在航空工业生产过程中，越来越多地要求对关键部件进行更加有效和准确的无损检测。在各种各样的无损检测技术中，最适合进行自动化检测的是超声检测技术。在进行复杂形状工件的超声检测过程中，出现了两项关键技术：(1)要求产生一个合适的三维坐标和矢量序列，使得超声检测探头能够自动跟踪复杂形状工件的轮廓；(2)要求能够自动化判读一维、二维和三维的超声无损检测数据。 本论文结合国防型号工程项目“多自由度超声检测系统研制”及多项国防型号工程技术改造项目，以航空工业中大型复杂形状复合材料结构件(以下简称大型复杂形状复合构件)为研究对象，以面向该研究对象的自动化超声无损检测为研究内容，以提高其超声检测时的精度、效率和自动化水平为目的。本论文以“建立一个系统，两个方面分析和三项关键技术研究”为主线，展开了与大型航空复杂形状复合构件自动化超声检测相关的理论、方法、试验及其系统实践等各项研究工作。 首先，论文提出了一种针对复杂形状工件无损检测的通用研究方法，并将该方法应用于大型航空复杂形状复合构件超声无损检测研究中，并提出了一种集超声仿形测量、曲面建模、路径受控超声检测和检测数据自动判读于一体的研究策略。试验结果表明该研究策略可以显著提高大型复杂形状工件的超声检测精度、效率和自动化水平，具有很好的应用推广价值。 其次，论文首次系统且深入的分析了大型航空复杂形状复合构件的应用类型、声学检测特性、影响超声检测的主要因素、可能的超声检测方法以及超声检测数据的采集方式等等。并首次分析了针对大型复杂形状复合构件的自动化超声检测系统实现方法，包括系统的总体构成、IPC与可编程超声卡集成的数控系统、IPC与运动控制卡集成的数控系统、检测系统的软件构成、检测系统的模型以及检测系统的控制模式等研究内容。系统实践表明，这两方面的分析，提高了对研究对象和研究内容的认识程度，从而利于研究目标实现，对于检测方法实现和系统的开发具有重要的指导意义。 再次，论文从系统实现角度研究了三项关键技术，分别是针对大型复杂形状复合构件的自动化高精度超声仿形测量、自动化超声无损检测和自动化超声无损检测数据判读的研究，并着重就自动化超声无损检测判读进行了研究。 在自动化高精度超声仿形测量研究中，对超声测距中的影响因素及误差补