本文的研究内容包含两部分：声相关测流速(ACCP)理论、算法和测深侧扫声呐(BSSS)理论、算法研究。　　 一、声相关测流速(ACCP)理论、算法研究　　 声相关测流(ACCP)技术，是国际上九十年代初出现的新的测流技术，目前处于发展与完善阶段。ACCP的换能器阵相当小，适用于低频工作；并且为平面阵，易于装船使用。另外ACCP的水平测速精度与声速无关。在这些方面它优于窄带、宽带、相控阵ADCP。但ACCP若干的关键技术，在公开发表的文献中均未见报道。我们必须进行ACCP理论、算法等关键技术研究。　　 本文对ACCP理论、算法进行了研究，主要内容包括：　　 (1)研究了ACCP测流理论，包括：　　 ①充实了ACCP的测流速模型，给出了宽带ACL回波信号的理论时空相关函数公式；　　 ②得到了ACCP流速估计的测流精度公式；　　 ③研究了ACCP信号处理算法，分别采用了以估计流速在概率分布上与实际流速最优拟合的最大似然法，和直接对回波信号时空相关函数进行拟合的非线性最小二乘法，作为ACCP的流速估计算法；　　 ④完成了ACCP发射信号设计，得到了码元数分别为64、80、128(2种)、254位的编码序列，这些编码序列满足延时为某一值τ时相关函数出现峰值，延时为其它值时相关函数很小。这不但解决了ACCP工作原理中采用双脉冲发射引起的声混响信号层间混淆的问题，而且大大减小了最大似然法中时空相关矩阵的阶数，从而减小了最大似然法的运算量，使最大似然信号处理算法应用于ACCP成为可能；　　 ⑤研究了换能器阵阵型设计，包括换能器基元位置确定、发射接收波束角宽的选择、接收基元数的确定。对比分析了三类ACCP换能器阵：非均匀阵、均匀阵和蜂窝阵。理论分析结果表明：非均匀阵性能最好，均匀阵次之，蜂窝阵最差；　　 ⑥研究了换能器阵的姿态估计及ACCP信号处理的降噪方法。　　 (2)基于海洋声混响理论模拟了海流回波和海流回波的时空相关函数，对比分析了多种信号处理算法和换能器阵。模拟结果与理论分析结果相一致。　　 (3)对75kHz的ACCP海上试验数据进行处理，试验结果与理论分析及计算机模拟结果相一致。表明我们的ACCP测流速模型是正确的、信号设计是必需的、换能器阵型的设计是合理的、最大似然法更适用于ACCP。试验也证明了非均匀阵的性能好于均匀阵。ACCP课题已于2000年3月16日提前通过验收，专家一致认为：“ACCP的技术是国外正在发展的声学测流新技术，目前还没有定型产品。由于国外技术保密，没有成熟技术可借鉴，课题组需要从ACCP测流理论、信号生成、换能器设计、数据接收、信息提取等方面突破一系列关键技术，是一项复杂的系统工程，具有相当的难度和创新性。课题组在资金有限、技术难度大的条件下，努力攻关，提前完成合同，达到90年代初国际先进水平，取得了显著的成绩。研制工作在以下三个主要方面都取得了重要进展：　　 1.在ACCP测流理论方面实现突破，在没有成熟经验可借鉴的情况下，独立给出了声相关测流的完整理论，基于海洋声混响理论模拟了海流回波和ACCP的相关函数，并设计了ACCP的信号波形，经实验证明了这项理论的正确性和可行性。　　 2.成功研制了75kHz的换能器阵和信号采集与传输硬件系统，设计了最佳运用阵型，进行了计算机仿真模拟，并通过海试获得了ACCP测流信号，使我国的ACCP测流技术实现了从无到有的进步，成为世界上第二个独立拥有这种技术的国家，为进一步开发大深度ACCP样机创造了条件。　　 3.试验了两种数据分析方法，用最大似然法成功实现了准实时信号处理，得出了可与国外同类产品相比拟的结果。ACCP样机的测量数据与ADP的比测结果表明，样机达到了预期的精度要求，成功获得流速和测底速度的反演。”　　 二、测深侧扫声呐(BSSS)理论、算法研究　　 测深侧扫声呐系统最早出现在七十年代。然而，BSSS系统发展至今，仍存在一个共同的问题就是回波信号的相位估计受到相干扰动的影响。相干扰动的主要原因是：海面和海底回波的多途回波及在同一作用区域内多个目标的海底散射信号的迭加。为了减小相干扰动对BSSS系统回波方向估计精度的影响，本文对装载在无缆水下机器人AUV上的BSSS系统回波方向估计算法进行了研究，主要解决了以下两个方面的关键技术：　　 (1)研究了ESPRIT法在BSSS系统中的应用。降低了多途效应对回波方向估计精度的影响。　　 (2)研究了自适应信号子空间跟踪算法—滑动窗PAST法和NIC法在BSSS系统中的应用。减少了计算复杂性，提高了特征子空间法信号跟踪速度。