随着语音交互技术的快速发展,以阵列信号处理技术为手段结合麦克风阵列的声源定位方法越来越受到国内外重视,在军民领域都得到了快速发展。在军事领域该方法被运用到了敌方狙击手探测、低空武装直升飞机追踪以及新型智能地雷等,在民用智能安防、远程会议以及工业机械故障检测领域等方面都有广泛的应用前景,但在复杂环境下如何实现高效、实时和准确的定位目前仍然是该领域急需解决的问题。本文首先对当前主流的三类声源定位方法作了详细的介绍,由于传统算法容易受到干扰使得结果出现较大偏差,本文在已有算法的基础上进行了相关改进,以数字MEMS麦克风作为声传感器,搭建平面四元麦克风阵列并结合改进的算法进行实验测试。工作内容如下:首先,调研了麦克风阵列定位技术的发展现状,综合考虑系统实用性、算法复杂性以及定位精度等问题,采用基于时间到达差（TDOA）的方法作为本系统的定位算法;其次,由于噪声和混响的存在会使得传统TDOA算法估计结果误差过大,本文通过对PHAT函数插入加权因子的方式再结合二次相关函数对现有算法进行改进,对比其他几种算法的估计结果,其在噪声和混响条件下误差更小性能更好。后续设计了平面四元麦克风阵列模型,并对其几何定位方法进行了理论推导和误差分析,结合本文所提出的改进时延估计方法有效地实现了声源定位;最后,提出了麦克风阵列的硬件设计和基于FPGA的多通道数据同步采集系统的软件开发方法,仿真测试结果表明和预期设计一致,能稳定可靠的完成数据采集和处理任务。搭建了声源定位系统并进行了试验测试,针对采集到的脉冲密度调制信号（PDM）,采用CIC滤波器以实现PDM信号的解码,最终试验结果表明本文所设计的声源定位系统在室内环境下能有效的实现声源目标定位。