近年来,传声器阵列在声源定位中得到了广泛应用。基于传声器阵列的声源定位技术已然成为新的研究方向,由此带来了广阔的市场和应用前景。与其他探测技术相比,基于传声器阵列进行声源定位,具有较强的抗干扰性和较高的隐蔽性。声源定位涉及信号处理、数学等多个跨学科知识,针对影响声源定位的不同客观因素和问题,需采用不同的阵列模型及算法。因此,传声器阵列建立和算法选择是研究的一大热点。本文结合相对时延估计算法、空间几何方位估计算法和雷暴云电荷结构理论,研究了被动声源定位。利用有限元法优化了传声器阵列结构,解决了因计算盲区和方位模糊导致声源定位性能欠佳问题;建立了符合传声器阵列视角转换的声源定位校准模型,提出了基于多元传声器阵列观测视角的声源定位校准方法;根据声源的空间分布情况,研究了声源处于极端角度对其定位性能的影响;对多个传声器阵列进行了空间排布和编号,研究了声源定位数据丢失、畸变问题。主要研究内容如下:1.分析现有传声器阵列结构、功能、原理、优缺点,利用有限元法优化传声器阵列结构,将各传声器阵元间的相对位置关系转化为三维坐标,对声源所在空间位置情况进行划分,提出基于四元传声器阵列的声源全方位定位方法,解决因计算盲区和方位模糊导致声源定位性能欠佳问题。2.利用传声器阵列反演声源位置和角度,由阵列所在坐标系纵轴上一对传声器的相对时延值判断仰角极性,实现全空间声源定位。对阵列参数引起的声源定位误差进行分析,提出误差减小方法。以阵列观测视角为基准,建立符合视角转换的声源定位校准模型,提出定位校准方法,提高校准的准确性。3.根据声源的空间分布情况,建立多平面立体传声器阵列模型,研究声源处于极端角度对其定位性能的影响,利用时延估计误差、仰角、水平偏角等声源定位参数与定位性能的关系,对测距测向误差进行分析。将声源角度值作为复合加权系数引入方位估计算法中,提出声源定位融合算法,提高定位稳定性。4.基于间接测量误差理论,利用传声器阵列参数计算公式,分析二维远场环境、声速测量误差、阵元间距等对声源定位精度和稳定性的影响,对多个传声器阵列进行空间排布和编号,建立匹配声源定位算法的多平面传声器阵列群模型,提出声源定位数据互补方法,解决数据丢失、畸变问题,提高定位数据质量。针对声源定位计算盲区、方位模糊、声源处于极端角度等问题,建立了合理的传声器阵列模型,提出了基于多平面多元传声器阵列的声源定位新方法,解决了目前定位算法存在阵列结构单一,算法精度低和稳定性差的问题,具有重要的学术价值和广泛的应用前景。