水声系统的研制周期长、投资大、实验复杂，在研制过程中，利用计算机在实验室进行仿真计算和数值模拟，预估声场环境对系统性能的影响，已成为一种标准的工作方法，也是水声系统研制的重要技术手段。射线声学理论由于具有物理图像清晰、计算速度快、适用范围广等诸多优点，在水声学中有着广泛的应用。三维射线声学方法可以满足水声设备作用距离不断增加和信号处理新方法对远距离声场预报提出的要求，将射线声学方法扩展到三维，对水声信道进行仿真，在工程应用上具有重要意义。本论文主要研究基于射线声学理论和高斯束法的水声信道仿真。论文首先对射线声学和高斯束理论进行了介绍，对于声线轨迹方程与高斯束方程进行了详细的推导，并重点研究了高斯束在界面处发生反射与透射时的变化规律。论文提出了一种简单的适用于三维情况的高斯束模型，并利用该模型实现了对三维情况下的水声信道仿真软件设计。本论文设计的水声信道仿真软件可以根据给定的环境文件，在二维或三维情况下计算产生并以文件形式输出声线轨迹、本征声线、声场强度分布以及信道冲激响应等结果，并可以将相应结果进行图形化显示。软件具有直观、易操作的图形用户界面，论文对该软件的流程结构与数值计算方法进行了详细介绍，并给出了使用该软件进行水声信道仿真的计算结果。论文中通过本论文软件与BELLHOP射线追踪程序的比较验证，说明了该水声信道仿真软件的结果是有效的。