随着信号处理方法、探测技术的不断发展,利用目标在运动过程中伴随噪声来识别位置的方法,被广泛应用于战场车辆发动机噪声定位、安防监控追踪系统、智能机器人“听觉系统”等军事民用领域,所以开展对声源被动定位系统的研究具有实用价值与意义。本文对现有定位算法的研究现状进行了分析,确定了易于实现的到达时间差算法作为理论支撑。在麦克风阵列模型方面,重点研究平面五元十字形阵列,推导了基于时延估计的定位公式,并对影响其定位误差的因素进行分析和仿真。为了实现定位系统实时性和准确性的要求,提出了FPGA结合上位机的总体设计方案;设计了巴特沃斯低通滤波电路、增益可调的前置放大电路、A/D采样转换电路、FPGA控制和接口电路等硬件模块;详细介绍了系统通信协议,并在此基础上完成采集命令、定位算法等模块的软件功能设计。在此基础上完成了测试平台搭建,对系统硬件性能进行了一致性测试,验证了系统性能;然后分别用平面四元十字形和五元十字形阵列在不同测试点进行了测试,并对测试结果进行分析。实验结果表明本文设计的五元十字形声源被动定位系统结构简单、实时性好,可以满足设计要求。