目前随着世界特别是中国民用航空业的飞速发展，飞行员供不应求,飞行模拟器是各航空公司以及飞行学院用来训练飞行员的必需装备，它提供在飞行过程中视觉、听觉、动感和力感的模拟，从而在地面上构建一个逼真的飞行环境。声音仿真系统是飞行模拟器的重要组成部分，为飞行员提供身临其境的音效感觉，帮助飞行员从听觉上能够正确判断飞机状态，从而实现对飞机操作的实时仿真。随着计算机技术的不断发展，声音仿真系统软件开发技术取得长足进步，模块化集成化可移植性越来越高。但是针对不同机型，开发声音仿真系统都需要从声源混合的原始录音中提取声源，而不像软件部分那样可以方便的移植与集成，从而使得声源提取成为整个开发过程中费时费力且成本不菲的一环。本文正是基于以上背景，以开发低成本高性能的声音仿真系统为目标，研究声音分析与合成技术进行声源提取，在此基础上开发飞行模拟器声音仿真系统，并集成在飞行模拟器上面。首先，提出一种使用短时傅里叶分析与合成技术提取声源的方法，用来提取飞行模拟器声音仿真中的大部分普通声源。通过声音试验，成功使用该技术从原始录音中提取出起落架收放声音以及发动机起动声音，通过对比分析，表明该方法的可行性。其次，针对飞机飞行中的各种噪声，提出一种使用线性预测分析与合成技术提取噪声源的方法。使用一种激励源为零均值单位方差白噪声的线性预测全极模型，使用自相关法推导出一个线性方程组。针对线性方程组用矩阵形式表示后出现Toeplitz自相关矩阵，使用Levinson-Durbin递归方法来求解线性方程组，比起传统的高斯消去法，不仅可以大量节省计算成本和存储空间，还可从递归产生的中间结果中为线性预测合成的格型实现提供反射系数。通过噪声试验和对比分析，表明该方法的优越性。在声音仿真中对于发动机等复杂部件的声音，通常需要进一步的分解细化，因此提出基于一种频谱建模合成技术的声源提取方法。Serra和Smith提出的频谱建模合成技术能实现声源的真正分离，将声音分解成确定信号和噪声信号，从而直接提取声源。指出该技术虽然性能效果好，但理论复杂，很多实现步骤都需要复杂的信号处理算法。因此，本文结合飞机发动机声音通常是时变谐音加噪声这一事实，对该技术进行简化。将该技术中峰值延续算法简化成基频检测后的谐正弦合成，将时域的加合成修改成高效的基于逆FFT的频域实现，将线段逼近替换为成熟的线性预测逼近。通过声音试验，使用简化的SS频谱建模合成技术成功地从发动机起动原始录音中分离出谐音与噪声，从而提取出这两种声源，并通过对比分析，表明该方法的有效性。提出一种三维声音仿真系统组成方式，将所有的系统数据交互及实现都放在主仿真计算机中，而声音计算机只作为一个三维播放器。为了配合这种新的组成设计，在软件实现时采用面向对象的程序开发方法，在声音播放时使用声音实时合成技术解决复杂部件声音的仿真，使用音频API解决声音空间化问题，最终使得声音仿真系统与其它飞行模拟器系统能够无缝连接，开发出低成本高性能的声音仿真系统。本文开发三维声音仿真系统的软件实现方法可以很方便的进行更新和修改，并可很容易的进行移植。同时本文使用的三种声源提取方法适用于诸多声音仿真领域，不仅仅在飞行模拟器上，在其它诸如汽车、火车、坦克、装甲车等模拟器上都有很大的应用价值。