近年来,近地面空中炸点位置的测量逐渐成为一个热门研究方向。在新武器系统的研制中,炮弹在打击目标上方的炸点位置是评价武器性能好坏的重要评判标准。一般情况下,靶场测试环境复杂多变,炸点类型多种多样,导致炸点的位置难以测量。电视经纬仪系统具有视场小的特点,目前已成为用来测量炸点位置的主要方法。该系统分辨率高,测量范围广,但同时存在许多缺点,例如仪器造价高,操作系统复杂等,使其尚未得到普及。因此有必要从降低成本,提高实用性等角度出发,研究一种新型的探测系统。被动声探测技术涵盖了诸多学科,是定位系统应用中的一项新技术,现实中,声场环境复杂多变,且声音信号较为特殊。本论文结合实际情况,针对于近地面空中炸点位置测量,为了降低硬件成本,同时达到提高位置测量精度的目的,研究并设计了一套五元十字阵声探测器空中炸点位置测量系统,对声传感器阵列的几何模型和定位算法进行了数学推导,并对引起位置测量误差的声传感器排列间距、目标方位角等因素进行了分析与仿真。论文首先对声场及声波特性进行介绍,分析了环境因素对声波传播产生的影响。研究了影响测量系统精度的关键因素时延估计算法,对常见算法的优缺点进行了对比,研究了五元十字阵声传感器阵列的几何模型及数学公式推导。根据测量系统要求设计了硬件部分,包括声传感器的介绍和选取,声音信号调理电路和以单片机为控制核心的计时模块设计,并对整个电路进行了测试。最后在室内与室外分别搭建实验平台进行系统验证,对引起实验误差的内部及外部因素进行了分析。实验及仿真结果表明,本文提出的基于五元十字阵空中炸点位置测量系统简单、成本低,提高了空中炸点的测距与测向精度,这一研究结果为声定位技术的应用打下了基础,具有实际意义。