人类对海洋资源的开发的迫切需求，促使高技术海洋开发装备的研究越来越受到人们的重视，定位技术是海洋开发的关键技术之一。其中，动力定位(DynamicPositioning, DP)和系泊定位(Position Mooring, PM)是两种主要的定位方式，但它们各自有其优缺点。本文提出的推进器辅助系泊定位可以很好地扬长避短，使有限的资源更合理的应用，同时也能达到更好的定位效果。本文以浮式生产储油卸油船(FloatingProduction, Storage and Offloading System，FPSO)为研究对象，对转塔系泊形式的FPSO推进器辅助定位技术进行了研究。首先，建立了FPSO船体及海洋环境的数学模型。在建立随船坐标系、北东坐标系的基础上，建立了FPSO三自由度运动的运动学与动力学数学模型。同时，建立了海洋环境的数学模型，包括海风、海浪以及海流对FPSO干扰作用数学模型。其次，基于有限元法建立了FPSO系泊系统的仿真模型。通过研究系泊缆的动力学特性，建立了系泊缆动力学方程，进而采用有限元分析对其进行离散化，并在此基础上给出了多缆系统的数学模型。同时，针对具有四条缆线的FPSO，在中等和极端海况下进行了仿真实验，验证了FPSO系泊系统在不同海况下的系泊性能。接着，为FPSO设计了观测器，对其低频运动信息进行估计。为了改善卡尔曼滤波在非线性系统中使用的局限性，本文研究了其改进算法：无迹卡尔曼算法(UnscentedKalman Filter, UKF)和容积卡尔曼算法(Cubature Kalman Filters, CKF)，并分别设计了基于两种算法的FPSO运动观测器。通过仿真实验，对CKF算法及UKF算法的估计精度进行了对比，证明了CKF算法具有较高的精度。最后，本文通过积分反步法为FPSO设计了控制器以控制其位置和艏向。基于李亚普诺夫控制方程的递归设计技术，将非线性的FPSO系统的模型分解为两个子系统，然后为每个子系统寻找李亚普诺夫控制函数，最终得到了基于积分反步法的系泊定位状态下FPSO的推进器辅助定位控制律。为了验证该设计的有效性，在中等和极端海况下进行了推进器辅助系泊定位仿真实验，仿真结果表明：推进器辅助定位的引入，有效的减少了FPSO系泊缆的动态张力，同时也达到了很好定位及定向效果。