随着江海联运和河海联运航道的发展,水上交通运输正在国民经济建设中发挥越来越重要的作用。受水流条件、河床形态、河流断面形式以及潮汐等因素影响,航道水深变化多端,水深信息的监测是保障船舶安全航运的前提。水下航道的监测包含两个环节,第一是测量航道的水深数据,第二是对水深数据实时监测。由于我国不同等级航道的通航标准不一,并且航道一般不会太深,至多几十米,本文选择超声波测量航道水深,设计并实现了连续宽频超声测量系统,针对不同等级航道选取口径不一、频率不同的超声换能器探测,与此同时,研究设计了航道后端显示监控中心,实现远程自动监测水深变化,整个超声监测系统具有高精度、低成本、及时性、可移动等特点。本文主要研究工作和创新点如下:1.提出了一种连续宽频超声测量系统。软件代替硬件实现信号产生、信号处理与分析等模块,简化了系统硬件结构;使用连续宽频线性调频信号代替传统的脉冲信号,增大信号时宽积,提高了测量精度。2.设计了航道后端显示监控中心。采用VHF(Very High Frequency)无线传输连续宽频超声测量系统测量到的水下航道信息;使用云服务器代替传统服务器,建立MySQL数据库,提供可视化监控水下航道信息界面,支持网页版和PC客户端两种方式查询显示,使得可以查看当前或者过往的航道水深状况。3.搭建了水下航道远程控制超声监测实验平台,验证了超声水下测量系统的测距功能,在圆柱水缸中测试了该系统测深的合理性,并在室内大水池环境下进行了不同频率和口径的超声换能器性能对比,测量误差率都不高于2%,而且在学校东湖完成了对整套监测系统的测试,表明系统可以对50吨级-3000吨级的航道水深进行精确测量,取得了良好的结果,验证了系统的可行性。