基于时延估计的被动声定位方法是声定位领域中重要的一类,为了提高这类方法的性能,本文对其中的两个关键技术:时延估计(TDE,Time Delay Estimation)、定位算法作了深入研究。在时延估计方面,对常用时延估计算法作了总结,通过四类时延估计方法的理论分析论证了各自的特点,通过仿真计算、实验信号处理验证了各自的优点和适用条件。针对常见目标信号都具有的低频线谱特征提出利用希尔伯特黄变换(HHT)进行特征谱提取和时频分析,并提出一种高精度的线谱信号时延估计方法。此方法能有效克服其他方法在线谱信号时延估计的劣势,并且在对宽谱信号进行时延估计具有与常用时延估计方法相似的性能。在定位算法方面,首先对平面四元十字阵和五元十字阵进行了研究,并在定位精度分析时摒弃传统的远场条件简化算法,提出利用编程实现全空间精度计算。仿真计算和实验结果都证明平面五元十字阵在距离精度和俯仰角精度方面比四元十字阵性能更优良;在方位角精度方面,四元十字阵在一定条件下比五元十字阵性能更好。其次,本文提出一种基于双曲线交汇的时空联合远程目标定位算法,此方法适用于多阵列远程目标定位,结合本文提出的平均概率密度数据融合方法对海试数据进行处理,实现较高精度目标二维定位。