声源定位包括利用传感器阵列测量声场中的声学量和利用反向传播算法重建声源在声场的分布图像。目前声源定位在工业生产、医疗、地质研究和军事等领域都有着广泛的应用。麦克风阵列信号接收作为声源定位过程的关键步骤,其对声源信号采样的质量直接影响着后续的声源定位准确性。根据采样定理,麦克风阵列接收信号频率的上限受到阵元间距影响,下限受到阵列大小影响。所以对于超出频率限制范围声源信号,麦克风对信号的采样质量会下降,进而降低了声源定位的准确性。但为了使声源定位算法适用于更大声源频率范围的定位,无限制的扩大单一麦克风阵列的规格,或忽略实体阵元大小地缩进阵元间距都是不现实不可行的。针对这一问题,论文采用非同步测量的声源采集方法,通过移动基础麦克风阵列在各预设的测量点处接收数据,结合矩阵补全算法实现阵列在各测量点处的虚拟联合和接收信号的虚拟同步。进而解决单一麦克风阵列大小和阵元间距对可定位声源频率范围的限制问题。同时,通过对现有的非同步测量声源定位算法进行研究后认为,一方面,常规波束形成声源成像分辨率和定位准确度受到麦克风阵列阵型影响,而非同步测量声源定位的虚拟麦克风阵列扩展中,测量点位置分布是决定扩展后阵型的一个重要元素;另一方面,互谱矩阵补全的模型和算法影响着各测量点接收数据联合与同步的准确程度,进而影响声源定位准确性。为了进一步优化非同步测量声源定位算法,论文针对上述两个方面展开研究。具体内容如下:（1）针对测量点位置优化问题,论文通过仿真对比实验探究了不同测量点分布对声源定位的影响,确定了测量点分布与声源成像分辨率间主要的联系与控制因素:峰值旁瓣电平。根据群优化算法中萤火虫算法的优化模型,提出了以测量点位置坐标为优化种群,峰值旁瓣电平为适应度函数的测量点位置优化算法。通过仿真实验,证明了所提出的测量点位置优化算法对声源成像中的旁瓣具有良好的抑制作用,同时对提升声源定位准确性和扩展声源定位频率范围具有有效性。（2）针对互谱矩阵补全模型的优化问题,非同步测量声源定位方向现有的矩阵补全模型使用了核范数近似互谱矩阵低秩性条件。核范数使得补全过程中互谱矩阵全部特征值的大小都受到极小化计算的削减,降低了互谱矩阵补全的准确性。为了更好的近似低秩性条件,论文提出了使用截断核范数取代核范数的互谱矩阵补全模型,该模型能够选择性的极小化非声源信号对应的互谱矩阵特征值,进而提升互谱矩阵补全的准确性。（3）针对互谱矩阵补全算法的优化问题,论文在截断核范数互谱矩阵补全模型的基础上,结合图像处理领域的纹理块矩阵、矩阵加权技术和最优化算法,提出了新的适用于非同步测量声源定位的互谱矩阵补全算法。通过仿真实验,证明了新提出的互谱矩阵补全算法在声源定位过程中对提升声源定位频率上限和声源定位准确度的有效性。