TDMA (Time Division Multiple Access)是地面移动通信以及卫星移动通信的关键技术之一,研究TDMA信号的时延估计(TDE, Time Delay Estimation)对于移动目标的定位具有非常重要的现实意义。TDMA是一种多用户的复用方式,地理位置的不同导致不同的用户具有不同的时延值,如何分离出不同用户的时隙信号是时延估计的关键。业务的突发性是TDMA信号的另一大特点,突发性导致信号的出现时刻具有不确定性,因此实现信号的自动捕捉检测技术可以极大地提高实际应用中的频谱监测效率。本文面向无线定位技术,系统地研究了同步TDMA信号的自动检测、时隙分离与时延估计问题。具体的研究成果如下：(1)推导分析了调制方式为BPSK的TDMA信号的循环自相关函数的特性,提出了基于滑动窗叠加的TDMA信号循环自相关检测方法,并通过与直接循环特征检测方法进行对比实验验证其检测效果。同时为了改进该方法需要通过实验确定阈值的缺点,将渐进最优理论应用在TDMA信号的检测当中,提出了基于循环自相关函数的TDMA信号的恒虚警率检测方法,文中通过实验验证了其有效性。(2)分别从协议未知和协议已知的情况下讨论TDMA信号的时隙分离问题。在分析了TDMA信号时域特性的基础上,提出了一种未知协议下的时隙盲分离算法,该方法虽然具有局限性,但是对于符合要求的TDMA信号,可以很好地实现时隙的盲分离,增加了系统处理未知TDMA信号的能力；对于协议已知的情况,本文以协议公开的GSM体制为例,提出了GSM的帧同步方法以及非协作下的时隙分离方案,同时针对有可能引入空闲时隙这一问题,加入了空闲时隙的舍弃过程,为其它协议下的时隙分离提供了解决思路。(3)针对无线电信号可能存在的分数时延和频率偏差问题,研究了不同的插值方法以及频率偏差估计方法,在模糊函数的基础上,提出了针对TDMA信号的基于四次方谱和MCZT的改进模糊函数时延估计方法,实验结果显示改进的方法具有更好的估计效果。最后将时延估计理论应用到TDMA信号,提出了TDMA信号的自动检测与时延估计的解决方案,并提出了时延估计样本的统计原则。文中最后通过仿真实验测试了TDMA信号的时延估计性能,验证了系统的有效性和精确性