作为一种频繁发生的自然现象,海洋内波对海上军事活动和海洋工程建设有着严重的破坏性影响。随着海洋工程和海洋经济的快速发展,海洋内波监测和预报技术已经成为国内外研究热点。传统的内波监测方法主要是锚系阵列监测以及卫星遥感观测。锚系阵列监测方法是基于温盐深链和ADCP等传感器,通过对海洋水体物理变化监测来实现海洋内波监测。卫星遥感观测方法是基于卫星图像分析,通过对内波引起的海面波纹成像特征提取和观测来实现海洋内波监测。上述两种内波监测方法原理清晰,但是都存在一些明显不足。锚系阵列监测方法中锚系链尺寸庞大,结构复杂,布放应用成本较高,其中的ADCP监测还容易受海流拖拽摇晃而产生强多普勒影响,而且这种通过直接观测海洋水体物理变化的内波监测方法一般很难实现无人参与的全自主内波预报。卫星遥感观测方法的问题是仅能对可以影响到海水表层的特定内波进行观测,不能对隐藏于海底的内波进行直接、连续的观测,观测准确性受海况影响较大。基于此,目前尚没有可以广泛应用的海洋内波自主预报技术和设备。针对上述问题,本文研究了一种基于声矢量场处理的海洋内波预警监测方法。本方法主要采用海底布放的矢量水听器潜标,利用矢量水听器拾取海洋声场三维矢量信息,基于声压和振速联合处理技术,首先在复杂的海洋背景噪声场中通过多目标方位扫描搜索声场的主声轴作为跟踪监测的声学目标源,然后对该声学目标源进行时-空-频三维跟踪,通过对该声学目标源所对应的垂直维方向特征进行提取、跟踪及跳变监测来实现海洋内波监测和预报。该方法核心是基于内波会导致海洋声场声速剖面发生剧烈变化这一领域共识,物理基础并不复杂。而声速剖面的剧烈变化必然导致海洋背景噪声场主声轴垂直维方向发生跳变,因此基于这种跳变特征的内波监测技术能够实现对海洋内波进行全自主预报。所采用的矢量水听器潜标结构轻便,布放运用成本较低,理论上不受海况影响。论文主要工作如下:（1）研究了一种基于声矢量场处理的海洋内波预警监测方法,包括强海洋背景噪声条件下的水下非协作目标声源搜索跟踪方法,基于声能流的非协作目标声源三维跟踪及内波导致的海洋信道跳变特征检测识别方法等。（2）对本文提出的基于矢量场处理内波监测方法进行了计算机数值仿真,对算法的性能进行了验证。（3）基于LabVIEW开发平台和超低频矢量水听器集成了内波监测实验样机系统,并对该样机系统进行了初步的性能测试,测试表明系统有着良好的工作性能。