我国拥有丰富的海洋资源,合理利用和开发海洋资源有助于我国经济的发展和人民生活质量的提高。其中,海水流速信息是海洋数据观测的重要元素,也是获取海洋资源的重要参数,直接为国防、生产、海运、交通、渔业、建港等服务。因此,针对海流的观测和研究已成为探索和开发海洋资源研究的热点之一。目前,声学多普勒测流技术是当今最热门的测流技术,可以弥补国内海流计实时性差、测流复杂的不足。与国外多普勒测流技术相比,我国研究的声学多普勒海流剖面仪还存在稳定性差、运算速度慢等不足。针对上述问题,本文研究并设计了一款声学多普勒海流剖面仪。从流速测量精度和信号处理实时性进行研究,提出了基于FPGA的硬件电路设计以及流速信号分析处理两项技术改进,利用新型FPGA具有高速并行处理信号的优势,对目前国内的声学多普勒海流剖面仪（Acoustic Doppler Current Profiler,简称ADCP）硬件电路进行功能优化,利用细化的傅里叶变换对流速信号（ZoomFFT）进行处理,并对流速进行流速解算以及坐标变换等,最后进行了系统软件设计。本文具体内容如下:首先,本文对ADCP的研究现状进行了简单介绍,详细地分析了多普勒测流的基本原理和ADCP分层测量剖面的方式。在对相关理论的研究基础上,设计出了系统整体设计方案,确定了主要技术指标。其次,本文实现了对ADCP测流回波信号的数据采集及信号处理,并将流速回波信号通过细化的傅里叶变换频谱分析,估算出频率偏移,求得海流流速,极大地提高了设备的性能和设计的灵活性。本文将从硬件电路设计、软件平台搭建、流速信号处理与多普勒测流算法四方面详细地介绍各个部分的研究过程。硬件部分主要包括控制模块、发射模块、接收模块以及测量相关海洋参数的外围测量电路。软件平台包括通信协议设计、流速数据处理与软件界面等。实现了基于FPGA相关模块的流速信号处理,对多普勒测流算法进行了研究与公式推导。最后,在测流理论分析与算法研究的基础上,对本文所搭建的ADCP软硬件平台进行组装调试,进行了实验室测试和海上对比实验。试验结果显示,ADCP工作稳定可靠,流速测量的准确度达到了预期标准。