随着海洋环境研究与应用的深入，海底沉积物声学参数的获取在声传播建模研究中的重要性日趋明显。目前主要获取方法有逐点在位测量以及反演。而对于海底沉积物声速的测量，关键在于传播时间提取。因此，本文主要研究不同形式信号下的时延估计算法，对其进行仿真，并通过实验数据加以验证。　　论文首先介绍了海底沉积物声速测量所存在的问题，分析了时延估计的发展历程以及研究现状，归纳总结出目前时延估计遇到的难点，主要在于噪声的存在、多途的干扰、信号的时变性以及宽带信号。　　然后介绍了沙质沉积物声速频散窄带测量方法，在有界空间内，根据时延估计来计算声速，针对存在的问题，研究了四种算法:互相关法、高阶谱法、子空间分解法以及子空间拟合法。将四种算法进行对比和分析，分析噪声大小、脉冲宽度以及加窗与否对于算法性能的影响，分析各种算法在不同环境下的适用情况，最后对实验数据进行处理，分析实验存在的主要误差，设计改进算法。　　进一步介绍了沙质沉积物声速频散宽带测量方法，给出了宽带声速测量的必要性分析，提出基于脉冲压缩技术的声速频散宽带测量算法，进行仿真研究。设计实验室的沙质沉积物声速频散宽带测量实验，最后进行实验数据的处理。　　为避免多途干扰，水池实验中采用的信号脉宽较窄。由于信号频率高，因此发射信号带宽大。为了使得发射声信号的频谱与期望信号的频谱尽可能相近，论文应用实测的换能器发送电压响应对驱动信号进行了补偿，以减弱换能器带宽不足带来的声信号波形的畸变。文中首先对该方法进行了数值仿真，初步验证了方法的有效性，并在此基础上开展了实验室水池实验。实验结果表明，驱动信号补偿后，窄带声信号的频峰偏移得到明显降低，宽带声信号的带宽与驱动信号的带宽更为逼近。换能器驱动信号补偿方法拓宽了换能器的工作带宽，降低了宽带测量数据的起伏，提高了与窄带数据的吻合度。