岸基声纳对港口防护具有重要的意义,在港口附近,多阵联合布设,可以构成水下警戒屏障。岸基声纳的应用环境多为浅海,海底反射强烈,多径现象十分显著,以平面波模型为基础的信号处理算法性能会受到影响。本文将模基信号处理方法引入岸基声纳,以期望改善系统性能。模基类算法对环境参数的变化较为敏感,岸基声纳布放之后,阵元位置不会发生大的移动,环境信息也易于掌控,应用模基类算法有天然的优势。　　 模基测向法与常规平面波波束形成法相比,有明显的优点,主要体现在纠正方位偏移、补偿信号的水平相关性等方面。模基测向的思想出现较早,因巨大的建模和信号处理计算量,未能在工程中使用。随后出现了子空间相交和最小二乘子空间的方法,较好地解决了建模计算量的问题。通常情况下,不同号数简正波的波数相差很小,在有限阵长条件下,很难满足在每个简正波扫描向量线性无关的条件,即最小二乘的方程是病态的。针对这个问题,本文提出了Tikhonov规整化最小二乘子空间相交的方法,使算法的数值计算稳定性和性能有了较大提升。　　 近年来,岸基声纳对测距测深的需求越来越强烈,在浅海环境中,基于时延估计的测距算法受多径效应影响,性能严重下降。在这种情况下,模基信号处理方法是一种可行的解决方案。然而常规模基处理器存在两个问题,一个问题是存在高旁瓣,处理器的输出信噪比较低;另一个问题是分辨力不足。自适应类模基处理器(如MVDR)具有很好的输出信噪比和分辨力,但是它对参数的扰动宽容性较差,对模型参数的扰动很敏感。本文将鲁棒自适应波束形成(RCB)的原理引入岸基声纳模基信号处理,使处理器在性能和宽容性方面找到一个平衡点。取得了令人满意的效果。仿真以及海试数据处理结果表明该算法的检测性能、分辨力都优于常规模基处理方法和传统MVDR算法。　　 为提高模基信号处理算法在低信噪比情况下的检测性能,须充分利用阵列的空时增益及信号的带宽增益。在宽带情况下,现有大多数的处理算法都采用非相干的叠加,宽带信息的利用率大打折扣。本文提出了一种改进的相干宽带模基处理算法,通过预波束形成,提高归一化参考量的信噪比,从而使算法最大限度地消除了噪声影响,提高了算法的低信噪比性能。数值仿真结果表明该算法是有效的。　　 为提高处理增益,岸基声纳的孔径有不断增大的趋势,孔径的增大导致阵形的维持变得更加困难。在这种情况下,阵形估计成为必须面对的课题。在海上布放长线阵会受到海流、风速以及布缆船本身等条件的影响,布放精度难以控制,丽模基类处理算法依赖于阵元位置的精确已知,所以在阵形稳定后必须对阵元位置进行估计。本文采用基于模基反演的阵形估计方法,它是一种无须精确己知校正声源位置的方法。在基于平面波模型的阵形估计算法中,阵形估计结果不仅与阵元位置相关,还会受到浅海信道多径特性的影响,这会造成估计结果误差较大。采用模基的方法,可以抹掉信道特性在测量结果中的影响,使估计结果仅反映阵列的位置状态。考虑到岸基声纳的实际使用条件,本文提出了一种简化的阵形扰动建模方法,并给出了对环境参数和校正声源位置扰动宽容的代价函数,反演过程中采用了基于遗传算法的优化策略。仿真和试验数据处理结果表明了算法的有效性。