中国目前的载人航天技术已经达到世界的领先地位，未来我国的航天任务就是载人登月工程。在载人登月工程中，载人飞船完成预定任务后，返回舱就要返回到地球，在整个返回过程中，要经过制动离轨、自由降落、再入大气层和着陆等四个阶段。但是，当载人飞船在奔月途中由于火箭、载人飞船发生故障或者是由于航天员的疾病等原因，就会导致载人飞船的中断返回，对于这些这种情况，都需要对载人飞船的返回舱返回后的搜索救援，这其中就涉及到一项关键任务即如何快速的对返回舱进行搜索救援前的定位。本论文研究的内容主要包括：（1）分析了载人飞船返回舱在完成任务情况下和飞船发生故障中断情况下着陆场区的选择，主要分析海上着陆场和陆上着陆场的优缺点，同时结合美国的阿波罗载人登月的海上着陆方案，对我国的海上着陆方案进行研究；（2）本文提出了利用时差测量对返回舱进行初定位，并对影响定位精度的因素进行分析；通过PDOP对定位精度进行分析，主要通过研究影响定位精度的各种主要因素，主要包括测控飞机构型，测控飞机间距，测控飞机站址误差，时差测量误差以及测控飞机高度等；（3）本文设计了一种扩频信号即LAS-BOC信号，主要分析比较LAS-BOC信号和BOC信号的抗多径能力，得出了LAS-BOC信号的各种优越性能，更适合作为发射信号；（4）主要研究了测控飞机内部接收机的时间同步技术，研究了卫星双向中继法、卫星共视直接同步法和卫星共视间接同步法；（5）利用时差定位对返回舱进行跟踪，研究了目标常用的运动学模型，并对返回舱进行运动学建模，基于常规的CV模型和IMM模型，利用EKF滤波和UKF滤波对返回舱进行定位跟踪，并比较了在两种模型下，利用EKF滤波和UKF滤波处理后对返回舱定位跟踪精度的分析。通过对载人登月返回着陆海上着陆方案的研究探讨，以及对返回舱的无源时差定位跟踪等方面的研究，希望本论文在以后的工程应用中有一定的科学研究价值，但是我国在载人登月方面，中国已经落后世界发达国家数十年，而载人登月工程中的海上着陆方案的空投实验更是没有实际的验证过，只是进行了一定的理论实验研究。因此，本论文着重对本课题进行深入的探讨，为我国未来的载人登月工程能够顺利的完成起到一定的作用。