海底混响是由大量的海底散射体产生的散射回波信号在接收位置叠加形成的,在浅海回波中占主导地位。混响在主动声纳中被当成是干扰,需要加以抑制;而在海底地貌成像中,混响是蕴含着信息的有用信号。从海底混响中可以推断海底的散射特性,进而可估计海底地貌,这是逆问题,需要正问题的支撑。正问题研究从声源发射信号,照射海底,散射信号被接收传感器接收这一过程,并对其进行海底散射与混响建模。目前模型研究主要集中于单基地海底散射的建模上,主要是针对后向海底散射,研究其影响因素。随着双基地声纳系统的广泛应用,对前向散射与混响的建模变得迫切,然而目前对中低频双基地海底散射的建模研究还相对较少,本论文致力于可同时适用于前向散射和后向散射的中低频双基地声纳的散射与混响模型及统计特性研究。论文针对中低频双基地声纳,基于小斜率近似的海底散射模型,研究了不同入射掠射角、散射掠射角以及双基地角时的海底散射强度,研究了海底显著地形特征、海底不同粗糙性对散射强度的影响。通过研究起伏海底的散射强度分布变化,并与平坦海底进行对比,得出地形坡度变陡会使散射强度增大,坡度变缓会使散射强度减小的结论。通过研究海底沉积层的性质(二维粗糙度谱强度、二维粗糙度谱指数、沉积层的密度、沉积层中压缩波和剪切波的复声速)对海底散射强度的影响,得到海底二维粗糙度谱强度是影响海底散射强度的关键因素。以基于小斜率近似的双基地海底散射模型为基础,结合海洋中的声传播模型,建立了以垂直阵指向发射-水平阵接收的双基地海底混响模型,研究了不同海底粗糙度和存在海底显著地形时的混响强度分布情况。论文通过仿真详细研究了垂直阵不同指向角度发射时,浅海和深海两种情况下海底混响强度的分布与统计特性。通过对海上实验数据的处理,获得了垂直阵发射-水平阵接收双基地声纳实测的混响强度分布图,并与建立的双基地混响模型仿真结果对比,初步验证了模型的可行性。论文的研究工作为海底地貌成像项目提供了正问题——散射与混响建模的支撑。