随着海洋开发重要性的不断提升，主被动声纳水下目标探测这一难题越来越受到人们的重视。在众多探测设备搭载平台中，水下无人平台(UUV)具有低成本、生产周期短、无需人工干预等无法比拟的优点。在这一背景下，本文系统研究了基于UUV的主被动探测关键技术，特别是自动目标检测跟踪问题。同时，结合实际工作，设计与实现了一套基于UUV的信号处理系统。本文的主要内容与创新点如下:　　研究了UUV不同阵列组合波束形成问题。提出了多子阵组合的波束形成算法，并将子阵聚焦MVDR算法扩展到异形阵处理。　　提出了基于数学形态学的主动目标声图增强方法。通过试验数据验证，通过增强的声图为自动目标检测提供了更为优良的检测环境　　研究了基于UUV的目标自动检测问题。分别提出利用基于改进分水岭方法以及基于图论方法的图像分割方法实现主动回波图像目标检测。试验数据验证了算法在噪声和混响背景下均能够正确检测到目标，有效降低了虚警，得到了与人工判别相近的结果。　　研究了基于UUV的目标自动跟踪问题。将一种能量值和方位信息结合的粒子滤波方法引入水下目标自动跟踪领域。通过仿真数据说明其对弱目标具有良好的跟踪能力，通过试验数据证实了其多目标跟踪的优良稳定性。　　设计实现了一套基于UUV的信号处理系统，探讨了嵌入式软件设计、数据实时处理、多种接口等问题。通过试验检验，这一系统提供了实时信号处理能力，能够可靠稳定工作。