用雷达确定遥远的空间卫星、空中飞机、海上舰艇或陆地车辆等目标的确切位置，这个过程称作“雷达目标定位”。空中目标如飞机的位置，通常用距离、高度和方位三个数据（一组）就可确定。距离是飞机离雷达的横向水平距离；高度是飞机高出雷达架设高度的纵向垂直距离；方位是飞机处于雷达的东南西北哪个方向。目标物的方位通常这样确认，时针朝上的时间零点（12点）就对应正北方位，即零度或360度方位；时针朝右的3点对应正东即90度方位；时针朝下的6点对应正南即180度方位……雷达显示屏屏面对应波束扫视的空间，中心代表雷达的架设位置。有一条由中心伸向外边的亮线称扫描基线，就像钟表的秒针。它与波束指向一致，并随波束同步旋转。在荧屏四周有方位刻度，只要指示飞机的亮斑一出现，基线正好压切亮斑的那一瞬间，其方位数据马上可读出。
雷达是如何“测距”的呢？有一种雷达向空中发射电磁波信号是一份一份地发送的，类似于人的脉搏跳动，称脉冲雷达。雷达记录脉冲信号发射的时刻，又记录它从飞机反射传回到雷达的时刻，二者之差就是这个电磁脉冲信号往返于雷达和飞机之间所费的时间。我们知道电磁波以光速（30万千米／秒）在自由空间传播，飞机到雷达的距离就等于脉冲单程传播时间乘以光速。通常人们近似地将它作为气机到雷达的水平距离，并被显示在雷达荧屏上。只要将基线标出距离刻度，飞机亮斑无论在哪里出现，其距离数据立刻可通过基线上的距离刻度知道。
飞机的高度测量要麻烦一些，它通常是被间接测量和计算出来的。雷达和飞机的连线与地平面的夹角，称飞机对雷达的仰角。雷达先测定飞机的仰角，加上前面得到的飞机斜距，利用三角函数可计算出飞机高度。
为了测出飞机的仰角，可以在垂直方向将雷达天线波束做成许多个小波束，它们堆积成一个集合大波束。每个小波束的仰角从下往上分别是仰角1、仰角2、仰角3……假如飞机在第三个小波束中被发现，则飞机的仰角就是仰角3。
最新的美国“寂静哨兵”无源探测雷达，不需自己向空中辐射电磁波，而是利用电视台、广播电台等信号，探测和定位空中目标。它们是如何测算飞机位置的呢？它们是通过部署在不同位置的多部无源雷达，同时探测一个目标，通过各雷达指向（基线指向）的交叉定位技术对飞机定位的。