针对侦察无人机高精度多目标实时定位的应用需求,提出了一种基于总体最小二乘的目标定位方法。将非线性多点目标定位模型线性化,构造系数矩阵和观测向量的增广矩阵,并采用奇异值分解法解算出跟踪目标的坐标;综合运用基于成像模型的共线定位方法,并通过平差计算获得高精度的多目标位置信息。实际飞行测试结果表明,该定位方法能够提高目标定位精度,具备多目标实时定位功能,且该方法易于实现、可靠性较高,具有较大的应用潜力。