随着海洋开发和信息产业的发展,人们对水下资源探索需求也日益扩大,从而,水声通信及定位技术成为近年来研究相当活跃的科学技术领域之一。而单载波频域均衡技术由于其独特的抑制多径效应、消除码间干扰以及克服多普勒频移等特点,亦成为这几年无线通信的研究热点。此外,通过将网络通信中的时间戳概念引入水声通信,作为数据帧的标记号,能有效解决水下收发数据的时序性及模糊距离问题。所以,通过将时间戳机制引入到单载波频域均衡的信息帧中,将时间戳作为单载波信息帧的负载信息,通过基于带时间戳的单载波信息帧实施水下无线通信技术来实现水下定位,能够很好的解决水下定位时所面临的复杂水声信道问题,提高水声定位精度。传统的水声定位技术大都基于声信号的回波探测法,定位精度取决于水声信道条件,存在模糊距离等问题,实时连续定位效果差。本文基于带时间戳的单载波信息帧实施水下无线通信技术来实现水下定位,并对该方案的定位效果进行了理论研究及仿真。主要工作有:(1)对水声信道进行了分析,包括对水声信道的主要特性作了详细叙述,并以此建立了相应的水声信道模型,以及考虑了水声单载波通信系统的基本原理。(2)阐述了水声定位系统的分类以及性能比较,提出基于时间差计算和基于相位差计算的水声定位模型,分析了其原理,同时,对水声定位误差展开了详细的数学陈述,得到了这两种计算模型下的定位方程和误差方程。(3)详细阐述了本论文的研究重点,即基于单载波通信技术的水声同步定位原理,论述了引入单载波通信技术以及时间戳概念对实现水下精准定位的可行性,在系统同步的基础上,给出了本水声定位系统结构以及性能优点,研究表明,基于单载波水声同步定位系统能够有效的解决水声信道的强多径干扰,以及距离模糊等问题,并实现水下运动目标的连续跟踪定位,同时我们论证了通信速率与水声定位关系,从而,以单载波通信技术实现水下无线数据传输,以此来进行水下目标跟踪定位,具有良好的理论依据和应用前景。(4)通过搭建水声通信硬件平台进行必要的水池实验,观测具体环境的水声信号传输状况,该水池实验表明,水声信道确实存在严重的多径干扰以及能量衰减;同时,通过设计的单载波频域均衡水声通信系统,以及引入水声信道模型参数,对系统性能以及通信效果进行基于Matlab的实验仿真,结果表明,单载波频域均衡技术确实能够有效克服水声信道的强多径干扰,实现水下无线通信数据的高质量传输;最后,我们也进行了相应的水下运动目标实时连续跟踪定位仿真,仿真结果以及实验数据都很好的表明了本论文所涉及的基于单载波水声同步定位系统及方法具有切实可行的研究价值。