深海中广泛存在海底斜坡、海底山、海底起伏和海沟等复杂地形，海底变化地形与海水声速结构的联合作用会对声传播产生重要影响。与深海平坦海底相比，深海复杂海底地形环境下的声传播规律及其声场空间相关特性更加复杂。随着我国水声“由浅入深，由近及远”的发展战略，认识掌握深海复杂地形环境下声场特性，评估分析声纳阵列在深海复杂海底地形环境下的探测性能具有重要意义。本文利用2014年在中国南海深海平坦海底和存在深海海底斜坡及凸起山丘的复杂地形环境下的声传播实验数据和同步海洋环境资料，对比分析研究了深海平坦/不平海底环境下的声传播规律及其声场空间相关特性，并对复杂海底地形变化引起的差异现象进行了理论解释。本文的主要工作包括以下几个方面:　　1.深海复杂海底地形变化引起的声传播规律差异　　基于2014年深海声传播实验声学数据和同步海洋环境数据，实验发现海底地形变化会引起声传播损失异常。在第一影区内，海底存在高约1/10海深的小山丘会对第一次与海底作用而入射的声波有反射遮挡作用，导致在其反射区特定传播距离上形成遮挡影区，比平坦海底环境下相同影区位置处的传播损失增大约8dB，影响深度可达海面以下1500m。特定距离下的深海海底斜坡对入射的声波有反射增强作用，可使得斜坡上方靠近海表面深度处形成一个声增强区，其声传播损失减小约5dB。在第一会聚区内，海底斜坡对声波的反射阻挡作用使得从海面反射及水体向下折射的小掠射角声波所形成的会聚区结构消失，只保留从水体向上折射的会聚结构。并利用抛物方程理论分析了不平坦海底引起异常声传播损失的机理。　　2.深海复杂海底地形对声场水平纵向相关性的影响　　对比分析了海底地形变化引起的声传播差异区域和平坦海底环境下相同区域的声场纵向相关，在海底小山丘反射遮挡的一次海底反射区、海底斜坡反射增强的第一影区和海底斜坡反射阻挡的第一会聚区观测到不同于平坦海底的相关振荡结构。利用射线声学理论解释了以上规律的物理机理。同时给出了平坦海底一次海底反射区水平纵向相关系数周期振荡结构的射线声学理论近似公式，与实验观测结果吻合。　　3.深海声场垂直相关特性　　利用南海深水大跨度潜标接收的拖曳声源在不同距离发射的声信号，开展了深海平坦海底环境中分别位于直达区、影区和会聚区的大深度声场垂直相关特性的实验研究，实验观测到不同的垂直相关结构。并从射线理论和多途到达深度结构进行了定性定量分析和机理解释。结果表明:在直达区和会聚区的高声强区深度内，接收声信号到达结构或多途干涉简单，其相关性较高，随间隔增大下降缓慢;而在声影区内，声场多途干涉路径复杂，其相关性则明显降低。同时，理论和实验分析了深海平坦/不平海底环境下的大深度声场垂直相关性差异，并利用射线声学理论对复杂海底地形如何引起垂直相关性变化进行了物理解释:由于受海底地形变化的影响，海底反射声线传播路径发生改变，接收声信号主脉冲相对到达多途结构变得简单则垂直相关性增强，反之则垂直相关性下降。