声阵列探测技术在低空防御、水下目标探测与识别、环境噪声评估及机械噪声故障诊断等军事和民用领域有着广泛的应用。针对现有声阵列探测系统中存在的功能单一、开发周期长、研制成本高等问题,结合工程项目的实际需求,对声阵列探测技术进行了深入的研究,并构建了声测模拟试验系统,以完成对无源探测、水声传感网络基站自主定位等功能的模拟和仿真,从而为声测技术的研究提供通用的系统试验平台。本文首先介绍了声阵列探测的基本原理和方法,对时间延迟估计方法进行了研究,并针对复杂环境下的目标定位,提出了一种变步长自适应时延估计方法,试验仿真结果表明该算法具有较高的抗噪声性能和较小的稳态失调;其次,初步构建了声阵列探测模拟试验系统,完成了试验系统的总体设计、部分软硬件集成开发及系统无源定位、基站自主定位等功能设计;为实现模拟系统的无源定位功能,介绍了时差定位原理,研究五元十字阵列定位模型,并结合水中浮漂阵列目标探测的需求,提出了具有全空域定位能力的任意多元阵列定位模型,进行了定位算法研究和定位精度的分析;最后,阐述了模拟试验流程,完成了阵列传感器幅度相位校准,并在室内环境中,利用多传感器阵列进行了无源定位试验,试验验证结果表明模拟试验系统是可行的。声阵列探测模拟试验系统采用基于PC的构架的系统构建和模块化设计方案,具有扩展方便、成本低等优点,可广泛应用于空中、地面及水下等复杂环境中目标探测与识别的试验验证和模拟仿真。