海洋水声探测与监测是保护海洋环境以及保障国家海洋权益的重要手段,浮标则是海洋水声探测与监测的重要装备之一,因而浮标水声测量信号的分析处理具有重要的理论和工程应用价值。针对浮标水声测量系统,本论文展开了两方面的研究,第一方面的研究为浮标水声测量信号的分析与去噪处理,第二方面的研究为利用浮标水听器阵列的信号进行垂直方向的海水声速的测量和估算。由于海洋声学环境很复杂,水声测量信号中含有来自海水表面传来的噪声,也有来自浮标水声测量系统水下部分的机械噪声等。因此,使用浮标水声测量系统进行海洋环境探测与监测时,各种干扰噪声都会被采集到总的原始水声信号中,这将对浮标水声测量系统的探测与监测的精度造成很大的影响。为此,本文特别针对原始水声测量信号中含有的海浪声成份进行分析,以实现浮标水声测量信号中海浪声成份的分离与消除。在浮标水声测量系统上,传统的海水声速测量方法是携带CTD仪器,对目标海域的盐度、温度和深度进行测量,再依据声速经验公式计算出海水声速,该方法需要多种传感器采集的数据和准确的声速经验公式。本文提出了一种基于互相关分析方法的海水声速估算方法,该方法利用浮标水听器阵列采集的水声信号,通过计算水声信号中机械撞击声成份的互相关函数,估算垂直方向的海水声速。本论文的主要工作如下:论文的第一章介绍所作研究的背景、目的及意义,综述浮标水声测量系统研究的国内外发展现状、海水声速测量技术的研究现状以及互相关分析方法在工程上的应用情况;第二章介绍浮标水声信号处理的方法,通过回放浮标水声信号确定噪声成份,并对各噪声成份进行特征频率分析,再由各噪声成份的特征频率设计合理的数字滤波器,将海浪声成份从浮标水声信号中的分离出去;第三章首先介绍相关分析和物理系统的基础知识,再依据互相关分析方法,建立利用浮标水听器信号估算海水声速的数学模型;第四章对本文提出的基于互相关分析方法的海水声速估算的模型进行试验研究,使用某单位研制的多功能海洋环境监测浮标,在某海域进行水声信号的采集,通过对浮标水声信号中机械撞击声成份的互相关函数计算,估算垂直方向的海水声速。论文最后对研究工作进行了总结,归纳了本研究的主要结论以及创新点和难点,指出需要进一步研究的工作。