多阵列水声探测系统可以为海洋声学传播特性研究提供详实、多源的数据记录,是人类深入了解海洋的重要工具。随着海洋探测的覆盖范围不断扩大与精度要求日益提升,水声探测系统呈现出异地多阵列、多节点、多传感类型、变采样率以及高同步精度要求的特点,而现有水下阵列同步采集方法或是聚焦于单个线列阵内同类型数据的采集,或是对于同步采样精度的要求较低,难以同时满足上述需求。针对这一问题,本文对多阵列水声探测系统中高精度时间同步与多节点异构类型数据采集方法展开研究。论文的主要内容如下:1)多阵列水声探测系统同步采集总体方案研究。根据海上异地多阵列的系统特点,无法采用有线方式实现多阵列间的同步,而传统导航卫星授时技术短期精度差、可靠性低,针对这一问题,采用导航卫星授时与恒温晶振相结合的驯服时钟源为系统提供标准时间。为减小长时间水下工作环境中故障节点对整体系统产生的影响,通过对多种拓扑方式的优缺点比较以及根据线列阵特点,采用了总线拓扑方式的线列阵内时间同步系统结构,具有较强的可靠性和传播时延稳定性。出于采集数据健全传输的需求,采用基于以太网交换技术的数据传输方式。2)线列阵内时间同步方法的研究。总线拓扑方式下传输带宽受限,传统总线仲裁机制消息传播时延不确定,无法适应时间同步系统需要,针对这一问题,提出了一种总线应答式时间同步方法,由主节点对公共信道进行协调分配,在与单个节点进行一对一传输时延测量的同时为阵列内其余节点广播标准时间,并对同步过程中几个关键环节进行了研究,在低通信速率情况下提高了时间同步精度。3)异构数据采集与传输方法的研究。针对系统中采样电路类型复杂、兼容采集困难的问题,采用了模块化的设计方法,根据采样电路采集工作的特点,对其进行抽象化的分析,从而设计标准化的接口逻辑。而后,针对异构数据缓存与打包成帧的问题,设计了灵活的数据传输帧格式以及片内外相结合的多通道数据缓存结构,提高了采集兼容性和数据传输效率。最后,基于前面研究内容,完成了实验样机研制和实验系统搭建,对同步采集方法进行验证,测试结果表明本文提出的方法能够满足多阵列水声探测系统中同步采集的需求。