在当前海洋大开发前景下，对海洋声纳设备的精度要求也越来越高，海水声速是使用海洋仪器进行海洋资源开发与探测的重要参数之一，高精度海水声速值可以为测深仪、声纳设备、水下声标等测量设备校正测量结果提供数据支撑。由于海水声速值受到海水温度、盐度、深度的影响，获取实时海洋环境下海水声速值显得尤为重要。　　论文研究目的是建立一套基于时差法的高精度海水声速测量系统，该系统可以对不同海洋环境下海水声速值进行精确测量，通过对国内外海水声速测量方法进行调研后，提出用STM32F103主控制器与时数转换器TDC-GP21芯片相结合对海水声速进行精确测量，论文开展主要工作包括以下几个方面:　　(1)分析海水声速分布与其影响因素，根据国内外海水声速测量技术研究现状与系统需求，提出基于时差法的海水声速平均测量方法。　　(2)根据时差法测量超声飞行时间原理，设计了基于STM32F103单片机与TDC-GP21芯片架构的超声波海水声速测量硬件测量系统，并通过进一步调试与改进，实现对海水声速高精度测量。　　(3)完成系统软件方案设计，包括TDC-GP21寄存器相关配置，以及系统通信软件模块和海水声速测量算法实现，并通过软件抗干扰设计方案提高了整个海水声速测量系统稳定性与精确性。　　(4)对实验结果与数据进行分析，验证海水声速测量系统精度，通过不确定计算与分析，本设计采用海水声速精度满足系统需求。