随着全球气温变暖,北极海冰急剧消融,北极航道有望被开发,不论在战略方面还是民用方面,北极地区都有着十分重要的意义。北极表面覆盖的冰层,导致对北极的研究存在一定的难度。北极表面覆盖冰层,形成了北极独特的正声速梯度剖面,声源靠近冰面时,声线向上折射弯曲,与冰面下表面反射,再折射,以此往复,形成表面声道。冰层的反射对声传播起到了至关重要的作用,从而影响北极冰下声场。本文研究了一种基于边界条件计算多层冰雪声波反射系数的方法,简称为全局矩阵法。将全局矩阵法与经典的使用阻抗转移方法的结果进行对比,验证了全局矩阵法的正确性。分析了不同频率、冰厚、雪层等条件对声波反射系数的影响。将反射系数结合声场仿真模型,对北极声场进行仿真。根据文献中实测的北极冰层参数建立了分层冰雪声反射模型,以此模型为基础对冰层覆盖下水中的传播损失、声线图以及冲激响应进行了分析。对比分层冰与单层冰声反射模型条件下的信道区别,远距离处两种声反射模型条件下的信道相关性很差,说明了分层冰声反射模型的合理性。此外对比了不同频率、冰厚、雪层条件下的声传播特性,分析了影响声场的因素。分别进行了北极试验与俄罗斯冬季试验,测量了接收距离不变情况下,不同深度的传播损失。将仿真结果与试验结果进行对比,分析仿真的有效性及问题所在。