在本课题研究的水下无线传感网络背景中,时钟同步和节点定位作为两项非常关键的基础技术,是首要研究的对象。受到水下复杂而特殊的条件限制,原有的陆上无线传感技术无法应用于水下,使得水下应用更为困难。此外,海洋中有可以暴露的网络,但有不能暴露的移动节点。在节点无需暴露的情况下,完成其时钟同步和定位是一项挑战。为了解决目前这两项技术面临的困境,针对本文中描述的水下场景和应用需求,一种结合定位技术和时钟同步技术的被动定位时钟同步算法被提出。在水下高时延的情况下,通过求解水下移动节点在运动过程中的定位轨迹,减小时钟漂移问题的有害影响,并准确定位节点位置。算法的推导分为已知和未知节点运动方向的两种情况,而水下噪声环境产生的干扰误差也可以通过结合Kalman滤波滤除数据中的误差,从而继续同步节点的时钟和实现其定位。本文算法的做出的价值贡献和创新主要有以下几点:(1)本文将时间同步和节点定位这两项通常是独立解决的技术协同研究,实现在节点定位的同时完成时钟同步,显著减少交换的信息数量,节省了能源消耗,同时改进这两种方案。(2)在本算法中,节点无需对外发送信息所以也无需暴露在网络中,其隐蔽性和安全性得以保障。在时钟同步过程中,只需采取单向信息传输也是有别于现有算法的亮点之一。(3)当前的主流算法中节点需要在静止的情况下完成时钟同步,然而水下节点大部分是需要在运动的情况下才能有合适的应用。本文中的算法实现了节点在运动过程中多次完成时钟同步的校正,为水下应用开创了一种崭新的应用场景,使其具备更多的可能性。(4)在OPNET仿真平台进行本文系统的模拟实现,并展现仿真结果;同时对本文算法的性能与其他具有代表性的已有算法进行了分析和比较,证实了本文算法时钟同步和定位的是具有优势的。