空氣聲定位是一種被動(dòng)定位技術(shù)，利用空氣聲傳感器接收目標(biāo)產(chǎn)生的特征聲信號(hào)，并經(jīng)過(guò)一系列的信號(hào)處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)聲源的方位、位置等信息的估計(jì)，具有不受環(huán)境能見(jiàn)度影響、不受電磁干擾、隱蔽性強(qiáng)、易實(shí)施及成本低等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于軍事、醫(yī)療、工業(yè)及民用等領(lǐng)域。

目前，空氣聲定位主要采用傳統(tǒng)的傳聲器陣列，在進(jìn)行目標(biāo)位置估計(jì)時(shí)依靠陣元接收信號(hào)的時(shí)延差與聲波傳播速度，估計(jì)精度受陣列中各傳感器一致性、環(huán)境溫濕度影響較大[3-4]。此外，陣列尺寸受目標(biāo)特征聲信號(hào)頻率限制較大，特別是對(duì)于特征頻率較低的聲源，定位需要的陣列尺寸非常大。矢量傳聲器是一種基于微機(jī)電系統(tǒng)質(zhì)點(diǎn)振速測(cè)量技術(shù)的新型空氣聲學(xué)傳感器，由共點(diǎn)正交的質(zhì)點(diǎn)振速敏感元件和聲壓敏感元件高度集成，可以直接拾取空氣聲場(chǎng)的聲壓和質(zhì)點(diǎn)振速信息。

區(qū)別于傳統(tǒng)聲學(xué)傳感器的全向特性，質(zhì)點(diǎn)振速敏感元件具有與頻率無(wú)關(guān)的“8”字形指向性特性，質(zhì)點(diǎn)振速與聲壓的組合可以形成多種心形、超心形指向性。利用該空間特性，單個(gè)矢量傳聲器可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)方位估計(jì)，且不依賴(lài)接收時(shí)延差與聲波傳播速度。因此，矢量傳聲器在目標(biāo)定位方面具有應(yīng)用價(jià)值和潛力，而當(dāng)前的研究主要集中在利用矢量傳聲器實(shí)現(xiàn)目標(biāo)方位估計(jì)層面，在目標(biāo)定位方面尚缺乏相關(guān)研究。

杭州愛(ài)華聲學(xué)儀器基于單矢量傳聲器實(shí)現(xiàn)目標(biāo)方位估計(jì)的特性，研究融合多個(gè)矢量傳聲器實(shí)現(xiàn)目標(biāo)定位，并推導(dǎo)定位模型，同時(shí)考慮奇異方位角的影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)聲源的位置估計(jì)。