海洋声层析技术是从声音传播时间数据或其它的声传播特性来推断声场穿过的区域的海洋特性。基于声信号多途传播时间反演海水声速剖面是一种重要的海洋声层析方法,精确获得声信号多途时延信息对于研究海洋声层析技术具有重要意义。为了实现一定区域内的声层析研究,需要在不同的位置布放声源,通过各个方向声信号到达接收处的时间信息来反演声速剖面,那么在接收处就需要有效地区分不同声源发射的信号,本文针对海洋声层析的实际需求,研究了多源分辨和时延估计的方法。引入多址通信中多址技术的概念,发射信号采用伪随机序列中的m序列,不同的声源信号分配不同的m序列形式,实现了声层析中的多源分辨。论文基于射线声学理论,给出了海洋声层析接收信号模型,仿真分析了水平分层介质中不同海洋环境下的信道结构,并运用拷贝相关和MUSIC算法仿真多途时延估计性能,以及多源情况下m序列分辨信源的性能。应用本文研究的方法处理了海试数据。研究结果显示:m序列能有效的区分不同声源发射来的信号,并有利于多途时延信息提取,MUSIC算法在信噪比较高的条件下性能优于拷贝相关法。