震源定位是一种利用震动波信息确定目标位置的技术，是保障国家经济建设和人民生命财产安全的重要手段。然而，由于震动波传播过程中介质结构特征的复杂性、不均一性及其它因素影响，使得传统方法定位精度较低，不能满足工程实践的要求。针对这一问题，本文提出了基于震动信号时频分析与处理和优化Newton算法的震源相对定位方法，该方法可应用于爆炸炸点定位、爆破震动、石油勘探、煤矿及管道安全监测等工程领域，具有重要的研究意义和实用价值。本文在震动信号分析处理技术及震源定位方法研究发展现状的基础上，提出震源定位系统方案设计，并介绍了数据获取模块及震源定位模块的指标及功能，利用MEMS三轴加速度传感器采集震动信号；针对震动波的瞬时非平稳特性，利用HHT时频方法分析信号特征，并利用小波阈值法对震动信号进行消噪处理；将经过预处理的震动信号采用时窗能量比方法判断震动波初至时刻以获取传感器基站间接收到的信号时延；震源定位分为初定和修订震源参数两步进行，分别利用迭代法和优化的Newton算法对震源进行定位，在对震源准确定位的同时实现了算法的优化；最后对影响震源定位的误差来源及定位精度评价指标进行了研究。仿真和实验结果表明，利用相对定位方法可以实现震源定位；经过震动信号预处理及优化的Newton定位算法可有效提高震源定位的精度，定位结果基本满足工程实践的要求。