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在水声定位技术中，声呐被动定位技术一直是声呐技术发展的重要研究方向之一。当前，对于水下被动定位技术的研究多围绕舰船辐射噪声而展开工作，很少有针对主动声呐所发出的水声脉冲信号在被动方式下的定位。本论文围绕对水声脉冲信号的被动定位问题而展开工作，主要针对传统垂直阵列不便于布放的缺点，开展了利用单水听器和双水听器进行水声脉冲信号被动定位的方法。本研究主要内容包括： ⑴根据不同频率脉冲的特点，针对高频脉冲信号，详细推导了基于到达时间差(TDOA)的单水昕器定位算法，并对算法的定位性能进行了理论分析和仿真评估;同时对各种不同测量误差情形下的定位性能进行了讨论。并通过实际的海试数据对基于TDOA的单水听器定位方法在实际中的可行性进行了验证。 ⑵针对低频脉冲信号，研究了利用脉冲信号本身的频散特征进行单水听器定位的方法。分析了低频水声脉冲信号所具有的频散特征，依据各传播模式所蕴含的时频关系，研究了利用时频分析进行模式特征提取的方法。为提高时频分辨率，引入了具有高时频分辨率的自适应径向高斯核函数(ARGK)的时频分析方法来表征模式的频散特征，并对模式的特征进行提取。采用了二值掩模滤波的方法，并借助图像形态学中的膨胀方法来实现对各模式在时频域上的分离。分析了利用模式的到达时间差进行声源距离估计的方法和采用多模式能量联合匹配的声源深度估计方法，并对各种不同参数条件下定位的性能进行了分析。通过采用ARGK的时频分析方法能够提供更高的时频分辨率，克服了传统短时傅里叶变换(STFT)时频表征的限制，可很好地反映出信号本身的频散特征，使得各模式在时频域更加容易辨识和分离，提高了对于模式特征提取的准确性。 ⑶针对发射信号波形在未知条件下的单水听器匹配场定位问题进行了系统的研究，提出了一种基于频域解卷积的分数阶范数的单水听器定位算法。该算法通过频域解卷积的方式来获得搜索区域上各网格点上发射信号的估计值，可实现在发射信号波形未知的情形下产生出匹配场运算所需的拷贝场信号，且使计算量有了一定的下降，并通过对各网格点上经解卷积之后获得的信号执行具有分数阶范数的约束形式，能够使定位函数对旁瓣有更多的抑制，提高了定位输出的准确性，使得模糊表面的输出具有更高的峰值背景比，定位效果更加地显著。所提算法无需已知发射信号的波形，对信号频率参数的估计精度要求较为宽容，同时提高了对于窄带脉冲信号的定位能力。为了提高对时域长脉冲信号的定位性能，所提算法对解卷积之后的信号进行了脉冲压缩处理的方法，减小了其在时域上的持续范围，提高了定位输出的分辨率，极大地改善了对长脉冲信号的定位性能。通过采用数值仿真的方法对各种不同参数条件下定位算法的性能进行了相应的评估与验证，并借助实际的海试数据对所提算法在实际中的性能进行了验证。 ⑷在通过利用单水听器对脉冲信号进行定位的基础上，论文研究了在双水听器条件下对目标实施匹配场定位的问题，主要针对波形未知的发射脉冲信号，发展了关于最小二乘方法在双水听器条件下的应用，从时域和频域两个方面入手，分别提出了基于双水听器的时域互相关的匹配场处理器和频域最小二乘法的匹配场处理器，对它们各自的定位性能进行了仿真分析，同时仿真对比了两种基于交叉卷积关系的匹配场定位算法。在此基础上，对各处理器在各种不同参数条件下的定位性能进行了大量的评估与验证，以数值仿真的方法深入分析了对于声速剖面分布、阵元布放深度、阵元间隔以及信号频率等参数影响下的定位输出效果，并对不确定环境参数条件下各处理器的稳健性进行了分析，并通过借助实际的海试数据，对所提出的两种匹配场定位算法在实际中的可行性进行了验证。所提出的匹配场定位算法无需已知发射信号的波形，且改善了传统匹配场处理器在较少阵元个数下所导致的定位模糊表面旁瓣过高的问题，使定位输出能够获得较高的分辨率，为在双水听器条件下对水声脉冲信号实施匹配场定位问题提供一种新的技术路径。