合成孔径声纳，顾名思义就是通过小孔径物理声阵的匀速直线运动，将沿航迹方向的回波数据相干累加，形成较大的虚拟孔径，从而提高方位分辨率。合成孔径技术相对于常规声纳技术的突出优势在于，它只利用小孔径的物理声阵，就可以得到与径向距离和频率都无关的高方位分辨率。该技术在射电天文学、卫星雷达和机载雷达上均获得了巨大成功。合成孔径雷达现在已经是一种成熟的技术，它可以在微波频率上得到高质量的图象。但是直接将窄带合成孔径雷达技术应用于水下声纳却遇到了困难。困难主要来自以下三个方面：首先，声速很低，这使得声纳必须航行的相当慢，以保证对声孔径进行足够的采样。其次，对导航的要求比合成孔径雷达更严格。低的船速加上潮汐和水流的影响将会导致声纳大幅度的偏离所需的轨迹。再次，水下媒质不如大气稳定和均匀。海洋环境中的声反射、路径的不稳定性和多途效应等问题都比空气中更严峻。所以要使得合成孔径技术实用于声纳必须克服以上几个困难。通过解决其关键技术（提高成象率和进行相位误差补偿）来提高它的实用性，充分发挥合成孔径声纳低成本、高分辨率的优越性能，将是我国声纳技术现在以及将来的一大发展方向。 本论文详细介绍了合成孔径技术的基本原理，分析了合成孔径声纳的方位分辨率和距离分辨率，给出了其方位分辨率优于常规声纳的原因。讨论了用于重构图象的五种算法，包括简单的可进行实时处理的相关合成法，可以在缺乏相位信息时使用的包络处理法，可以降低采样率、减少运算量、存储量的正交处理法，可以提高声纳运行速度，从而提高成象率的宽带处理法和CTFM法等五种算法。而且还针对合成孔径技术在水下应用的限制，讨论了运动补偿算法中的自动聚焦法和相差单脉冲法。自动聚焦法利用回波自身包含的信息，对换能器的运动误差进行了补偿；相差单脉冲法则利用相差对附加相位不敏感的特性，减小了媒质扰动和运动误差对成象的影响。本文讨论的算法已经基本达到了提高成象率以及对媒质扰动和平台运动引起的误差进行补偿的目的。文中还对涉及的算法给出了大量的仿真和详细的分析，为实际应用提供了依据。该研究结果可用于军事、海洋开发、民用等多种领域。