随着科技的进步和时代的发展,人类把越来也多的目光投向广阔而神秘的水下世界。成像声纳系统作为人类进行水下探索的眼睛,其发展得到了更多的关注。TKIS-Ⅰ成像声纳系统主要用于水下复杂环境观测,帮助潜水员完成水下任务。目前,TKIS-Ⅰ成像声纳系统能够满足水下成像的需求,但是,系统的抗噪声性能较差影响成像的质量,运算复杂度和数据量较大导致系统扫描周期较长。这些问题会增加潜水员在水下的滞留时间,导致危险系数增大。为了解决这些问题,对TKIS系列成像声纳的成像算法进行研究。从TKIS-Ⅰ成像声纳系统出发,研究了单频脉冲成像算法。单频脉冲成像算法采用快速傅里叶变换（FFT,Fast Fourier Transform）的方法,从频域获取回波信号信息实现成像。通过对单频脉冲成像算法的仿真验证和性能分析,为后续研究TKIS系列成像声纳成像算法提供性能对照标准。为了降低TKIS系列成像声纳系统的运算复杂度和数据量,研究了正交解调成像算法。正交解调成像算法采用带通采样的方法代替原系统算法的大于二倍频率的采样,大幅度的降低系统的采样速率。采用正交解调和低通滤波的相结合求信号包络的方法,代替原系统中求频谱的方法,对回波信号中的信息进行提取。通过对正交解调成像算法和原有系统成像算法的仿真和测试,证明了正交解调成像算法在满足水下成像需求的同时,降低系统的采样频率、数据量和算法运算复杂度。为了提高TKIS系列成像声纳的抗噪声性能,研究了线性调频成像算法。线性调频成像算法采用线性调频信号代替原有系统的单频矩形脉冲信号,获较大的时宽带宽积,提高信号的抗噪声性能。并采用匹配滤波的方法代替原有系统的快速傅里叶变换的方法。通过对线性调频成像算法的仿真分析和与原系统的性能的对比,证明了线性调频成像算法的有效性,并且具有良好的抗噪声能力。最后,对三种成像算法的抗噪声性能、运算复杂度和数据量从理论角度进行比较分析,得出结论:线性调频成像算法在较大量程下的理论抗噪声性能最强,但其理论运算复杂度最大;正交解调成像算法的理论抗噪声性能最弱,但其运算理论复杂度和数据量最小。此外,完成了单频脉冲成像算法在TKIS-Ⅰ系统上的实现和正交解调成像算法在TKIS-Ⅰ和TKIS-Ⅱ系统上的实现。并在TKIS-Ⅰ系统上完成单频脉冲成像算法和正交解调成像算法的成像效果、算法运算时间和扫描周期的对比。并得出以下结论:在TKIS-Ⅰ系统上单频脉冲成像算法的抗噪声能力比正交解调成像算法强,但正交解调成像算法的扫描周期和运算时间均小于单频脉冲成像算法。