在声学反演问题中,声源距离估计一直是一个重要课题。当前已有多种声源距离估计方法,但是研究主要集中于浅海区域,在过渡海域以及深海海域进行声源距离估计的研究还相对较少。由于脉冲信号在传播过程中存在频散以及多途效应,导致来自不同距离的声信号在接收位置处波形的深度分布结构不同,基于此,本文提出一种利用接收信号脉冲波形匹配进行声源距离估计的方法。该方法利用垂直阵接收脉冲信号在深度上的分布结构信息,首先对各通道的信号按照深度顺序依次进行延时,然后叠加得到一个长时间的脉冲序列,最后通过与数值计算得到的信号波形做相关处理估计声源的距离。该方法将脉冲波形在深度和时间上的二维分布转化为时间上的一维分布,既保留了波形的分布结构,又减少了相关匹配处理的计算次数。该方法不受海域的限制,可适用于深海,浅海,以及过渡海域,尽管在过渡海域等复杂环境下,声传播受到海底地形的严重影响,接收到的信号波形也相对复杂。对于斜坡环境下和深海环境下的声源信号,本方法的平均估计误差都在7%以下,距离估计效果良好。基于上述声源距离估计方法,本文还研究了楔形海域中三维效应对声源距离估计结果的影响。楔形海域中声传播会出现显著的三维效应,使用射线模型,首先计算楔形波导中的传播损失,分析三维效应对声波传播的影响。结果表明,随着距离的增加,水平折射效应愈加明显,所得的三维结果与利用二维模型计算所得相差逐渐增大。然后对比二维声场和三维声场中的接收波形,并对其进行模态分离,证明在某些接收位置将会出现明显的模态多次到达或模态影区。最后通过匹配全波解以及分离出的各号简正波所对应的脉冲波形进行声源距离估计研究,并分析三维效应对于声源距离估计结果的影响。数值结果表明,由于三维效应的存在,使用三维模型能够准确估计声源距离,而利用二维模型进行估计得到的结果与实际距离相差较多,总体上偏大。