被动声探测定位技术通过接收目标辐射的声音信号来探测目标的位置。针对现有被动声探测定位大多采用单个声阵列进行目标定位,覆盖范围小、可靠性较差且针对多目标进行定位时分辨率差的缺点,提出了一种基于分布式声阵列的多节点目标协同定位的方法,结合被动声探测定位技术以及无线传感器网络,围绕声阵列设计、分布式采集系统和多节点协同探测定位算法展开研究。根据阵列信号处理理论,本文首先研究并推导了协同定位系统所处的声场模型,基于阵列信号处理理论完成了一维线性阵列和二维“L”型阵列的设计及分析,并在此基础上完成了声阵列微小化设计。在只存在一个宽带声源时,阵列整体尺寸可以缩减到20.4cm,当存在多个声源目标时,阵列整体尺寸为40.8cm,相对于传统常规阵列尺寸缩减率可达到80%。随后,在已有的多重信号分类算法基础上,结合粒子滤波理论,提出一种基于PF-MUSIC的多传感器阵列协同定位算法,实现了分布式声阵列目标协同定位,仿真结果表明多声阵列协同定位误差为单个声阵列定位误差的三分之一。在多声阵列协同定位半实物定位实验中,10~2m范围内对单个声目标定位误差小于10cm。根据以上理论研究,本文以声传感器阵列、高速多通道同步数据采集卡和无线传输模块为基础,研制了分布式声阵列目标协同定位原理样机并设计了采集软件。设计并进行了单节点目标定向测试实验及多节点半实物协同目标定位实验,对设计的微小型声阵列、分布式采集硬件以及基于PF-MUSIC的多传感器阵列协同定位算法进行实验测试,实验结果验证了本文提出微小型声阵列模型及PF-MUSIC协同定位算法正确可行。