地下浅层震源定位技术是实现矿山开采,工程爆破,水压裂变等微震监测领域的重要手段。由于地下浅层介质复杂、波形混叠严重,造成地下震源定位精度不高。针对震源位置高精度测量的需求,本文开展了基于信号到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)与波达方向(Direction of arrival,DOA)多信息融合的地下浅层震源定位方法研究。首先,充分利用爆炸近场P波良好的极化特性,将其偏振角度信息引入到走时定位模型中,构建TDOA-DOA混合定位模型;其次,为了减小初至波到时信息提取的误差,引入了高阶统计量,增强时变信号的突变特性,改进了长短时窗能量比法(STA/LTA),然后采用F-K(频率-波数域)分析方法,提取震动场的速度信息和传播方向信息;再次,研究了基于标准粒子群(PSO)、吸引-扩散粒子群(ARPSO)和量子粒子群(QPSO)等震源定位模型的优化解算方法,以收敛速度与解算精度作为指标对上述算法的定位精度进行仿真分析。最后,在外场进行了试验验证并在传感器优化布设、定位误差等方面进行了进一步的探讨。试验测试结果表明,本文提出的基于TDOA-DOA多信息融合的的地下浅层震源定位方法,有效地提高了震源定位精度,在地下浅层震源定位方向具有一定的理论意义。在地下矿山监测、隧道开采、炮弹炸点定位等领域具有一定的工程应用价值。