海洋是人类的资源宝库,地球表面的70%是海洋,海底资源和海底工程勘查对于人类的生存和发展及其重要,海洋电磁法是除了地震之外,研究海洋,特别是海底的一种重要的地球物理方法,具有探测深度范围大、破坏性小、实施简单、适应性强、探测准确等特点。本论文采用可控源时间域电磁法(瞬变电磁法)进行浅海底探测。基于瞬变电磁理论基础建立了海水、海底两个导电半空间模型,分析了置于海水、海底两个高导电半空间分界面的垂直磁偶极装置和中心回线装置的电磁场响应,并得到相应的感应电动势表达式,仿真计算了海水的影响,研究了垂直磁偶极装置偶极矩变化,海水、海底电导率大小不同等多种条件下的感应电动势和剖面异常曲线形态,为天线装置的选择、仪器的设计和海底探测数据解释提供了理论依据;结合理论分析和大量室内外试验,选取了适用于海底探测的天线装置,确定了采用多匝小线圈的垂直磁偶极装置和中心回线装置进行浅海底探测;为实现滩、浅海近海底3~30米浅层探测,提取全程瞬变二次场,在电路模型基础上分析了一次场的影响和接收线圈的过渡过程,并明确了全程瞬变响应曲线形态;海洋提供了拖曳探测的环境,在陆地、湖水中完成了大量拖曳试验,确定了接收机定时采样的拖曳式测量方式;开发了基于网卡技术的远程通信监控软件,并采用三点指数非线性平滑滤波和对数等间隔抽道进行剖面图的实时处理,在拖曳测量过程中动态显示剖面曲线;在陆地瞬变电磁发射机、接收机基础上,开发了海底瞬变电磁探测系统,进行了仪器和天线装置的抗压、密封、配重等设计,完成了海底模型和海底输油管线探测试验,给出了试验结果,与实际相符,验证了海底瞬变电磁探测系统工作的可靠性和数据解释方法的正确性。