随着现代海洋技术以及船舶设计技术的发展,舰艇及鱼雷的辐射噪声越来越小。为了应对越来越严峻的安静型潜艇等的挑战,拖线阵声纳成为海军未来发展的重点。由于拖线阵声纳具有远离噪声平台、探测盲区小的优点,在水声探测领域中得到了广泛的应用,并在国防军事领域发挥重要的作用。根据未来的发展趋势,研究基于拖线阵的自主被动探测系统具有重要的理论以及工程价值。本文主要讨论了基于拖线阵声纳的被动测向技术中的各项关键技术及其难点,为发展拖线阵声纳提供了一些理论支持和工程实践中的创新。本论文中,首先对波束形成的几种常规算法进行了详细的理论描述,之后为了解决自适应波束形成算法运算量过大,无法满足实时性的缺陷,采用了一种改进型的分级子阵MVDR算法,并对这些算法进行了仿真验证,比较了他们的分辨能力及运算量的大小。再根据得到的波束形成曲线详细的阐述了目标的检测算法以及在工程上常用的高精度拟合方法,结合数据关联算法并针对拖线阵声纳的实际需求提出了两种跟踪算法:多目标自主跟踪算法以及人工干预预置跟踪算法。然后比较了两种常见的纯方位目标运动分析方法,结合仿真分析,最终在拖线阵测向系统中采用了无迹卡尔曼滤波进行纯方位运动分析。最后,在实际的硬件平台上,搭建起完整的实物平台并利用软件实现这些算法并满足实时性要求,获取稳定精确的目标方位信息以及实现对目标的连续跟踪。在硬件和软件系统设计完成之后,分别在中科院声学所新安江实验场和南海某海域进行了湖试和海试的验证测试。在经历湖试、海试的实验之后,拖线阵声纳系统的设备参数得到验证,实验结果令人满意,基本达到了设计的要求。在满足信号处理系统实时性的前提下,拖线阵声纳设备得到了目标的正确方位,且能够正常的跟踪多目标的方位并输出显示,方位历程显示清晰,取得了良好的实验效果。