基于振动特征的移动目标定位技术是一种利用振动传感器对振动信号的感知，实现发现与定位目标的技术。该技术不仅能提高部队的技术侦察能力，而且在环境监测、仓库监视、桥梁监控等方面也都有较好的应用前景。本文的主要研究内容为二维平面内的移动目标定位，此时振动源与振动检测点位于同一平面上。本文首先介绍了振动波在大地介质中的传播特性，研究表明，瑞利波沿地表面传播时，衰减较小，确定性强，易于采集，可作为平面振动波的重要检测信号；在此基础上，进一步研究了当振动检测点与振动源相距较远时，所检测到的振动信号的特点。然后对比分析了四种经典平面定位算法：TOA/TDOA定位算法、RSS定位算法、AOA定位算法以及混合定位算法，并重点研究了时间差定位算法TDOA的特点及用来确定时间差的时延估计算法。基于以上理论研究，本文设计了基于振动特征的平面移动目标定位系统，系统包括由前端子系统、ATmega128单片机组成的单片机处理部分，以及利用MATLAB实现定位计算的计算机处理部分。对于前端子系统，分别设计了用于室外环境下的高精度前端子系统和实验室用低成本前端子系统，前者主要用于检测远处激励源所产生的瑞利波，进行高精度定位；后者适用于室内低速移动目标定位，主要用于测试系统的可用性，并验证算法的可靠性。通过对实验系统的分析和研究，本文进一步提出了优化定位方法。实验结果表明，优化方法在室内定位系统中是完全可行的，且系统定位速度较快、抗噪声能力较强，符合平面低速移动目标定位的要求。