本文利用超声波检测手段所得到的舌体形态数据,同时结合发音过程的头动、唇形变化数据,对四名发音人汉语普通话七个基本元音/a/、/i/、/u/、/(?)/、/y/、/(?)/、/(?)/发音S2至S4阶段的舌体形态及其运动方式从原始图像观察、数据分析、发音音系学考察和发音生理空间分布等角度进行了分析。结果表明,在各元音发音的各个阶段,舌体均经历了相应的形态变化。其中,在S3阶段,即发音的稳定阶段,舌体经过调整达到各元音特定的发音姿势。研究发现,在发音的S3阶段,各元音的舌体形态在稳定程度上有所不同,在舌体形态峰值实现时间上亦有所区别。根据各元音舌体数据在S3阶段的表现,同时在必要情况下结合唇体变化数据,我们在发音音系学理论框架下对各各元音的发音姿势进行了分析。同时,也对顶点元音/a/、/i/、/u/的稳定性,中元音/(?)/的游移性,圆唇元音/y/的外圆唇性质和舌尖元音/(?)/、/(?)/的无标的特性等问题进行了探讨。鉴于S3阶段舌体高点数据在区分不同元音中的重要性,本文还在元音格局理论的分析框架下,参照元音声学格局的分析方法提出了元音发音生理格局的S值公式,就各元音S3阶段舌体高点数据进行了S值计算,绘制出了相应的普通话元音发音生理格局分布图。在本文中,我们在利用EdgeTrak提取超声波舌体数据的基础上,开发了一组基于R环境的集舌体数据处理、统计、分析和绘图的S语言代码,为今后处理和分析海量超声波舌体数据提供了可能。本文的研究结果,确证了超声波技术在发音生理研究中的巨大潜力,确证了发音音系学理论的解释能力,确证了基于数据分析的元音格局理论的普适性、可移植性和解释能力。