本文以水声定位系统为背景，主要是对拖曳线列阵水声测量系统的软件部分进行设计，系统检测加装在目标上的合作声源发射的信号，估计信号的频率、幅度、时延、脉宽和瞬时频率方差等重要参数，在检测到的众多脉冲中挑选出直达声，利用直达声的时延参与解算，实时估计目标方位和距离。本文采用基于自适应Notch滤波器的信号检测与估计的方法，具体方法是利用自适应Notch滤波器提高信噪比，同时获得信号的瞬时频率和包络，利用能量检测器和鉴宽器检测脉冲信号，从包络中提取信号的到达时刻。利用瞬时频率方差序列检测器抗通道串漏和尖脉冲干扰。考虑到在相干多途信道中会产生信号反相相消使得系统漏报的现象，对信号检测与估计部分做改进；采用“分群开窗”的方法丢弃部分反射声;依据信号在水声信道中的传播规律，以脉冲“品质因数”加权的方式挑选测距脉冲和测深脉冲，利用球面交汇和双曲面交汇定位算法估计目标方位和距离。仿真结果与实验室联调结果验证了该方法的有效性与可行性。采用MATLAB语言对信号检测与估计、脉冲挑选、专家系统和定位解算算法进行了仿真验证，并设计调试了单线阵水声测量系统的信号处理工程应用软件。论文设计了各个模块实现的具体方法与软件流程，并简要介绍了DSP芯片资源的管理与分配情况和DSP与ARM的通信。湖上实验的测量结果进一步证实了算法的可行性。