靶场试验中,测试和分析炮弹的射程、射击精度等,或者对偏离预定轨道的异常弹丸的回收处理均需要确定弹丸的落点。针对靶场弹丸回收的需求,研究了一种基于地震波的弹丸落点定位方法,并展开了地震动信号分析和处理方法的研究,为弹丸落点测试系统的研制奠定了基础。弹丸对地面的冲击产生了地震波,介绍了地震波的类型和各个波组分的特性,确定瑞雷波可用于检测弹丸的落点。分析了地震波的衰减特性、频谱特征及地震波在不同地形地貌中的传播特点。根据TDOA定位原理提出了基于传感器菱形阵列和三角形阵列的定位模型,在3km×3kmn的靶场范围内,利用MATLAB对定位算法在不同划分区域内进行了仿真分析,综合对比两种数学模型,采用菱形阵列作为弹丸落点的定位模型。分析了傅里叶变换、小波变换和希尔伯特-黄变换(简称HHT)在弹丸落地时产生的地震动信号处理中的适用性,通过对比小波分解和HHT法中的EMD在地震动信号中的分析效果,证实了HHT法在分析和处理地震动信号时更有效。利用HHT法对不同地形地貌中的实测地震动信号进行分析和讨论,得出不同地形地貌中地震动信号的传播特点。结合EMD法和互相关运算提出了一种新的时差提取方法,该方法包括各个IMF分量的归一化能量分布和优势IMF分量的频谱相似度两部分,并通过对实测数据的时差提取验证了该方法能够降低地形地貌对地震波传播的影响。在上述研究的基础上,开展了弹丸落点定位的模拟试验研究。进行了传感器的选型,设计了相应的调理电路,组建了基于PXI的数据采集系统,并编制了相应的测试与数据处理软件。进行了多路传感器同步性测试和地震动传感器与地表耦合试验。利用重锤撞击地面模拟了弹丸落地时产生的地震动信号,并采用菱形阵列定位算法和基于EMD的时差提取法获得了落点位置。