随着各国对海洋资源开发力度的不断加大,人们迫切地希望找到一种更高效、稳定的水下定位技术以满足探索海洋的需求。当前水下定位常用的技术有声波定位技术与视觉定位技术。视觉定位由于易受到水下复杂环境的影响且增加了自主式水下潜航器（AUV）的体积与功耗,严重限制了其在海水中的应用。目前声波定位技术发展已较为成熟,但是仅能满足远距离的粗略定位,近距离的定位精度依然不能满足需求,且声波传输在水下存在着信息易被窃听、能耗高、设备复杂的缺点。水下LED光定位相较于声波定位与视觉定位具有定位精度高、稳定性强、防止信息拦截、设备小型化、能耗低的优点,必将在未来海洋战略资源的争夺中脱颖而出。本设计为满足提高水下定位精度的需求,研制并实现了一套基于曲面光电探测阵列的水下定位通信一体化系统,此系统实现了姿态的准确调整,并在定位完成后进行通信。论文主要工作概述如下:（1）总结了影响光在海水中传输的因素,并以此为基础得到了可用于不同海域的光功率接收机模型,为进行水下定位、通信的仿真分析提供了理论依据。（2）介绍了目前常用的水下定位技术与每种技术存在的优缺点,经过对比分析后选择了最适合水下定位的方案,设计了一种在曲面阵列的基础上能达到最佳定位精度的分布间距方案,并通过仿真分析加以说明。（3）介绍了主要用于水下光通信的调制技术,结合每种调制技术的特点并加以比较后确定了多进制脉冲位置调制（Multilevel-Pulse Position Modulation,M-PPM）是更适合水下光通信的调制方式。（4）为满足水下光定位的前提,使用柔性电路板完成了曲面光电探测阵列的制作。（5）设计硬件电路并制作、完成软件程序的编写,最终实现了基于FPGA的水下光定位通信一体化系统,对系统定位的准确性与稳定性进行了测试,定位测试结果表明该系统能在任意偏转（俯仰、偏航）角度下进行姿态的准确估计并调整。在完成定位后进行通信误码率的测试,在室内环境下与水下测试的结果表明系统皆能稳定的进行通信,误码率低于10-6。