水声学探测技术是搜寻海上失事飞机的重要技术手段之一,如何在飞机黑匣子声信标生命周期内对其进行有效探测是传统声学搜寻方式亟待解决的主要问题,这关系着失事飞机搜寻的成功机率。针对这一问题,本文研究一种基于可延展艇体AUV平台搭载定位声呐,依次以单基元、三基元及四基元定位的目标探测定位技术,分阶段实现黑匣子目标搜寻的技术研究。本文具体提出了一种黑匣子目标分阶段搜寻方案,首先,进行预制航线搜索,采用单矢量水听器粗测向,实现远距离目标方位粗测;其次,进行抵近目标探测,即采用三角阵精测向,在抵近目标过程中完成对近目标的精确测向;最后,进行目标精确定位,即展开延展翼形成三棱锥阵实现对黑匣子目标的精确定位。针对小型平台不适合安装大孔径基阵的问题,论文提出采用单矢量水听器和延展定位基线进行探测。首先,由于矢量水听器尺寸小、质量小、易于布放,更有利于满足小平台探测应用的实际需求,设计了矢量算法程序,通过声压振速互谱远程估计出目标方位;其次,基于几何测向原理仿真分析了延展定位基线两个阶段中三角阵、三棱锥阵的测向性能,在此基础上提出坐标转换理论方法,实现了对测向误差数值计算结果的直观表述和分析;最后,研究了三棱锥阵定位算法及误差分析,特别分析了时延估计对定位性能的影响,给出采样频率为250kHz时,抵近目标定位结合插值的方法实现黑匣子目标定位的方案。本文针对湖上试验数据进行处理,初步印证了探测斜距可达1500m的技术指标要求。本文研究黑匣子分阶段搜寻技术为失事飞机黑匣子高效搜寻提供了一种新的、有效的技术途径。