近年来,随着固体火箭技术在航天、军工和民用等相关领域的不断发展,对固体火箭发动机整体性能的要求越来越高。研究分析影响固体火箭发动机工作性能的各项因素,通过建模的方法将实际问题理论化,并针对各项因素影响的原理及发动机整体工作特征设计合理的超声检测方案和试验装置,已经成为国内外在该领域研究的重要课题之一。本文对固体火箭发动机地面超声测试关键技术的研究分析了国内外研究现状,采用了理论完善创新与试验反馈验证的研究思路,将理论建模、超声测试技术、装置设计、硬件控制、仿真优化等系统地结合为一体,为固体火箭发动机超声测试技术探索出了一条新的有效的技术手段。本论文主要对以下四个方面的内容进行了研究和探讨:(1)阐述了固体火箭发动机超声测试的国内外研究现状,从固体火箭技术的工作特征原理及超声测试技术方面分析了该领域研究的技术瓶颈,提出了总体解决方案。(2)对固体火箭发动机的工作过程进行了深入的研究和分析,对各项影响因素对其工作性能的影响从理论上进行了数理建模,在此基础上,建立了零维、一维及非稳态三类整体性的发动机燃烧模型。(3)针对固体火箭发动机的复合式胶接结构采用了超声测试双模式检测方案,分析了其检测的原理及可行性,并设计了超声测试装置。(4)设计完成了火箭发动机性能超声测试单项试验装置及地面全尺寸测试平台,并完成了软硬件控制端工控机的设计,利用有限元分析AWE完成了对测试装置的仿真分析与优化,提高了装置设计的合理性和可靠性。