本发明公开一种矩阵式剖面观测系统，包括岸站系统、母弹系统和若干个子弹系统，岸站系统通过脐带缆与母弹系统连接，若干个子弹系统在释放前由母弹系统所携带；所述母弹系统包括母弹外壳，在母弹外壳的上部设置有系统控制舱，在母弹外壳的底部设置有导流罩，并在导流罩处设置有第一测量传感器，所有子弹系统沿母弹外壳的周圈均匀布置，在母弹外壳的中间部位设置有用于控制所有子弹系统同步释放的释放装置，在母弹外壳上对应设置子弹系统的位置处开设有方便子弹系统伸出母弹外壳的窗口。本发明提供了一种探测全海深空间区域数据的方法和装置，有效解决多个子弹系统同时释放的姿态统一性及同步性，提高了子弹系统测量数据的准确性。