随着人类对海洋开发、海洋探索以及水下作战的不断深入，水声环境测量、捕获水下生物信号、水下目标探测以及水下信息传输等水下应用逐渐增加，所以需要对水下声脉冲信号进行检测。在非合作条件下，由于无法确知脉冲信号是否存在，水声脉冲信号形式日渐多样化，且信号形式、波达方向、中心频率、持续时间、信号幅度和出现时刻等参数具有未知性和随机性，又常需要检测在较低信噪比条件下的信号，因此对未知参量水声脉冲信号进行检测目前仍是一个难题。　　本论文研究了多种未知参量水声信号检测方法，包括熵检测法、瞬时相关积分检测法、高阶累积量检测法、循环谱检测法和短时傅里叶变换检测法，对上述检测方法进行了理论分析，通过仿真验证了上述算法的检测性能。然后，本论文研究了信噪比、信号形式和信号参数等因素对各方法检测性能的影响，并进行了仿真验证及对比分析，探讨了每种方法在不同影响因素下检测性能的稳健性和适用性。由仿真结果发现，短时傅里叶变换和瞬时相关积分法受信噪比的影响最小;短时傅里叶变换法、瞬时相关积分法和高阶累积量法对信号形式不敏感;信号的脉宽和带宽对各方法的检测能力均有影响。　　最后，基于上述研究构建了一种未知参量水声脉冲信号综合优化检测方案，使其满足具备对多种信号形式下未知参量水声信号的检测能力，并通过千岛湖湖试的试验数据对该方案进行性能分析，验证了该方案的可行性、宽适用性和稳健性。