在渔业生产和调查中,水声技术是目前最有效的方法。实际测量法和模型法是渔业声学应用中通常使用的两种主要方法,而鱼群声散射模型是渔业声学应用中的基础性环节。所以,为了获得更多关于鱼群声散射问题的知识和对鱼探仪研制提供理论支持,本文从以下方面展开研究:单条鱼模型是鱼群声散射模型的基础。首先给出两种描述鱼散射机制的声学模型。鱼模型是由鱼体模型和鱼鳔模型组成的。在低频区,鱼鳔作为主要散射体,可由球体模型表示;而在高频区,鱼体和鱼鳔都由基尔霍夫-射线近似模型表示,这种方法可包含鱼的实际形态。基于以上分析,介绍一种包含鱼之间多次散射和耦合效应的小鱼群低频声散射模型。为了进一步改进鱼丰度估计方法和鱼种识别方法的准确度和精确度,有必要仿真鱼群回波信号。在对鱼目标强度和鱼群目标强度仔细探讨的基础上,给出了一个能适用于不同成群条件下的鱼群回波仿真方案。统计方法是一种研究鱼群回波特性的手段。通过应用一些常见的统计模型和方法对仿真鱼群回波做统计特性分析,发现伽马分布和K分布可以分别用来拟合回波峰值和包络。鱼目标强度估计是鱼丰度测量不可缺少的步骤。可以利用一个单波束积分方程来对渔业声学测量过程进行建模。重点介绍对鱼目标强度估计问题的两种间接解法,即反卷积和期望最大值平滑算法(EMS)。对其仿真研究显示,EMS在鱼目标强度估计问题中比反卷积法具有更好的性能。