管道内检测器是常用的管道缺陷检测手段之一。新兴的球形内检测器卡堵风险小、生产和运行成本低、方便调整所搭载传感器的类型改变检测功能等,开始受到用户的关注,应用前景广阔,但由于球形内检测器的运动方式具有特殊性,难以利用传统内检测器示踪定位技术实现实时跟踪,检测过程存在新的风险。本文提出一种基于管道超声导波原理的主动声学定位方法,研究了球形内检测器的声学示踪定位技术。主要创新性工作包括:利用全局矩阵法推导管道频散方程并进行数值计算,绘制并对比分析无介质管道与充液管道的频散曲线,明确充液管道导波受到无介质管道与管内液柱的耦合影响,随频率变化在两种形态之间转换。对管道轴对称导波传播规律进行了时域仿真分析,仿真结果与频散曲线基本吻合。提出管道球形内检测器超声导波示踪定位方法,建立了定位模型,明确了导波频率、传播时间、传播速度等关键参数对示踪定位的影响。搭建充水管道导波定位实验装置,对非轴对称声源激励情况下的导波定位的关键技术参数进行了对比实验研究。利用时频分析法明确了导波信号的能量分布特征,对比多种信号到达时刻（Time of arrival,TOA）方法,进行了定位效果拟合,明确动态阈值法是获取TOA的最优选择,最优激励频率45～65k Hz,导波传播速度约为1.5m/ms。设计实现了球形内检测器示踪定位系统,完成了超声导波发射装置与导波信号接收装置的软硬件设计,利用仿真分析优化结构改善了发射强度。在充水管道进行了内检测器示踪定位实验测试,能够实现实时跟踪定位。