匹配场处理(MFP,Matched-Field Processing)技术能够将水声信道的物理特性和传统的信号处理算法相结合,在水下声源目标的探测与定位,地声参数反演等方面具有良好的表现,是近年来国内外水声领域比较热衷的技术。匹配场声源定位技术随之不断发展,在以往的匹配场声源定位中,通常会选择垂直线列阵(Vertical line array,VLA)作为接收基阵,因其可以在深度上采集较多的声传播信息,对绝大部分简正波模态精确采样。垂直线列阵容易发生阵列倾斜等固有特性限制了其性能及应用,固定在海底的水平线列阵可以通过长时间海洋环境调查,获取阵列周边海洋环境参数信息,不断优化匹配场使用的参数,从而可以在一定程度上避免环境失配对匹配场带来的误差,同时,由于海底固定阵在水平空间能够对目标进行方位估计,通过结合方位估计算法,能够有效实现目标的三维定位,减少三维空间匹配场定位带来的庞大计算量。本文拟通过研究海洋声学相关理论与声场建模方法,通过理论与仿真研究基于海底水平固定阵的匹配场定位算法,得到稳健性较好的海底水平固定阵匹配场定位算法,并用实测海上试验数据验证算法有效性。本文的主要工作有:1、从运动方程、连续性方程和状态方程出发,推导了声场的波动方程,研究了简正波模型的理论基础及基于简正波模型的声场计算程序-Kraken。研究了单频及宽带匹配场定位技术并分析了基于环境扰动约束的最小方差方法(MV-EPC)。2、通过仿真实验,研究了垂直线列阵和海底水平固定阵匹配场定位算法,并着重分析了波束形成测向误差对海底水平固定阵匹配场定位结果的影响。3、通过处理国外公开的海上试验数据,分析了垂直线列阵及海底水平固定阵采用匹配场技术时,对水下目标定位的可行性及算法性能。