雙頻測深儀所測得的水底回波實際上是聲波在穿越不同密度的介質時在分界面上的反射波。聲波在通過的聲阻抗不同的兩種介質時，在媒界面上將產生反射，聲阻抗差別越大，反射的聲強度越大。反射能量與入射能量之比值，稱為反射系數。
雙頻測深儀是一種單波束雙頻測深設備，其工作原理與傳統單頻高頻測深儀相同，均采用了聲學回聲測距原理，相對于原來的單頻高頻測深儀它增加了低頻工作部分。兩個聲學通道的模擬前端組件(發射、接收)以及信號的處理運算都是相互獨立，互不影響的。但是由于低頻聲波與高頻聲波在介質中傳遞的物理特性不同，低頻聲波發射功率要遠大于高頻聲波，在有水底沉積物時低頻聲波可能穿過水底表面較為柔軟的部分介質(如浮泥) ,傳遞到更深處。測深儀的測深結果能夠提供更有用的關于水底地形和沉積物的信息。
雙頻測深儀的判斷依據：
由聲波的反射定理可知，聲波的反射系數與反射界面上兩種介質的聲阻抗有關;聲阻抗相差越大，則反射系數越大;在相同能量的入射波時，反射波能量越大。對于高頻聲波來說，由于浮泥層的衰減影響，高頻回波(反射波)只出現在水體與浮泥層分界面。而低頻聲波在浮泥層衰減較小，在浮泥層下方的各個分界面也會出現回波(反射波)，其各個回波的大小取決于到達該分界面時低頻聲波的能量和分界面兩端的介質。
測深儀通過計算測量從發射聲波脈沖到接收到水底回波(反射波)的時間來取得水體的深度。在水下測量領域，對測深儀判斷水底回波(反射波)有兩種不同的算法:回波前沿法和最大能量法。
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