本文讨论和分析了基于小尺度声传感器阵列的水声目标被动定位原理。利用目标与基阵平台分布在不同平面的特点，研究了采用简单的平面阵实现目标的三维定位，简化了布阵的复杂性。研究了利用阵元接收到的目标声音信号的时延来估计目标水平方位角、垂直俯仰角、距离等位置参数的具体算法，并进行了全面的计算机仿真。理论和仿真结果表明：四元平面三角阵对于水平方位角的定位精度优于四元平面十字阵；四元平面十字阵对于垂直俯仰角的定位精度优于四元平面三角阵。 首先，介绍了水声目标被动定位技术的背景和意义；然后，研究了两种声传感器阵列(四元平面三角阵和四元平面十字阵)的定位原理和算法，推导出了基于时延估计的目标水平方位角、垂直俯仰角、距离测量公式；对两种算法进行计算机仿真，比较了两种阵型的定位性能；针对两种四元平面阵列的定位算法，研究了时延估计精度、目标距离、基阵尺寸等因素对水平方位角、垂直俯仰角测量精度的影响；还对计算机仿真过程中垂直俯仰角出现的奇异值现象进行了研究，分析了奇异值产生的原因，并对影响奇异值产生的因素进行了分析；最后，对测距算法进行了简单仿真，并改进了算法，提高了测距精度。