军队官兵的射击水平关乎国防军队的现代化建设,而当前训练靶场主要采用的还是人工报靶方式,这种方式存在诸多缺点,例如安全性差、容易出现误报甚至漏报等情况。而利用相关信号进行弹着点定位的自动报靶系统,不仅能节约大量的人力物力,还可以很大地提高训练效率,具有广阔的应用前景。因此,本文基于声学定位原理,设计了一个激波自动报靶系统,并搭建了系统试验台。通过查阅文献可知,自动报靶系统的精度,在很大程度上取决于其传感器阵列参数,故本文还对报靶系统的传感器布阵参数进行仿真优化,并通过对照实验对优化结果进行验证。本文的主要内容分为六章,分别为:第一章,介绍了自动报靶系统的应用背景及研究意义。基于当前自动报靶系统的研究现状,重点分析了基于声学定位原理的激波报靶系统。由于现有的报靶系统在精度、适用性、成本等方面存在较多的局限性,故本文提出设计一款基于声学定位的自动报靶系统。第二章,分析了激波信号的形成过程及其频谱特性,综合比较了三角定位、三边定位、多点定位等几种常用的定位数学模型,最终在多点定位模型的基础上,构建出了基于信号时延(TDOA)的定位模型,并确定了对应的求解方法。比较分析了当前几种较为成熟的时延估计算法,结合计算量、硬件要求等因素综合考虑,最终选用了运算量较小的相关分析法。第三章,根据激波报靶原理,具体设计了激波报靶系统的总体结构及各功能模块,完成了对声传感器的选型、信号预处理电路的设计(其中包含前置放大电路、信号滤波电路)以及数据采集模块的设计。第四章,介绍了几种常用于自动报靶系统的传感器阵列,例如L型、七点直线型和方形平面阵列,并对其相关原理和适用场景展开了简要介绍。考虑到报靶系统的实际应用情况,在设计过程中,应主要关注核心受弹区域的报靶精度,故提出了对传感器阵列的优化思路,进行了相应的仿真模拟,对原常用的方形平面阵列进行优化,得到了优化阵列及相关的阵列参数。第五章,对验证实验的技术参数和实验条件进行了相关说明,简要介绍了信号数据处理的各个流程,通过处理实验所得的激波信号,得到了信号时延参数,求解定位模型得到弹着点坐标。分别采用原阵列和优化后阵列进行对照实验,比较两个阵列的报靶结果,分析误差,评价传感器阵列的优化效果。第六章,总结与展望。对已经完成的工作进行总结,并对当前所取得的结果与不足进行分析,同时也对未来的研究方向提出了一些建议。