长期以来，时差(Time Difference OfArrival，TDOA)估计一直是信号处理领域的热门研究课题。信号的时差参数是无源定位技术的基本参数。定位原理为利用目标信号到达不同侦察站的时间差信息，达到对目标的精确定位。对敌方雷达、通信设备等辐射源的精确定位可以方便己方对其进行电子干扰和火力打击。所以，无源时差定位技术的研究一直在电子侦察领域受到重视，也成为现代电子战的重要内容。本文围绕时差估计技术的算法研究及其硬件实现做了如下工作：1.本文对基于互相关函数的高精度时差估计方法进行研究，分析各种方法之间的内部关系和各自特点。通过内插、拟合、加窗等手段提高时差估计精度。2.设计了基于FPGA的时差估计的整体实现架构。针对FPGA并行处理的特点，以并行时域互相关结构为主，对互相关函数内插法进行了改进，并进行FPGA仿真验证。根据FPGA仿真结果，分析误差大小和产生的原因，并给出改进意见。3.根据系统架构，设计完成了信号检测、时差估计、频率估计等模块的设计，并使用仿真软件实现了上述模块的功能仿真和布局布线后的仿真。4.根据现有的硬件平台，完成时差估计的调试工作，并验证结果的正确性。