随着现代雷达隐身技术、反辐射武器的发展,传统有源雷达的探测和生存都受到越来越多的威胁,无源探测定位逐渐被重视和应用。利用灵活、隐蔽的移动平台对辐射源进行快速、准确的定位对战时信息收集有着重要作用。本文重点从基于角度测量的双机无源定位模型出发,并对多目标的角度估计和定位场景进行探讨。首先,对经典的2D-DOA和3D-TDOA/AOA无源定位模型进行了分析总结,并进一步从测量参量与目标位置间的物理关系出发,对模型的建立、观测方程的构造以及定位解算方法进行了系统的研究。对比发现角度观测在无源定位中有着重要作用,从相位差入手对线阵、面阵天线阵列的干涉仪测角特性进行了对比,并选择了圆形阵列对来波方位、俯仰角的测向,有着覆盖角度广等优势。随后,建立了双机协同的AOA定位模型,以达到用尽少的观测站和测量参量完成高精度的定位。模型仅将方位角和俯仰角作为输入,消去中间变量影响并具有高对偶性,物理含义明确,并可直接拓展到多站定位应用中。同时结合各类最小二乘估计,分析误差产生的原因并进行消除,提高定位解算的精度。最后,在多目标定位场景中采用RB-MUSIC算法对多角度估计,并引入子空间信号分离、空间异面直线关系等方法在空间时间上对目标匹配。在信号源估计中提出一种双机联合的去噪特征值方法,并结合RANSAC拟合,在低信噪比条件下有了很大的性能提升。最终给出一种联合降维投影的思路,完成双机对目标直接的匹配测角,从而将多目标转化为多个单目标进行定位。论文给出一种双机AOA定位模型,并针对多目标场景按信号源数目估计、来波角度估计、双机测向目标匹配和坐标定位解算等模块完成研究,形成一套完整的双机无源定位分析方案。