随着近年来海洋技术的大力发展，用于水下目标的方位检测技术成为业界关注的热点。现有的方位检测技术在追求更高精度的情况下，忽略了成本的考虑，虽然得到了更好的精度但是成本也大幅度增加，阻碍了其在实际环境的应用。为了解决这个成本和估计精度的折中问题，在阵元个数恒定和阵元间距尽可能小的情况下，本文设计了虚拟移动阵（VMA）方法，提高了小尺度阵的目标检测精度。首先，对基阵的理论进行简要的介绍，通过建立水下基阵接收模型，对比分析了波束形成的四种不同方法，指出了各方法的优缺点，并给出基阵的评估指标。其次，深入研究了虚拟阵元与合成孔径技术，并对其进行仿真分析表明这两种技术都能在虚拟的意义上增大基阵孔径，提高基阵的分辨能力。在M≤N-K+1的范围内，随着虚拟阵元数的增加，基阵对目标的分辨率越高。然而对于虚拟长度的限制，本文对虚拟阵元方法进行改进，仿真得到比现有方法更低的旁瓣和更窄的主瓣宽度。最后，为了克服“虚拟”阵元的局限性，设计了一种新的基于虚拟移动阵(VMA)的水下目标方位估计方法。通过仿真对比了不同方法的高分辨估计，不同信噪比下的虚拟阵元波束形成。在相同条件下，与固定阵虚拟阵元和合成孔径阵列相比，VMA方法对水下目标方位有更准确的分辨能力，且接近于总阵元数相同的FA的分辨概率，实现了高指向性窄波束曲线。