广义上，海底地形地貌测量仪器是一个统称，包括地层剖面仪、多波束探测系统和侧扫声呐三大类仪器。这三类仪器是快速发展起来的海底地形探测的高新技术设备，已经广泛应用于当代海洋工程、海洋开发、海洋科学研究、海底资源环境调查中并发挥重要作用。

海底地形地貌测量仪器出现在20世纪40年代。在二战期间，盟军为了抵御纳粹德国潜艇的威胁，发明了最早的水下声呐系统。在应用过程中，使用者发现该声呐系统的回波信息中包含了许多水下地形信息，这就是最早的海底剖面仪的雏形。

国际上，20世纪六七十年代处于对沉船宝藏打捞和科研用途的需求，出现了商业化产品，但受当时技术水平的限制，还无法实现复杂信号处理和地层的高分辨率探测，也未实现探测结果自动成图，其结果只能以热记录的方法存储在纸带上。

经过几十年的发展，海底地形地貌测量仪器的发展日新月异，产生了美国劳雷、挪威KONGSBERG等世界知名品牌，产品体现出大功率、宽频带范围、大深度、高精度、阵列式等功能特点，并在技术上不断发展进步。

中国对海底地形地貌测量仪器的自主研发工作始于20世纪60年代的海洋仪器会战，以中科院声学研究所为主力，研究了极相关和数字多波束集成技术。20世纪70年代，中科院和地矿部门开始了浅层剖面仪的联合研制。“八五”期间，交通部把研制穿透率强的中地层剖面仪列入国家攻关项目。“十五”期间国家863计划立项研制了一种深拖式超宽频海底剖面仪。中国研制成功的浅地层剖面仪有：HQP-1型、HDP-1型、CK-1型、QPY-1型、GPY-1型（后演化成GPY2000）、DDC-1型、PGS型等。其中由中科院声学研究所东海站和交通部水运规划设计院共同研制的PGS型中地层地质剖面仪表现了优良性能，特别是声学系统设计较先进。该剖面仪工作频带为0.3～10千赫，最大工作深度200米，穿透粗质沙石25～30米，穿透淤泥达100米，表层分辨率0.15～0.3米，深层分辨率为0.5～2米，该设备已经在沿海工程建设中发挥重要作用。

此外，中国在20世纪70年代后期研制出一种自动图像识别系统，从接收信号中提取海底沉积物的几个有代表性的特征量，与预先储存的典型数据比较，可以有效地识别海底表层沉积物的类型。

海底地形地貌测量仪器利用声波在水中传播方向性和遇到水下介质发生反射和折射的特点，根据方向变化和衰减程度对接收的反射波进行对比分析，计算出反射层的特性和深度，进而掌握地层组成成分及结构。海底地形地貌测量仪器的换能器装在调查船或拖曳体中，在走航过程中，由安装在船底的换能器探头（有的设备悬挂在船舷），或安装在拖拽体上的换能器探头向探测水体发射声波，声波遇到海底或障碍物后产生反射和散射回波，换能器探头接收到回波信号后，处理单元根据回波振幅和相位计算声波旅行时间，再根据勘测水体的声速剖面计算声波的实际传播距离，然后根据发射开角和运动传感器的姿态参数（探头载体的横摇、纵摇和摆动角度）计算回波信号的位置和水深值，同时也记录回波的振幅和强度信息。

海底地形地貌测量仪器根据测量内容可分为水深测量仪器、海上定位测量仪器、海洋底质测量仪器和海底地形测量仪器等。

根据不同发射机理可分为声参量阵式、压电陶瓷式、电磁式、电火花式四大类。

根据安装形式不同主要分为两大类：一类是船舷/船底安装，实现大功率窄波束的能量聚集；另一类是拖拽式，发射能量相对较小。

根据发射换能器和接收水听器的布放不同可分为发射接收一体式、发射接收分体式、水听器阵列式。

根据拖拽体通信方式不同可分为拖拽体有线型和拖拽体无线型两大类。

根据拖拽体类型可分为刚性拖拽体和柔性拖拽体两类。

海底地形地貌测量仪器测量过程示意图