扩频信号因低峰均比、截获困难等特点在水声通信中应用广泛,非合作条件下水声通信扩频信号的截获与辨识是水声信号处理的热点与难点。随着混沌扩频技术的发展,水声通信混沌扩频信号的截获处理难度更大。本文针对水声通信的特点,对非合作条件下水声通信混沌扩频信号的辨识与参数估计方法开展研究,具体工作如下:（1）提出了基于最大Lyapunov指数的水声通信混沌扩频信号辨识方法。采用C-C方法计算相空间重构参数,在重构后的相空间中计算信号的最大Lyapunov指数,计算结果可以反映信号的混沌特性。针对混沌扩频信号的辨识问题,分别对混沌序列、混沌扩频信号、噪声以及其他水声通信信号的可辨识性进行分析,利用最大Lyapunov指数作为辨识特征对混沌扩频信号进行辨识。仿真结果表明了本文所提出的混沌扩频信号辨识方法具有可行性。（2）针对水声通信混沌扩频信号的参数估计问题,根据信号的不同调制方式分析了相应的待估计参数。对于混沌直扩信号,采用平方倍频法、自相关法以及循环谱方法用于估计信号的载频、伪码周期以及码片宽度,并提出了信号平方预处理的改进自相关法用于估计使用实值混沌序列扩频的混沌直扩信号的伪码周期。对于混沌跳频信号,提出了基于时频脊线特征的参数估计方法,根据提取的时频特征估计信号的跳频周期、中心频率等参数。最后通过仿真实验验证了本文所提出的混沌扩频信号参数估计方法的有效性。（3）设计了水声通信混沌扩频信号的辨识与估计算法流程,并进行实测试验。通过对实测数据的分析,验证了本文方法的适用性。