针对水听器阵列中多个传感器采集信号的同步问题,提出了一种适合于水听器阵列结构特点的高精度同步方法。该方法采用两级同步的方式：首先运用锁相环技术,保证同一个节点内多个传感器之间的同步采集;然后采用传输延时补偿的方法来补偿不同节点间的传输延时所引起的同步误差,实现节点之间的高精度同步采集。建立了一个实验系统：它由一个主节点和两个从节点组成。测试结果表明,同一节点内的同步采集误差不大于5 ns,不同节点间的同步采集误差不大于10 ns。对样机系统进行了进一步测试,测试结果与实验系统的测试结果一致。测试结果表明,该方法能实现水听器阵列多传感器间的高精度同步采集。