迄今为止，在地球不同地质背景的海底都有海底热液的发现。观测海底热液口周围温度场的分布对于测量局部环境的热通量、研究热液成矿机制以及热液口附近独特的生态系统都有着重要意义。海底热液口测量环境恶劣，在高温、高压、强腐蚀的热液流中，传统的热电偶等接触式测量方法只能进行短期的逐点测量，无法实现温度场的连续观测。　　 本文提出一种考虑粗差的热液口温度场声学重建技术。通过声波在海水中的传播速度与海水温度之间的关系，结合反问题理论与抗差估计，对海底热液口附近的平面温度场进行重建。作为非接触式测量的一种，该技术具有不干扰原始流场，测量范围大，实时性好，抗粗差能力强等优点，适合用于热液口温度场的原位观测。本文的主要工作和成果如下：　　 1．在已有的声学温度场检测理论的基础上，针对海底热液口的特殊测量环境，介绍了广义互相关时延测量、水声换能器声中心距离校正以及基于总体最小二乘法与抗差最小二乘法的温度场重建算法，减小了可能存在的系统误差，为后续的系统研制与实验研究奠定了基础。　　 2．已有的研究表明，最小二乘法几乎不具备抗御粗差的能力。针对声学测量数据中粗差难以避免的状况，本文引入抗差最小二乘法，同时根据飞渡时间计算值的范围建立飞渡时间数据预处理程序，用于粗差的检测，增加了温度场重建过程的抗差性。　　 3．参与研制一套海底热液声学温度场测量系统。介绍了系统的工作原理，针对海底热液口温度场测量的特点分析了系统构成与软硬件的选取。系统采用RHS-30标准水听器作为声波信号的发生/接收装置，利用多通道数据采集系统对接收信号进行采样与时延估计，最后在上位机上进行温度场的重建。　　 4．为了验证声学温度场重建方法的可行性、抗差性与测量系统的可用性，进行了多次实验。首先，在实验水池中利用透声橡胶隔离出热水区域，模拟海底热液口的温度场形态，进行了温度场的测量与重建。随后，在云南腾冲县界头乡大塘村进行了温度场测量实验，利用数据预处理程序与抗差最小二乘法改善了重建结果。最后，在云南龙陵县茄子山水库进行了湖试研究。　　 本文的研究结果表明，利用声学方法对海底热液口的温度场进行测量是可行的。在测量数据含有粗差的情况下，采用具备抗差能力的温度场重建算法将明显改善重建结果。该技术有望在不久的将来投入到海底热液的原位观测中去。