资源问题是人类发展的主题,随着陆地资源的日渐枯竭,向海洋发展将成为人类未来千年发展的主题之一。地球超过百分之七十的面积是海洋,绝大部分海洋深度超过两千米。目前进行深海探索的有效手段局限在水声领域,而水声领域以往的声路径仅考虑SOFAR声道和高频近似下的海底反射路径,忽略了通过海底的声传播路径。本文从试验、声传播理论模型、声场仿真模型三个方面进行研究,更新了相关理论模型并对试验结果进行一定的解释分析。具体研究内容如下:海底途径到达的波动现象类型较多,需要考虑波的特征和波导参数才能进行分类。目前没有文献系统的给出完整的分类和模型。针对这一问题,本文首先对途经海底界面的主要波动现象进行建模分析。在仿真模型方面,研究了非均匀网格技术和完美匹配层技术,采用该改进方法可以提高程序的稳定性,从而在计算深海甚低频声场时更为稳定。对于界面声场仿真,可以保持计算速度不变的情况下增加计算精度和稳定性。随后本章推导了界面波的椭圆极化性质,介绍了极化分析方法,并分析了一段实验数据的质点位移轨迹和极化性质,利用极化分析结果计算信号的空间方位。最后详细介绍试验设备布放、声源类型、接收信号等情况,将试验中海底地震仪(OBS,Ocean Bottom Seismometer)和矢量水听器接收到的海底途径到达的信号分为三类,从理论模型上给出分析和分类。