随着人类空间活动的增加,越来越多的空间碎片留在太空,形成太空垃圾。在轨航天器一旦被空间碎片击穿,将发生气体泄漏,严重威胁运行安全和航天员的生命安全,实现航天器在轨泄漏检测与定位尤为重要。在轨航天器处于真空环境、舱壁结构复杂、漏孔随机,实现航天器真空环境下的泄漏检测面临着诸多的技术困难。本文基于声阵列传感技术,针对各种舱壁结构,研究了泄漏信号的声学规律,研发了泄漏定位算法,完成了相关应用载荷设计,主要创新工作包括:针对航天器的真空泄漏环境,建立了泄漏流场与声场模型,泄漏气体进入真空环境会迅速膨胀,形成一个直径数倍于泄漏孔直径的湍射流。研究航天器平板结构及加筋结构中泄漏信号的传播规律,着重讨论明确了频散及加筋衰减反射对泄漏定位造成的困难。提出基于频谱矩阵的波束形成定位算法,利用波束形成能量聚焦实现定位,通过信号频段选择及波速频谱矩阵补偿,解决了航天器泄漏漏孔尺寸随机性问题,实现航天器平板结构真空环境连续泄漏信号的自适应精确定位。提出基于贝叶斯估计的波数域成像算法,使用波数域成像实现定位,使用波数域滤波去除伪点,有效降低加强筋干扰泄漏定位的影响,并利用贝叶斯估计进一步减少定位误差,实现航天器加筋结构的连续泄漏精确定位。依据航天器泄漏声学定位的总体策略,开展了航天器泄漏声学定位的三个应用载荷研究工作,包括分布式声传感器碰撞泄漏检测系统、声发射阵列泄漏检测系统、便携式超声检漏仪。