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海洋占据了地球表面的71％，是个巨大的矿产资源宝库。而到目前为止，还有95%大海的海底是未知的。随着海洋事业的发展，越来越多深海拖体、取样器等设备用于深海的探测及资源开发。这些设备在深海中工作时，必须由其自身获得距海底的实时高度。深海离底高度测量系统，即高度计，就是一种利用声学测距原理对设备离底高度进行实时探测的设备，在维持设备工作时的离底高度及安全着底的过程中发挥着重要的作用。国内虽有少量高度计产品，但是使用于科考船、科考设备上的多为进口设备，如Kongsberg1007D等。 本课题主要设计了一款搭载于水下设备上、可在深海环境中稳定工作的高度计系统，该高度计的预计的量程为大于100m，具备有精度高、抗干扰能力强的特点。本文首先介绍了高度计系统涉及的各种声学原理，根据回波测距原理确定了系统需要获得的两个主要参数：回差时间和声速。通过对水下声速特性的分析，本文提出了温度对声速进行校正的方法，并预留了深度校正的软硬件接口。 系统的硬件部分主要实现声波信号的发射与接收，本文采用STM32F107单片机作为MCU，以DDS芯片做为频率控制模块。发射电路产生固定频率的电信号，经由水声换能器的电-声转换从而发射声波。同时，声波经海底反射后由换能器接收并产生电信号，接收电路对回波信号进行放大及预处理，并由MCU进行AD采样。 在传统的时域幅值检测法中，无法排除噪声对结果的影响，且获取的回差时间精度低，同时，由于水声换能器余震的干扰，将会导致较大的测量盲区。本文在分析了时频分布算法原理、FFT原理的基础上，设计并实现了一种短时傅立叶变换算法(STFT)，使用该算法在频域上排除噪声干扰及有效信号的提取，同时通过时间窗来确定回差时间将更为精确。 在本文的最后一章还给出了高度计系统的调试过程。本文使用示波器观察各个模块的波形来确定硬件系统的正常工作，在软件部分使用MATLAB对软件处理结果的正确性进行验证。