无人值守地面传感器系统作为地面目标侦察的一项关键技术在近些年来得到了飞速发展,其市场应用需求也越发广阔。在军事领域,这一系统已被装配到大量部队中进行军事侦察、识别和战场对抗,而在商用领域则被广泛用作对特殊建筑周边的入侵防护。然而通过地震动传感器采集地面运动目标的地震动信号,并实现较为精确的实时定位仍然是一难题。因此,对基于地震动传感器网络且适用于车辆运动目标的定位问题进行深入研究十分必要。本文在分析比较了国内外现有地面运动目标定位技术的基础上,总结出适用于处理地震动信号的目标信号到达时间差(时延)定位方法,分别从时延估计、传播速度测定和传感器阵列布局优化三个方面研究了定位方法的改进,并以轮式车辆为主要应用对象,通过实验验证了改进方法的定位效果,最后探讨了针对复杂未知地质条件下的时延测向定位方法。论文首先研究了基于地震动信号的目标定位原理,对经典的目标定位方法进行了分析比较。针对时延定位中的时延估计问题,通过仿真对比了广义互相关中各种加权算法以及高阶累积量方法的时延估计精度；针对定位计算问题,分别分析了Fang, Taylor以及Chan算法的优劣；然后通过实验验证了所选算法对地震动信号的适用性。在传统时延定位方法的基础上,提出了多项针对地面运动目标的定位算法改进。在时延估计方面,采用了基于经验模态分解的时延估计方法,并研究了其对车辆地震动信号的应用问题；在信号传播速度测定方面,探讨了基于二次插值的传播速度估计方法；在传感器阵列布局优化方面,通过比较三角形和直线两种基本传感器阵列的定位精度,提出了优化的五元十字阵布局,并总结出改进定位方法的具体计算流程。通过外场实验验证了改进定位方法对轮式车辆目标的实际应用效果。根据轮式车辆地震动信号的时频特性,以及对地震动传感器的工作原理和安装等问题的研究,提出了具体的实验方案。由对重型货车和轻型轿车目标定位结果的分析比较,验证了改进方法对提高轮式车辆目标定位精度的效果。针对复杂未知地质条件下的信号传播速度不确定性问题,文章最后提出了基于四传感器方阵的时延测向定位方法。从理论上推导出四传感器方阵下的目标方位角估计带边界及其最大带宽值,证明了信号传播速度与目标方位角估计之间的弱相关性；根据仿真分析结果探讨了信号传播速度和时延测量误差对目标方位角估计精度的影响；外场实验结果表明,与采用三轴地震动传感器的方法相比,该方法的定位精度更优。论文提出的目标定位改进方法能够有效提高轮式车辆的定位精度；基于四传感器方阵的时延测向定位方法能够对复杂未知地质下的地面运动目标实现较为精确的定位。因此论文研究工作具有一定的指导意义和实用价值。