矢量传感器是一种新颖的水声传感器，它具有体积小、灵敏度高、具有偶极子指向性等优越性。应用矢量传感器确定目标方位是一种新的定位方法。本文对此进行了仿真和实验研究。矢量水听器由传统的无指向性声压水听器和具有与频率无关的偶极子自然指向性的质点振速水听器复合而成，它可以空间共点、同步测量声压和质点振速的各正交分量，从而得到含有声源强度信息和方位信息的声强矢量。 本文在回顾矢量水听器和P-V法声强测量的历史、发展、现状以及应用的基础上，着眼于矢量水听器的工程应用，为解决矢量水听器在信号检测和多目标分辨等方面的问题提供新的思路和方法。本文在矢量水听器技术中结合复声强概念阐述了声强(或声能流) 的物理意义；推导各向同性噪声场中声压和质点振速的相关性。 本文讨论了声场的矢量特性，说明了声场既是标量场，同时也有矢量的特性，对矢量传感器也作了简单介绍：讨论了应用矢量传感器确定声源方位的理论和方法；分析了产生方位估计误差的因素，考虑的误差因素主要有声源与矢量水听器的相对位置、噪声的干扰、声压水听器的不一致性等；应用多种方法如直接法、平均声强法、相关分析法、互谱估计法等对确知信号目标、噪声信号目标、运动目标和多目标的方位估计进行了仿真计算，对不同方法的结果进行了比较，得出了结论，同时也讨论了估值误差。最后，给出了松花湖实验测量的结果，该结果较好的支持了本论文的理论分析。