水下声场探测的技术研究校准基准的精度升级是水下声场探测系统优化的基础保障，直接决定传感器参数的准确性电磁波在水下衰减迅速，声波成为水下探测的主要媒介，而声压测量的精准度完全依赖校准基准的性能我国此前采用的自由场水声声压基准基于互易原理，依赖水听器实物复现量值，测量不确定度较高，且无法适配特殊结构水听器的绝对校准需求市场监管总局批准新建的中频水声声压基准（激光干涉法）改变了这一现状，通过将光学方法应用于水声计量，直接溯源至激光波长，摆脱了对实物标准的依赖该基准能对各类水听器、水声换能器进行精准校准，使声呐换能器基阵获得更稳定的阵列特性，为水下潜航器探测、坠海飞机黑匣子搜寻等场景提供可靠的量值支撑实际应用中，经过该基准校准的传感器，在 1kHz 至 10kHz 频段的测量偏差可控制在更小范围，为后续信号处理提供了准确的原始数据阵列结构的优化设计可有效降低探测系统的硬件复杂度，同时保障波束形成性能三维成像声纳系统常因阵列规模过大导致计算量激增和硬件成本过高，稀疏布阵技术成为解决这一问题的关键路径研究人员采用遗传算法对二维换能器阵列进行稀疏化设计，通过分析波束方向图的声学特性，在减少阵元数量的同时，保持了与完整阵列相近的波束性能。
前视三维成像声纳系统采用这种优化后的稀疏阵列，配合二维接收模式，能在保证成像精度的前提下，显著降低硬件系统的体积和重量分块子阵波束形成算法的引入进一步提升了阵列性能，将完整阵列划分为多个子阵进行独立处理，再整合结果，大幅减少了计算量和内存需求水池实验验证显示，这种组合优化方案能使系统在近场环境下扩大视场角，同时维持波束指向性的稳定性，为小型化探测设备的开发提供了可能信号处理算法的迭代可提升声场数据的解析效率，为实时探测提供技术支撑水下声场回波信号往往夹杂噪声和干扰，且数据量庞大，传统处理方法难以兼顾速度与精度FFT 波束形成算法在三维成像声纳系统中的应用，通过快速傅里叶变换实现对回波信号的高效处理，配合硬件加速模块，可满足实时成像需求针对近场与远场目标的差异，研究人员对波束形成算法进行了针对性优化，近场场景下通过调整波束宽度提升分辨率，远场场景则强化信号增益，确保不同距离的目标都能被清晰识别湖上实验数据显示，优化后的算法能将三维成像的处理延迟控制在毫秒级，且成像分辨率较传统方法有明显改善这种算法优化不仅适用于前视声纳系统，在侧扫声呐和浅地层剖面仪中同样能提升数据处理效率，让探测系统更快输出海底地形、底质等信息。
有源干扰抑制技术的突破可抵御人工干扰对探测结果的影响，增强系统在复杂环境中的可靠性声纳在实际工作中常遭遇类噪声干扰和相干干扰，前者通过掩盖目标信号影响检测，后者通过发送虚假信号实现欺骗，传统匹配滤波器、旁瓣消隐等方法仅能应对单一干扰类型双辅助数据自适应匹配滤波方法通过联合两组辅助数据，提升了对旁瓣干扰的检测能力，实验显示其性能优于传统匹配滤波和单辅助数据方法迭代最小化稀疏学习方法则利用人工干扰的空域稀疏特性，实现目标信号与两类干扰的精准区分，甚至可用于优化旁瓣消隐器的抑制效果这两种方法的结合应用，使探测系统在近海复杂电磁环境中，仍能准确识别目标信号，为水下安防、入侵目标监测等场景提供了技术保障相关研究成果已发表于国际学术期刊，其有效性得到了行业认可合成孔径技术的应用可突破传统探测的分辨率限制，尤其适用于掩埋目标和深层结构探测下视三维成像声纳系统借助基阵运动实现合成孔径处理，通过沿航迹方向的信号合成，大幅提升了该维度的成像分辨率针对不同应用需求，研究人员开发了基于单阵元、平面阵及 “T” 型面阵的多种合成孔径算法，适配不同的探测范围和精度要求掩埋目标的探测常受沉积层声速突变影响，导致成像模糊，基于平均声速的成像算法通过补偿声速差异，有效提升了掩埋目标的成像精度。
这种优化后的合成孔径技术已应用于海底多金属结壳勘探和海底沉积层结构探测，能清晰呈现水下数米深的掩埋物体轮廓，为海洋资源开发和地质研究提供了更精细的声场数据数据传输与存储的优化是实现探测系统实时响应的重要环节，尤其在远距离、长时间探测场景中不可或缺水下探测设备往往需要在数千米深海作业，数据传输面临带宽有限、延迟较高的问题，而海量声场数据的存储也对设备存储容量提出挑战压缩感知技术的引入有效解决了数据传输难题，通过对原始信号进行稀疏采样，在保证数据完整性的前提下，将传输数据量减少数倍甚至数十倍低功耗存储模块的应用则降低了设备能耗，配合固态存储介质的高稳定性，可实现数月的连续数据记录在 “奋斗者” 号载人潜水器的深潜探测任务中，这种数据优化方案保障了声场数据的实时回传与完整存储，使科研人员能及时分析海底环境声学特性环境适配调整能让探测系统更好应对不同水域的复杂条件，提升实际作业中的适配能力浅海区域水体分层明显，温度、盐度变化剧烈，导致声波传播速度不稳定，容易产生多途效应针对这一问题，研究人员通过实时监测水体参数，动态调整声呐发射频率和波束指向，补偿声速变化带来的误差深海环境的高压、低温特性则对设备硬件提出严苛要求，优化后的换能器采用耐高压陶瓷材料，能在万米深海保持稳定的声学性能，信号处理模块则通过温度补偿电路抵消低温对电子元件的影响。
在南海可燃冰试采区域的探测中，经过环境适配优化的系统，成功克服了海底复杂地形和水体扰动的影响，准确获取了试采区周围的声场分布数据设备协同集成技术可整合多种探测设备的优势，形成更全面的声场探测能力单一探测设备往往存在功能局限，多波束声呐擅长地形测绘，侧扫声呐适合底质识别，水下机器人则能实现移动探测，将这些设备进行协同集成可实现优势互补系统通过统一的时间同步模块，确保不同设备的探测数据在时间维度上对齐，再通过数据融合算法整合多源信息，生成更全面的声场与环境综合数据在跨海大桥建设前期的海底探测中，这种协同系统同时获取了海底地形、底质结构和水体声学参数，为工程选址和基础设计提供了完整的数据支撑设备集成还简化了操作流程，通过统一控制界面实现多设备联动，降低了现场作业的复杂度跨领域技术借鉴为水下声场探测系统优化提供了新的思路，不同学科的技术成果可转化为探测能力的提升雷达系统中的自适应波束形成技术经改造后，应用于声纳阵列处理，能更快速地追踪移动目标；通信领域的信道均衡技术则帮助抵消水下声信道的多径干扰，提升信号传输质量激光测量技术的引入不仅用于声压基准校准，还与声呐系统结合，实现了声学与光学数据的融合成像，在水下目标识别中能同时获取声场特征和视觉信息。
这些跨领域技术的融合应用，打破了水下探测技术的发展瓶颈，为系统性能的持续提升提供了技术储备现有优化技术仍存在可完善的空间，不同应用场景的需求差异推动技术向更精准、更可靠的方向发展在低成本设备开发方面，稀疏阵列的阵元优化仍有潜力，可进一步减少阵元数量同时维持性能，降低硬件成本长时监测场景中，设备的能源供应问题尚未完全解决，新型低功耗芯片和可再生能源供电模块的研发应用值得探索针对极浅水域的探测，声波易受岸线反射影响，相关的干扰抑制算法还需进一步优化此外，多设备协同中的数据同步精度仍有提升空间，更高精度的时间同步技术能减少数据融合的误差这些优化方向将使水下声场探测技术更好地满足海洋工程、资源勘探、生态监测等多领域的应用需求。