脱靶量测量是武器系统鉴定中不可缺少的一项重要指标,是各种武器科研试验和公安、武警及部队训练靶场必须测试的重要核心参数。本文研究基于传声器阵列的超音速弹丸脱靶量测量关键技术,在对传声器阵列模型研究的基础上,分析传声器阵列的定位原理及影响测量精度的误差产生机理,寻找从根源上减小测量误差的途径。本文对传声器阵列技术、信号去噪技术以及时延估计技术进行了研究和完善。本文的主要研究内容如下:针对现有传声器阵列模型测量方位模糊和精度不高的问题,首先对传声器阵列进行分析研究,建立了一个双五元十字阵测量融合模型来提高测量精度;给出了弹着点的象限判断准则,解决了单一五元十字阵方位模糊的问题。然后通过分析和仿真双五元十字阵模型在不同条件下的性能,提出了基于俯仰角加权的双五元十字阵脱靶量测量融合算法,最后分析了该模型在俯仰角、方位角和时延估计误差变化时的测量性能。仿真结果表明,本算法测量精度和稳定性要明显高于XOY五元十字阵模型和XOZ五元十字阵模型,对俯仰角变化具有较强的鲁棒性。针对传声器阵列采集的信号存在噪声的问题和非平稳的特点,首先研究了小波阈值去噪原理和方法,构造了新的小波阈值函数,改进了门限固定阈值公式。利用硬阈值、软阈值、Garrote阈值和本文提出的改进阈值函数对不同的信号进行去噪实验,理论分析和实验结果表明:本方法解决了软阈值函数存在恒定偏差和硬阈值函数不连续的问题,以及不同的分解尺度上都采用了相同的阈值进行去噪处理的问题,有效地滤除了信号中的噪声,提高了输出信号的信噪比。其次深入研究可变模态分解理论,充分考虑原始信号先验知识,结合相关系数算法,探究提取信号本征频率的一种新方法。利用可变模态分解和相关系数结合提出了一种新的信号去噪算法。仿真结果表明本算法在不同的采样频率以及不同的输入信噪比下去噪效果优于经验模式分解算法,具有更好的去噪效果。针对传声器阵列时延估计失真的问题,研究了典型的时延估计方法;研究了系统采集信号的特征,设计了信号能量的起始点检测准则来提取有效信号。提出了用改进的小波阈值函数加权广义互相关算法的时延估计方法。利用改进小波阈值函数滤除有效信号中的噪声;最后用广义互相关算法估计信号的时延值。仿真结果表明本方法可以提高时间延迟估计的准确性。提出了利用改进的变模式分解方法加权广义互相关时延估计方法,该方法首先利用信号能量的起始点检测准则提取有效信号;然后利用改进的变模式分解方法处理有效信号;最后用广义互相关算法估计信号的时延值。仿真结果表明本方法可以减小时间延迟估计误差。针对基于传声器阵列的脱靶量测量需求,设计搭建了双元五十字阵脱靶量测量实验系统。通过实验观测和分析计算,验证了本文设计的基于俯仰角加权的双五元十字阵脱靶量测量融合算法与单一五元十字阵相比具有较高的测量准确度和稳定性;验证了本文提出方法的正确性和合理性。