声呐作为水下信息获取的一种重要手段，是各国海军进行水下监视的主要技术。此外，声呐技术还广泛用于海洋石油勘探、水下作业、和海底地质地貌的勘测等领域。成像声呐相比于普通声呐，具有更高的分辨率，可以得到目标外形轮廓等更多细节信息。高分辨率成像声呐在对水下目标进行成像时，能够得到较高的图像质量，可以对目标进行更好的跟踪和识别。声呐成像技术作为水下设备的声视觉系统，是获取水下目标特征信息的关键技术，在军用和民用领域中发挥着越来越重要的作用。本文详细研究了传统相控阵声呐成像的基本原理，针对传统水下声呐成像分辨率不高的问题，提出了一种基于稀疏表示（Sparse Representation）的声呐高分辨成像新方法。该成像方法采用全向阵列进行场景数据接收，并在波束域完成各扫描角度下回波数据的数字波束形成，由于各通道的波束域合成处理，大大减少了成像数据处理的压力。鉴于成像过程是以待测场景中各散射点的回波延迟进行建模设计，且假设场景在某变换域下具有一定的稀疏性，因此常规声呐成像问题转换成一个典型的稀疏表示问题。我们希望通过基于稀疏表示的高分辨图像重建的方法来提高声呐成像系统的分辨率。考虑到大多数自然图像的轮廓都具有稀疏性的特点，我们采用更适合二维图像重构的最小全变差法建立了基于稀疏表示的声呐成像模型，并提出采用交替方向迭代的方法对其进行快速求解。实验结果显示，由于场景图像的稀疏性约束，我们所提成像方法在相同的阵列孔径下具有更高的成像分辨率，实现了声呐系统的高分辨率成像。