矢量水听器能测量空间中的声压和质点振速信息,实现对目标的方位估计,相对于传统的声压水听器具有明显优势。目前大多数矢量信号处理方法都是基于自由场和各向同性噪声场的假设,当矢量水听器安装在水下平台上时,由于平台上存在噪声干扰,会在很大程度上影响到对目标的方位估计,这就需要研究在此条件下的矢量方位估计方法。本文主要针对矢量水听器接收特性,推导了各向同性噪声场的空间相关函数;研究了海洋环境的声场矢量特性和空间分布特性;将矢量水听器应用于海底油气水下平台,建立了水下平台模型,进行了管道声场仿真计算,得到了典型频率下的声压振速相关系数,掌握了水下管道矢量声场分布规律;研究了质点振速法、互谱法、MUSIC算法等单矢量水听器方位估计方法,计算机仿真分析了各个算法的方位估计性能;将自适应算法与互谱法方位估计结合,提出了一种噪声干扰条件下的矢量方位估计算法,对混有背景噪声的矢量信号进行噪声抑制处理,分别针对高、低信噪比和宽带噪声下的噪声进行仿真分析,仿真结果显示均方根误差在3°以内;编写了一套数据采集软件并搭建了声矢量系统进行湖试,试验数据处理的结果验证了本文研究方法的正确性和有效性。