数可能会发生显著变化。面对时变的时差和多普勒差,传统的无源定位技术面临新的挑战。针对基于时变的时差、多普勒差定位技术的特殊性,本文主要在时变时差补偿、时变多普勒差补偿、固定目标定位中的时变参数估计以及未校准条件下的定位算法等几个方面展开研究。第二章研究宽带信号的时变时差补偿与联合估计。随着观测站的运动,辐射源信号到不同观测站的传播时延之差是随时间变化的。信号累积时间内的时差变化对参数估计的影响在宽带信号条件下更为显著。现有宽带信号时差、多普勒差估计算法通过对观测信号的时间伸缩变换实现时差变化补偿,算法计算复杂度高且不易实现。针对此问题,利用多普勒差与时差变化率间的对应关系,本文提出了一种基于时域分段的宽带信号时、差多普勒差估计算法。将观测信号划分为短时片段后,该算法通过对分段信号的频域共轭积相参累积的方式得到时差和多普勒差的估计。在有效补偿时差变化的基础上,该算法的参数估计精度在中高信噪比条件下可以达到CRLB。为进一步降低算法的计算复杂度,提出了一种基于Keystone变换的快速估计算法。通过对观测信号的频域共轭积进行Keystone变换补偿时差变化之后,该快速算法可通过二维变换实现信号的相参累积,有效地降低了算法的计算复杂度。第三章研究时变多普勒差的补偿与联合估计。在观测站高速运动或长时间观测累积条件下,信号累积时间内的多普勒差可能会发生显著变化。此时,引入多普勒差变化率将时差、多普勒差二维模型拓展到三维模型可有效提升系统对长时间观测累积的适应性。现有的时差、多普勒差及多普勒差变化率联合估计算法忽略了信号累积时间内的时差变化对信号基带复包络的影响。针对该问题,本文提出了一种基于时域分段的宽带信号时差、多普勒差及多普勒差变化率联合估计方法,并推导了估计精度的CRLB。分析了参数估计时刻选择对参数估计精度的影响。为了降低算法的计算复杂度,提出了基于序列反转变换和二阶Keystone变换的快速算法。通过对两路观测信号的频域共轭积进行上述变换的方式,该快速算法实现了时差、多普勒差和多普勒差变化率的分维估计,有效地降低了算法的计算复杂度。第四章研究对固定目标定位中的定位观测量估计问题。利用辐射源静止在地球表面这一信息,在对固定目标定位中时差、多普勒差及多普勒差变化率间存在等式约束。有效地利用该约束关系有利于提升时差、多普勒差等定位观测量的估计精度。首先针对星载定位和机载定位两种场景,推导了固定目标定位中时差、多普勒差及多普勒差变化率间等式约束的表达式。结合观测站的位置和速度信息,给出了由时差、多普勒差到多普勒差变化率的转换关系的表达式。以此等式约束为基础,提出了一种基于消元法的带约束的时差、多普勒差及多普勒差变化率联合估计算法,并推导了带约束条件下估计精度的CRLB。利用参数间约束关系引入的信息,带约束的联合估计算法可达到更高的估计精度且计算复杂度更低。第五章研究未校准条件下基于时变时差、多普勒差的定位方法。受辐射源天线方向图、波束扫描、信号传播路径等因素的影响,各观测站的信号增益和噪声功率可能是不等且未知的。在运动多站无源定位场景中,时变的信号增益和噪声功率通常难以预先测量或校准。针对此问题,考虑各观测站的信号增益和噪声功率不等且未知,提出了一种未校准条件下基于时差、多普勒差的的直接定位算法,并给出了未校准条件下定位精度的CRLB。与现有直接定位算法相比,本文所提算法引入观测信号的自归一化以适应各站观测噪声功率不等的情况。仿真结果表明在噪声功率不等的条件下,本文提出的直接定位算法可达到更高的定位精度。