多波束测深声呐是海底地形探测的主流工具，在水下工程和海洋探测中发挥着重要的作用。目前大多数多波束测深声呐系统使用幅度检测法或相位差检测法，在一个波束内获得一点的海底深度值。深度测量的数据量取决于波束形成的数目，这从根本上限制了分辨率的提高；在幅度或者相位差检测法中，条带边缘处的波束脚印明显变大，这导致了海底深度测量的不均匀，中间的深度测量密集而两侧的深度测量稀疏；同时波束脚印内海底地形变化的细节信息也是无法被探测到的。　　 针对这些问题本文将相干测深思想引入到多波束测深声呐中，在每一个波束脚印内进行相干处理，从而在不增加波束形成数目的前提下获得大量的海底深度测量值，大大提高了多波束测深声呐的海底分辨力。首先采用类比的方法从理论上引入了多波束相干测深的基本原理；然后分析了多波束相干测深算法的误差和影响相干测深性能的三种噪声源。在此基础上研究了多波束相干测深信号处理方法，并提出了相干信号的可变带宽滤波处理、基于多元信息融合的相位差解模糊处理、基于多视处理的回波DOA估计和多基线探测等信号处理方法。大量的仿真和实测数据处理验证了算法的有效性和可行性，实测数据来源于300kHz.多波束测深声呐的湖上试验。最后讨论了关于该算法在DSP上实现的问题。　　 研究表明和传统的多波束测深算法相比，多波束相干测深算法能提高声呐系统的海底分辨能力，获得大量的深度测量值，对海底微地形的检测能力大幅提高。同时使用文中提出的多种信号处理方法能有效降低噪声对于测量结果的影响，改善相干信号的信噪比，大幅提高了声呐深度测量的精度。