被动声定位技术可以有效地对低空目标定位,并且具有隐蔽性高、造价低等优点,因此被广泛应用于军事、安全监控等领域。但是,在对低空目标实际定位过程中,由于受到环境噪声的影响,造成在低信噪比的环境下,传统的被动声定位算法得到的定位结果仍存在较大的误差。针对以上问题,本文设计了一个低空目标被动声定位系统,采用基于到达时延差(Time Difference of Arrival,TDOA)的声定位算法实现对低空目标的定位。首先,分析了广义互相关(Generalized Cross Correlation,GCC)时延估计算法的几种加权函数,为了减小时延估计误差,结合二次相关法对广义互相关-相位变换加权-调整参数相干因子(GCC-Phase Transform-ργ,GCC-PHAT-ργ)算法进行了改进,并通过仿真验证了改进算法提高了抗干扰性能和时延估计精度。重点研究立体七元声传感器阵列,推导基于到达时延差的声定位算法,并对影响目标声源的距离、方位角及俯仰角定位精度的因素进行仿真与分析。接着,介绍了低空目标被动声定位系统的整体结构;硬件部分设计了声传感器阵列、信号处理模块、多通道数据采集模块;软件部分详细介绍了系统的数据采集及传输模块,并在此基础上完成时延估计、定位算法等模块的功能设计。最后,搭建测试平台,通过两组实验分析了采样频率和目标声源的距离对定位结果的影响,并且将实验得到的定位误差与仿真估计误差进行了对比。实验结果表明,增加系统的采样频率可以降低定位误差;目标声源的距离较近或较远都会对目标的测距结果带来较大的误差,合适的目标声源距离的测距结果会更准确,并验证了改进算法提高了系统的定位精度。