瞬态信号的定位在科学和军事中具有十分重要的意义,例如地震学中对地震源的定位、水声学中对空投入水的炸弹或潜艇发射鱼雷等目标的定位。本论文针对深海高速目标入水所产生的瞬态声脉冲信号,采用海底多个潜标节点构成的长基线定位系统对其高精度定位的实现展开研究,具体包括高精度定位原理及多节点几何布阵优化设计技术、瞬态脉冲时延差估计技术及深海定位的声线弯曲修正技术三方面内容。首先,针对深海条件下高速目标入水激发的瞬态声脉冲定位问题,给出海底多潜标节点的定位解决方案。首先给出了基于节点间时延差的长基线定位原理,给出了典型配置条件下目标入水点在不同位置时的定位精度。然后结合瞬态声脉冲的深海传播特性,对定位区域一定的需求条件下潜标节点数目进行了优选。最后针对潜标节点数目一定的情况下对长基线定位阵型采用模拟退火法和代理模型法进行了优化设计。其次,针对深海分布式潜标间的瞬态声脉冲时延差估计问题进行研究。首先对瞬态声深海传播特性进行分析,得到分布式潜标间接收的瞬态脉冲声信号的信噪比和多途时延特性。然后针对信噪比差别较大的两节点间时延差估计性能进行理论推导和仿真分析。最后结合瞬态脉冲多途特性,给出一种信道特性差异较大条件下的瞬态脉冲信号时延差估计方法,并进行仿真和试验数据验证。最后,针对深海条件下被动声信号的声线修正问题进行研究。首先,给出一种根据折射定律、结合双曲定位方程并迭代更新等效声速的迭代法对声线修正问题进行研究;随后,针对潜标附近区域较大修正误差的问题,将遍历法应用于声线修正,通过仿真分析发现遍历法虽然解决了部分区域修正误差较大的问题,但若对其精度要求较高时,存在计算量较大的问题;于是针对声线修正算法中计算量的问题,将优化算法中的代理模型法和拟牛顿法应用于声线修正中,通过对优化算法的目标函数进行分析,给出一种深海条件下被动声信号的声线修正方案。最后,通过对比分析四种声线修正方法的优劣势,在综合修正精度、计算量、目标函数特性以及算法在声速剖面误差等误差影响的稳定性表现的标准下,将拟牛顿法作为深海条件下声线修正的解决方案。