随着海洋强国战略的实施,对水下高精度快速定位技术提出了更高的要求。水下声学定位精度受多种误差源影响,而定位结构是影响定位精度的关键误差源之一。在水下声学定位中,浮标结构的布设、走航式测量船的航迹规划、换能器声基线阵的布设等,都直接影响到水下应答器的解算精度,定位几何结构不好时,还会在定位解算过程中出现病态问题,因此有必要对水下定位的定位几何结构进行研究与探索。基于此,本文进行了以下几个方面的研究:1.总结了水下声学定位系统的定位方法,分析了在定位过程中存在的误差源。2.根据水下声学定位系统的定位原理,将水下定位中定位结构最优化问题转化为求取GDOP最小值问题,构建了最优定位结构的圆锥模型,推导了最优定位结构的约束条件。仿真分析了圆锥模型的半径、应答器水深、浮标个数与定位精度的函数关系,探究分析了几种常见的水下定位结构与定位精度之间的变化规律。3.推导了GDOP的数学期望计算公式,建立了GDOP数学期望与声线高度角的函数关系,找出了声线最大高度角的约束条件。4.针对水下定位解算中出现的病态问题进行分析,总结了解算病态问题的主要算法。通过实验仿真,分析了各种算法在水下定位病态问题解算中的优劣,改进了一种解决病态问题的解算方法,提高了病态方程的解算精度。