星载定位系统以小卫星为平台对目标进行定位,不受国界、领空、领海和天气条件的限制,可以进行大面积的侦察;再者,卫星飞行速度远大于其他飞行器,便于及时迅速地获取信息,使得卫星侦察成为军事战略战术情报获取的一种重要手段。本文对低轨单星测向无源定位系统、低轨双星时差/频差无源定位系统、低轨三星时差无源定位做了详细的分析和比较;推导了定位公式和定位精度公式,并做了计算机仿真;分析了影响星载定位系统的因素;分析了选择星载无源定位体制需要考虑的技术因素;利用虚拟阵和TOA(time of arrival)测量信息构造动态MDS(multi-dimensional scaling)矩阵。本文的主要内容:介绍单星测向定位系统和定位原理,讨论了主要的测向技术,推导出了测向定位公式和定位精度公式,提出了一种使用球面迭代格式的基于WGS-84地球椭球模型的迭代定位算法,分析了影响单星测向定位系统定位精度的因素,并做了计算机仿真,画出了定位误差曲线,仿真结果表明,当高程误差在一定范围内时,该定位算法收敛快,具有较好的性能,测向误差对单星无源定位误差的影响较大。介绍了双星时差/频差定位系统和定位原理,针对低轨双星测量信号到达时间差和到达频率差对地面固定辐射源进行无源定位的问题,研究并提出了一种基于WGS-84地球椭球模型的双星时差/频差定位算法,推导出了时差/频差定位公式和定位精度公式,分析了影响双星时差/频差定位系统定位精度的因素,并做了仿真,仿真结果表明,当高程误差在一定范围内时,该定位算法收敛快,具有较好的性能,测频误差对低轨双星定位误差的影响较大。介绍了三星时差定位系统和定位原理,提出了一种基于WGS-84地球椭球模型的三星时差定位算法,首先采用球面模型初始定位,再利用高度强制归零迭代算法进一步提高定位精度。推导出了时差定位公式和定位精度公式,分析了影响三星时差定位系统定位精度的因素,并进行了仿真分析,仿真结果表明,该方法适合对高度小于200米的目标实现快速、精确的无源定位。介绍了经典MDS定位算法,利用虚拟阵和多次TOA测量值构造动态MDS矩阵,改进了经典的MDS(Multidimensional scaling)定位法中一次测量一次定位的精度不高的缺陷,提出一种新的动态MDS算法来提高经典的MDS定位精度并结合由四颗卫星构成的星座进行仿真分析。仿真结果显示在虚拟测量次数多于四次时,本算法性能明显优于Chan+虚拟阵定位算法及经典MDS定位法,并且虚拟次数越多,本算法的性能越好。经典的MDS法相当于测量次数为一次,即无虚拟时刻时的本算法。