近年来,随着全球各国对海洋发展战略的不断重视和海洋经济的持续快速发展,以水声传感网络为基础的水下目标定位技术及其相关应用成为海洋领域的研究热点,水声传感网络以及水下目标定位成为海洋领域相关技术发展的核心问题。在水下目标定位过程中,必不可免的需要水声传感网络为其提供通信基础并进行距离、信号强度等数据的测量和计算,因此水声传感网络的通信能力以及目标定位过程中的算法选择对水下目标定位产生了决定性影响。本文研究了水声传感网络节点之间的通信问题,提高水声传感网络节点间通信的可靠性。在此基础上,对于水下目标的定位中测距不精确、定位精度低、时间同步难、障碍物干扰等问题进行研究,提出解决方法并通过实验进行了验证。本文首先介绍了课题的研究背景和研究意义,指出目前海洋相关技术发展已经成为世界各国的战略性工作,同时介绍了水声传感网络以及水下目标定位技术这两部分的研究现状和应用前景,对理论研究和实际应用过程中水声传感网络的特性、特点进行归纳总结。其次,对水声传感网络的组织结构和网络特点进行了介绍;研究了水声传感网络通信的特点以及这些特点对网络间水声通信稳定性产生的影响;为了提高网络中节点间水声通信的稳定性,保证其节点之间的可靠通信,针对水声通信过程中由多径、高动态水声信道造成的码间干扰和数据丢失等问题,提出了基于决策降噪自编码-恒模算法的恢复-均衡的通信策略,利用机器学习的特征学习能力,对通信接收端的损坏数据进行恢复重构,然后送至自适应均衡器进行信道均衡。仿真结果表明本文所提算法在面临水声通信过程中的大量数据丢失问题时具有优越性。然后,在水声传感网络及通信链路稳定的情况下,本文针对水下目标定位进一步展开研究。在以测距为基础的水下目标定位过程中,第一步需要进行的是定位节点与定位目标之间的距离测量。针对现有水下目标定位过程中距离信息测量精度低以及最小测距门槛较大问题,提出利用一种基于收发分离的高精度水下测距方法;第二步是测距基础上进行定位和目标位置解析。针对定位过程中,定位目标与定位节点之间时间同步难,以及各定位节点之间测距信息相互干扰问题,本文提出基于广播轮询的非时间同步水下目标定位方法,并在室内水池对所提测距以及定位方法进行了多次实验,证明了所提方法的可行性和可靠性。最后,考虑到实际水下目标定位过程中存在障碍物干扰问题,分析了障碍物对水下目标定位产生的测距误差影响。以阻隔障碍物产生的阻隔噪声为例,分析了水下目标定位过程中出现的多解或无解问题。针对这一问题,提出采用最小二乘支持向量机算法,通过对模型的离线训练,提高目标定位位置解析算法对噪声的抗干扰能力,仿真结果证明该方法在面临过量测量噪声时具有一定的鲁棒性。