本项目组现有的单波束微地形探测装置已经能在清洁水域下很好地进行微地形探测,但在混响环境下,目标回波检测准确率低,从而导致重构的数字微地形出现畸变。基于此,本文在湖南省科技计划项目“基于声学探测的海底钴结壳识别及厚度测定方法研究”的资助下,对模拟采矿混响环境下目标回波的检测方法进行研究。主要的研究内容如下：(1)提出了深海采矿复杂混响环境的模拟方法,采集混响干扰下的接收信号,根据其功率谱,设计了用于接收信号预处理的数字滤波器。(2)对混响进行了相空间重构；分析了混响的分形特性；在分析小数据量法的基础上,提出了小数据量法线性区间选取的标准,计算了混响的最大Lyapunov指数；根据Simon Haykin提出的混沌属性判别标准,证明了混响具有混沌属性。(3)在分析比较超定线性方程组求解精度的基础上,提出了利用伪逆法求解Volterra滤波器的权向量,基于混响的混沌属性构建了PIM-Volterra预测模型目标回波检测方法；利用模拟混沌背景下的确知信号,验证了PIM-Volterra预测模型检测方法的准确性和精度；利用PIM-Volterra预测模型对混响背景下的目标回波进行了检测,证明了PIM-Volterra预测模型的可行性。(4)最后,进行了模拟采矿混响环境下微地形的探测实验,实验结果表明：PIM-Volterra预测模型目标回波检测方法能显著降低混响干扰对微地形探测的影响。