21世纪开启了人类全面开发和利用海洋资源的新纪元,水下无线传感器网络(Underwater Wireless Sensor Network,UWSN)作为一种新生的无线传感器网络为人类探索水下未知世界、发掘更多的水下资源提供了一种全新的方式,在水下环境监测、辅助导航及海啸预警等众多领域具有广阔的应用前景。目前已逐步成为各国研究学者的研究热点。水下传感器网络的研究主要包括水声信道、网络定位、拓扑控制及路由转发等方面。然而由于水下环境错综复杂,水下声信道具有长延时、带宽低、多普勒效应等特性,水下传感器网络相关技术的研究相比传统陆地网络面临更大的挑战。本文主要对水下传感器网络节点定位及路由技术展开研究,本文的研究工作和主要贡献如下:首先,在水下传感器网络节点定位的研究方面,在自上而下的节点定位策略基础上,针对原始定位方案在整个定位过程中均没有考虑定位歧义、特别是翻转歧义对定位误差的影响,提出了考虑翻转歧义的UWSN自上而下的节点定位改进方案。首先分析了如何在定位中选取锚节点子图使得定位翻转歧义发生的可能性最小,并提出了度量这种可能性的方法及提出了选择锚节点组合使得对未知节点的定位发生翻转歧义的可能性最小的锚节点选择策略。依据是否采用提出的锚节点选择策略,提出了两种定位改进方案并进行了详细的方案设计,方案设计主要包括节点深度已知的位置坐标估计、定义改进的置信度因子、利用梯度法优化定位估计结果三个部分。其中,改进的置信度因子综合考虑了定位估计误差和翻转歧义对实际定位误差的影响。仿真实验表明提出的改进方案能够有效降低网络平均定位误差,保证网络定位具有较高的定位率,综合提升网络的定位性能。此外,本文在水下传感器网络路由的研究中提出了一种适用于能够提供位置服务的水下传感器网络的路由协议-基于位置信息的水下机会路由(Position-based Underwater Opportunistic Routing,PUOR)。协议结合了(Opportunistic Void Avoidance Routing,OVAR)协议的设计思路,采用机会式路由的设计思想来提高网络的传输可靠性和网络吞吐量。协议利用信标机制获得目的节点和周围邻居节点的信息进行候选转发集合选择。协议的候选转发集合求解同时能够解决隐藏节点问题和空洞问题。针对OVAR协议的能耗-可靠性度量权衡系数分配不灵活、无法适应水下传感器网络拓扑动态变化的问题,协议利用网络假设目的节点或水面船基站节点能够收集水下节点位置信息的特性,提出了基于网络全局拓扑的能耗-可靠性度量权重配比方案,并详细阐述了权重配比方案的理论依据、算法实现、方案可行性及仿真验证分析。基于Aqua-Sim仿真平台对PUOR协议进行了大量仿真,结果表明PUOR能够有效提高数据包投递率、降低端到端时延、降低网络路由的能量消耗;相比于OVAR,PUOR协议的网络能耗-可靠性权衡更能适应网络拓扑的动态变化,从而增强了网络的可扩展性。