近年来,随着国家海洋政策的不断推出,加快建设海洋强国已成为国内发展的需要,水声技术的作用日益突出,而水声定位技术则为水声领域的热点之一。然而,如何在复杂多变的浅海环境中实现目标的探测、定位以及跟踪,提高定位精度和信号处理的性能,仍旧是现今水声定位技术的难点。三元阵定位等传统的定位方法无法实现声源深度的估计,且远距离定位时也会由声速梯度等因素而引起较大误差。随着匹配场技术的引入,匹配场被动定位技术得到广大水声专家与学者的青睐。在海洋信道模型近似真实海洋环境时,匹配场处理有着较为精准的定位结果,可较好地实现声源距离与深度的估计,且在噪声干扰的抑制和增益处理方面也有着较好的效果。然而,匹配场处理所采用的为确定性环境模型,而真实的海洋中,其信道的复杂性让匹配场处理常出现环境失配等问题,因而应用性受到一定限制。为解决匹配场失配的敏感性,提供一种更为稳健的定位方法,本文针对浅海环境情况开展了模基信号处理的水声定位方法研究。将环境模型、噪声模型、传播模型等物理模型与信号处理的知识相融合,提供了一种自适应的定位方法。较传统的信号处理技术而言,本文模型有着更为鲜明的性能优势,在工程应用方面也有着较为可观的应用前景。本文从模基技术的理论出发,采用简正波声场传播模型,建立了水中声源的定位系统,对序贯贝叶斯技术和粒子滤波器的理论进行了公式推导,建立了状态模型和测量模型,并构造了目标函数,在此基础上进行了水中目标的定位仿真。仿真结果收敛,且与真实值误差较小,能够比较准确的定位出目标的距离和深度。为进一步验证该方法的可靠性和定位的有效性,本文采用32元水听器垂直接收阵,进行了爆炸声源的定位,进一步处理了海上试验数据,将结果进行对比,定位结果与实际声源位置基本一致,验证了定位方法的性能,并对水中目标定位进行了误差分析、影响因素分析和性能优势分析。