多波束测深技术具有高精度、高密度、高效率、全覆盖等特点,它已成为海底地形探测方面重点研究的课题。我国多波束测深技术起步比较晚,在海底检测技术上主要采用的是幅度检测法。而在相位差检测法的理论分析和实现上还没有提出具体的可行性方案。使用幅度—相位差联合检测法进行测深的方法也还在理论分析过程中。本文通过分析路径衰减、海底混响和海水不均匀水团等因素对声信号幅度的影响,以及声速剖面对声速的影响,建立了一种频率为200kHz的高频多波束测深回波信号模型。在建立回波信号的幅度模型时,本文采用W.F.Baker模型模拟信号路径衰减,采用Lambert模型模拟海底混响以及采用Mintzer模型模拟海水中不均匀水团影响。在对回波信号相位建模时,则采用了层内常梯度声速算法计算出声信号的传播时间,得到信号的相位变化量。在回波信号预处理方面,论文介绍了一种时间增益控制(TVG)的实现方法,采用这种方法可以有效地提高回波非中心波束的检测效果。另外文中还介绍了波束形成和检波两种信号预处理方法。论文介绍了回波信号波达时间(TOA)检测的两类方法——幅度检测法和相位差检测法。幅度检测的方法有回波门限法,幅度极大值法,特征参量相关检测法和幅度加权平均时间法(WMT)。文中还提出了一种采用动态窗和数据滑动平均改进相位差检测的方法。而后采用WMT法和改进后的相位差法对回波仿真信号以及实测信号进行了计算机仿真检测。检测结果表明在中心波束及中心波束附近区域采用WMT法检测效果比较好,而在边缘波束区域采用相位差法检测精度比较高。并根据实验结果提出了一个幅度—相位差联合检测的检测准则,即以25为判断标准,小于25采用WMT幅度检测,大于25采用相位差法检测。