声强向量阵的优点是能在小尺度条件下实现低频声源的高精度被动定向,但是其固定的结构在一定程度上限制了它的工程应用。提出了一种统一的定向模型,可用于任意结构的四元声强向量阵,并系统地分析了其定向误差,包括有限差分误差、相位失配误差引起的定向误差。为了验证该方法,在半消声室针对其中一种典型的结构进行了定向实验。实验结果表明,根据误差分析补偿有限差分误差、通道失配误差和通过积累平均减小各向同性环境噪声引起的随机误差后,尺度仅为0.1 m的非典型声强向量阵的定向精度基本上达到1°,表明该任意四元声强向量阵的定向模型和误差分析是正确可行的。

研究了基于低功耗设计的通道预处理模块与TMS320VC5509A构建的低功耗水声被动探测定位系统。系统定位利用较多基元间时延信息，采用互谱定位算法进行目标定位，极大提高了系统定位精度。经某湖声源定位测试，结果表明系统在速度、功耗等方面满足水中被动定位的特殊要求，具有良好的应用前景。

针对水下声自导系统开发的需求，开发了一种实时水下目标回波模拟器系统，该系统以TMS320VC5509A及MSP430F1611处理器为核心，配合大动态范围的模拟预处理系统，搭建硬件平台，配合脉冲检测及噪声电平实时跟踪估计技术实现对目标回波信号的实时模拟，模拟目标信息完整，准确，功能可扩展；用户可通过上位机实时监控模拟器的工作状态，实时修改需要模拟的目标参数，大大方便了自导系统的实验以及调试；目前该目标模拟器已成功应用于水下自导系统的消声水池实验及湖上实验，性能符合实际需求。

相干函数在频域上反映了2个信号的相关性，根据它们来估计信号的频带、设定滤波器的截止频率，对接收信号进行滤波，提高信噪比，从而减小时延估计误差。通过仿真，结果证明这种方法对低信噪比情况下的信号具有较高时延估计精度。

矢量传感器可以空间共点、同步测量声压与质点振速的各正交分量。为了对水下目标进行定位，基于声压与振速联合信号处理的理论，研究了复声强法对水下目标信号的定向技术，并使用概率统计和直方图的理论对目标的方位角和俯仰角值进行了估计，在线谱分量存在的低频段对估计角度进行了概率统计，较好地解决了左右舷的分辨问题．实现目标的全空间无模糊定向。另外，通过计算机仿真验证了该方法中提出的定向算法。