海洋声层析利用观察的声数据提取支持声传播的海洋介质动力学特性,如声速场/温度场、流速场等,属于逆介质问题。海洋声层析由W.Munk等人于1979年提出,利用声学方法对中尺度海洋环境进行监测。逆介质问题属于统计推断问题,在不同的度量准则下,导出不同的处理方法。典型的公理性方法包括以方差为度量准则的最小二乘方法,以熵为度量准则的最大熵方法等。本文着重研究以熵为度量准则的声层析最大熵方法,并与最小二乘方法进行比对。由于实际观察数据中存在噪声、声传播过程存在畸变等,逆问题通常没有解析解,需要通过以正问题为基础的迭代拟合作推断。一个源产生的声波在海洋中的传播由波方程/Helmholtz方程描述,波方程在不同近似下有不同的求解方法,本文侧重于声波高频近似下的声线理论近似求解以及复杂海洋环境中的Bellhop数值模型。我们能够获得的声观察信号之一是传播时延,它与声信号的传播路径以及该路径所经过的介质的速度和流速等参量有关,是声线路径上声信号传播速度加或减流速后在声信号传播路径上的积分。声层析目的就是由传播时延估计慢度和流速,本文的工作是对流速进行估计。如果由A到B的声传播是顺流传播,传播速度是声速加流速,则由B到A的声传播是逆流传播,传播速度是声速减流速,因而通过由A到B的传播时延减去由B到A的传播时延得到传播时延差,我们可以消去声速的作用,从而导出传播时延差与流速的积分关系,得到流速场层析模型,然后通过逆问题推断估计出各条声线所经过的路径上的流速场。由于我们可获得的传播时延差观察量通常少于待估计流速场变量,是一个欠定逆问题的求解。目前最常用的最小二乘方法无法获得一个可靠的解,需要增加约束知识,而约束知识的选取是一个困难的问题。本文提出的浅海流场声层析最大熵方法从熵信息理论出发,弱化条件,将最大熵原理与浅海流速场层析模型相结合,利用径向基函数重构流场,提高流速场估计的准确度。论文的重点在于由互易传播时延差推导出流场估计的积分关系式,利用波峰匹配方法求得声站位之间的传播时延差,利用最大熵方法实现对流速场的估计,开发了一套浅海环境流速场估计的声层析软件,给出了浅海环境简单流速场和涡流的仿真估计结果,验证了最大熵方法能有效提高层析准确度。