伴随着我国水运事业的发展,内河水域价值逐步得以体现,为了保障船舶通航以及航道安全,各地海事部门及通航管理部门投入了大量的人力物力对船舶吃水状况进行检测,取得了一定的成果,但技术仍不成熟。本文将对吃水检测技术进行详细研究,以提高检测效率。国内外对于通航船舶的吃水检测技术的研究,均有着各自的缺陷,无法将实时性、准确性、可靠性这三者融为一体。目前超声波侧扫式船舶吃水检测系统的应用较为广泛,但该系统的安装条件较为严格,设备检修较为复杂,且受检测环境影响巨大。故在此基础上,本文提出了基于超声同步的浮动侧扫式吃水检测系统。首先,其利用浮筒的浮力使得检测设备可以漂浮在水面上,并通过水下声场模型以及三维建模的方法,对检测系统的浮动式补偿进行了定量分析,使得检测结果更加合理、准确,解决了检测系统安装条件严格的问题;其次,利用超声波可携带并传递信息的能力,摒弃了传统的利用水下电缆进行同步工作的方法,极大地提高了检测速率和效率,便于安装与检修,同时也避免了由于水文、盐度等水文环境的变化而对检测系统产生的不利影响。除此之外,针对水下超声波传感器发生损坏难以及时维修的状况,通过水下声波衍射强度分布以及非线性最小二乘法,完成了针对超声波传感器的变节距处理,使得在某些传感器无法正常工作的情况下,检测系统仍能对通航船舶进行准确的检测。在本论文中,设计了一种基于超声同步的浮动侧扫式吃水检测系统,该系统通过FPGA与ARM双核架构构成的下位机硬件系统,配合上位机软件系统对通航船舶进行实时检测。其中,设计的基于FPGA的数据采集模块配合调理电路以及解调放大电路,完成了对超声检测信息以及超声同步信息的使能与采集;设计的基于ARM的数据融合模块完成了对所采集的超声检测信息、水位信息以及倾角信息的融合,并配合无线通信模块完成了与上位机软件系统之间的通信。而上位机软件系统的开发,则利用三维空间建模的分析方式,通过先进的优化算法,完成了对检测数据的浮动补偿以及变节距处理,最终得到通航船舶的实时吃水深度。本文所设计的吃水检测系统在大连海事大学救助与打捞工程实验室,以及向家坝升船机下游引航道现场均开展了检测实验,根据向家坝升船机现场对通航船舶实时检测的数据进行分析,其检测速率达到一秒五帧,在检测系统两端间距28m的前提下,误差标准差约为0.04m,符合现场应用条件。