本文从带宽、信噪比、通信距离、时域分辨能力、定位精度等方面介绍了超宽带水声信号与传统射频信号的异同。分别介绍了USBL(超短基线)定位、SBL(短基线)定位、LBL(长基线)定位三种不同的水下声学定位系统及其优缺点,并重点分析了超短基线水声定位系统收发装置的主要结构以及其定位的方式原理。从海水温度、海水静压力以及盐度等主要影响因素分析了海水中声速规律,得到了普遍的浅海负梯度深海正梯度的声速剖面。再通过斯奈尔定律分析浅海负梯度深海正梯度的声速剖面,得到了先凸后凹S形曲线的深海声线形状。通过均匀介质声线偏移模型以及非均匀介质声线偏移模型分析了水流对声线造成的影响,得到了定位目标总的偏移量的范围。仿真分析得出深海声线随着掠射角的减小,声线由竖直方向逐渐贴近海面的位置,传播的水平距离逐渐增加,且弯曲程度逐渐增加,声线疏密程度逐渐变疏,并分析浅海中的声线无法扫到而产生的定位盲区。对比分析了采用零梯度声速剖面和常梯度声速剖面对超短基线定位算法的结果产生的影响。先提出了切线逼近法、切弧线逼近法两种超短基线定位的迭代逼近算法,对比分析了切线逼近法和切弧线逼近法到达时间误差的正负性以及逼近速度,再通过分析并借鉴卡尔曼滤波算法的部分原理,结合切线逼近法和切弧线逼近法,提出了双切联合逼近法,并通过切线逼近法和切弧线逼近法到达时间误差的正负性改进双切联合增益的获得方式。通过Matlab仿真验证三种迭代逼近算法的逼近速度,得出了双切逼近法具有更快的收敛速度的结论。