在靶场测试中,某些武器弹药在空中爆炸的位置信息是衡量该武器性能的重要依据,因此如何精确测量空中炸点的三维坐标成为近年来的研究热点之一。目前国外常用的测量方法是采用大视场电视经纬仪来测量空中炸点三维坐标,但是该系统体积庞大,价格昂贵,使其难以推广。而国内则较多采用光电测量法和声学测量法,其中声学测量法以被动声探测技术为基础,具有原理简单、成本低、使用便捷等特点,研究基于被动声探测的空中炸点定位算法和系统具有较好的理论意义以及很高的实际应用价值。本课题依托与某研究所的合作项目,针对某型号防爆弹,采用被动声探测技术,基于多基阵联合定位方法,设计并实现了一种空中炸点声定位系统。首先根据某型号防爆弹的空爆特点分析了三种常见空中炸点声定位系统布设方案,从定位原理和稳健性两个方面对这三种方案进行了比较,择优选择了多基阵定位系统布设方案。在此基础上,开展了基于多基阵的空中炸点声定位方法研究,该方法由单基阵声源测向和多基阵数据融合定位两部分组成。首先通过分析对比几种常用的单基阵声源测向方法,重点研究了基于时延估计的声源测向方法,阐述了几种常用的时延估计算法,确定采用广义互相关法进行时延估计,结合四元立体基阵推导了声源测向公式;针对多基阵数据融合定位部分,分析了两种多基阵数据融合定位方法:空间异面直线交叉法和总体最小二乘法,详细说明了它们的定位原理和过程。最后通过大量仿真实验分析了阵元位置误差和时延估计误差对于单基阵声源测向精度以及整个多基阵系统定位性能的影响。仿真实验以及相关外场实验结果表明,本文所研基于多基阵的空中炸点声定位系统具有良好的定位性能,为靶场的空中炸点精确测量提供了一种便捷有效的手段。