随着现代工业检测、医疗诊断、交通和船舶探伤、矿藏勘探等领域的不断发展，对无损检测技术提出了更高的要求。其中超声检测技术作为无损检测技术中最常用的方法得到了广泛的关注，近些年国内国外都把超声探测技术的研究和超声探测设备的研制作为科技发展的重要方向之一。随着数字信号处理技术、计算机技术、电子技术以及精密设备制造技术的发展，现代超声无损检测技术逐渐向着更高精度、更高检测速度、更高准确率和更便携的方向发展。由于与数字信号处理技术的交叉深化是超声探测的主要发展方向之一，本文在查阅大量国内外超声无损检测及阵列信号处理文献的基础上，通过改进被动的近场源阵列信号处理算法得到了一种超声定位的新方法，实现了‘单发多收’对钢轨中缺陷点（反射点）进行定位，避免了超声相控阵等‘多发多收’模型需要对被测物逐点扫描的问题。论文的主要研究内容包括：论文第二章介绍了超声无损检测的基本理论及传统的超声检测方法。第三章以超声相控阵为例，介绍了‘多发多收’模型，并对其优缺点进行了分析论证。第四章利用阵列信号处理的模型建立了‘单发多收’的接收探头阵列模型，并基于ESPRIT算法和MUSIC算法进行了接收探头阵列的仿真分析，比较了阵元间距、阵元数、信噪比及快拍数等参数对接收探头阵列估计性能的影响。论文的第五章结合前几章的铺垫提出了应用于钢轨探伤的单发多收探测方法，并对该算法进行了仿真验证，证实了该算法的有效性。然后论文对本文算法的优缺点进行了比较分析，并根据算法的缺点进行了改进方案的探讨论述。综合来看，论文主要创新点包括：1、把阵列信号处理的方法与超声探测的方法相结合，对二维被动探测的阵列信号处理方法进行改进，提出了可以应用于钢轨探伤的‘单发多收’探测方法，从而可以达到测量缺陷点到阵元距离的目的。2、利用优化算法的思想，对接收到的多个缺陷点到阵元的距离进行合理的估计计算，从而得出了精度较高的缺陷点坐标值，达到了‘单发多收’来探测缺陷点坐标的目的。并且通过设置合理的搜索门限，降低了计算量，提高了算法的运算速度。