水下位置信息对于水下潜器导航、资源勘探、海洋环境监测和数据通信等都有重大意义,近年来,随着空天地海通信网络一体化概念的提出和相关技术研发,水下通信、导航和探测的一体化也得到了充分重视,利用水声通信信道特性实现水下定位,将扩展等效参考节点数量,增强主径的区分度,滤除多径干扰,实现更高精度的水下定位。本文将水声通信和水下定位紧密结合,重点研究多径提取与几何定位、多节点协同定位和基于信道滤波的主动阵列定位算法,对提高定位能力,促进水下通导探一体化具有重要意义。针对水下信道函数稀疏、信噪比较低的特点,本文设计了具备抗干扰能力的正交字典,并将其作为训练序列进行信道函数的估计,给出了全反馈结构的信道时延和衰减参数估计匹配算法,以减小信道估计误差。水下信道环境仿真结果表明,在低信噪比环境下,本文所设计的信道函数估计算法可明显减小估计误差。对于估计的信道函数,可辅助实现单节点扩展参考节点数量、可提取多节点定位的主径时延信息,可滤除阵列接收信号的多径干扰。面向单参考节点的定位问题,本文设计了一种多径信号提取方法和多径传播路径计算方法,通过多径信号提取分离实现多参考节点等效,从而实现目标的几何位置计算。仿真结果表明,所设计的单节点几何定位方法可计算多径传播路径,实现目标位置估计,解决了水下单节点定位难点问题。针对强噪声干扰的直达波提取和协作定位问题,运用信道函数估计提取直达传播路径时延,通过改进的粒子群算法在目标声源解空间中进行搜索,进而得到目标声源位置信息的最优解。仿真结果表明,设计的多节点协同定位算法可提高定位准确度,改进粒子群算法具有收敛速度快、实时性的特点。针对水声定位阵列节点接收信号多径干扰和节点移动性带来的问题,设计了阵列方向矢量自适应调整的子空间定位算法,通过信道函数时间反转镜滤波,将多径能量转移到主径上,提高主径信噪比;使用信道函数反卷积滤波,将接收信号转换为理想阵列信号模型,在部分阵元间距满足空间采样定理的条件下,可估计目标声源的方位信息。仿真结果表明,所设计的改进阵列定位算法可有效增强主径信号,在阵元移动后,仍能够准确估计目标方位,解决了水下阵列移动问题。