通过测量声波在水中固定距离内传播时间来计算声速。常用的表层声速仪多采用环鸣法测定声波传播时间，进而获得声速值。测量探头由声-电换能器和固定在一定距离处的反射面组成，工作时换能器发射声波，声波在水中传播到达反射面，再反射回换能器。换能器接收到信号重新激励发射换能器，触发第二个声脉冲。如此循环，形成一系列脉冲，测量出这些脉冲总传播时间和距离，即可以计算得出声速值。表层声速仪作为辅助设备应用于多波束水深测量等系统，提供实时表层声速值，提高测量精度。