高精度水下目标探测一直是水声信号处理中的重要课题之一。但由于海洋环境的复杂性,使得许多高分辨算法在实际工程应用中表现不佳。因此人们迫切需要一种稳健的高分辨算法。本文围绕着这一课题展开讨论,提出了一种新的波束形成算法：中心矩波束形成算法(CMBF:Central Moment Beamformiing)。由于大多数高分辨算法是基于子空间分解理论,需要依据信源个数对数据协方差矩阵进行分解,一旦信源数出现误差,将会对算法性能产生极大影响甚至误判。除此之外,高分辨算法大多对阵列流形误差敏感,在低信噪比环境下性能不佳,这些都制约了高分辨算法在实际工程中的应用。而常规波束形成有着较高的稳健性,在工程应用中久经考验,它在本质上是一种基于统计参量：均值(一阶原点矩)的算法。那么是否可以基于统计参量开发一种稳健的高分辨算法呢?对此,本文提出了中心矩波束形成算法。该方法是一种基于统计参量：中心矩的波束形成算法,能够同时保持较高的分辨力和稳健性,满足高精度水下目标探测的需要。本文首先对常规波束形成进行了归纳,提出了矩波束形成的概念,说明常规波束形成等同于一阶原点矩波束形成,并结合原点矩波束形成的数学表达式,说明高阶原点矩算法的缺陷。然后详细论述了CMBF算法的原理和数学表达式,通过理论推导及仿真对算法性能进行了系统的分析,对比其他算法指出了CMBF算法性能上的优势。同时针对算法计算量大这一缺点,提出了基于数据协方差矩阵加权的二阶CMBF简便算法。最后结合实测湖试数据进行验证,处理结果表明：对比其他波束形成算法,CMBF算法拥有更好的分辨率,更低的旁瓣级,与理论分析的结论一致。说明中心矩波束形成算法是一种可靠地高分辨算法,符合我们对高精度水下目标探测的要求。