海底资源勘探、海洋环境观测、海底板块监测与灾害监测需要海底精密声学定位技术。声速变化是影响海底精密声学定位精度的重要因素。海洋声速可由仪器准确测量,但其只能获得点式或线式测量值,无法获得区域整体的观测数据;现有的海洋声速场参数化模型可提供大范围区域声速场信息,然而存在较大误差,无法满足深海高精度声学定位的要求。针对上述问题,结合深海实际声速剖面变化特征,本文进行了声速场构建和数据分析工作,具体研究内容如下:（1）梳理了深海声速剖面分层原理及方法,提出了区域小时间尺度声速剖面时变模型构建方法。根据深海声速剖面分层模型及实测数据不同深度层的统计特征,本文提出基于分层经验正交函数（Empirical Orthogonal Function,EOF）的区域小时间尺度声速剖面时变模型构建方法,并采用实测数据对分层EOF方法反演声速场的精度进行比较验证。结果表明反演的声速剖面均优于采用平均声速替代实测声速剖面,拟合均方根误差改善0.050m/s。然后通过分析实测数据分层EOF第一模态系数与等效声速的时变特征,本文提出了适合试验区域的拟合声速剖面日周期时变特征的两种模型,对两种模型的拟合效果进行分析和比较,发现所有分层及不同类型数据在添加线性项之后拟合效果有所改进;中层改进幅度大于其他层。最后对影响声速剖面时变特征的影响因素进行探讨,发现试验海区海流方向与声速水平梯度方向近似垂直,声速剖面EOF第一模态系数与温度显著相关,提取的声速剖面时变特征与海区潮汐周期特征基本吻合。（2）总结了采用实测数据计算声速水平梯度的流程,提出了与船体位置有关的声速扰动计算模型,以及六种基于实测声速剖面解算水平梯度的策略。顾及试验海域等效声速的时变特征以及水平梯度计算过程中参数的相关性影响,本文提出六种解算策略计算实测声速剖面水平梯度,并对解算结果进行比较分析。在获得声速水平梯度后,本文提出了与船体位置有关的声速扰动计算模型,基于常梯度声线跟踪法对模型精度进行了比较验证,结果表明对于所有数据集,本文提出的解算策略均较平均声速剖面替代方法解算的传播时间更接近水下定位参考真值。采用剔除不添加线性项时域变化后计算声速水平梯度结果优于直接计算的结果,其中剔除无线性项时域变化,采用实测平均声速剖面参与平差解算求解声速水平梯度,然后计算船体位置声速剖面的解算结果最优。基于该模型,实现了基于实测数据获得修正声速剖面信息,以及对计算声速水平梯度与GNSS-A软件解算结果的验证。采用SVP观测数据,剔除声速场时域变化后计算的声速水平梯度精度最优,解算的声速水平梯度时域变化特征与反演值最接近。然后计算了声速水平梯度在圆形导航线上引起的声速扰动,以评估声速水平梯度引起的声速扰动的影响。最后,采用慢度模型,对声速水平梯度引起的声学定位传播时间延迟误差的空间分布进行仿真和实测数据分析,量化声速误差引起的声学定位测距误差。（3）通过数据预处理获得特定深度间隔声速剖面,选取了适用的声速计算经验公式。通过对不同声速观测数据采用相适应的数据预处理方法,获得了特定深度间隔的声速数据集;采用实测数据对不同声速经验公式在试验区域内的计算精度进行分析和比较,确定适用的声速经验公式。