由于水下传感器网络在海洋环境监测、海底资源开发、灾害预报等领域的巨大潜在应用价值,水下传感器网络技术得到越来越多的关注。其中,网络节点定位和网络时间同步技术又是绝大部分网络应用的基础。由于水声信道的复杂性,水下传感器网络定位以基于TOA的技术为主,需要时间同步作为基础;而水下网络的时间同步依赖的时延信息又可以由位置计算得来,两者具有共性且相互依赖。但在目前研究中,两种协议通常序贯实施,首先进行时间同步,然后再进行网络定位,效率较低。对此,本文研究了一种高效的联合时间同步的定位算法,通过有限次数的交互同时实现高精度水下传感器网络定位与时间同步。联合时间同步的定位算法是通过时钟同步参数和节点位置的交互迭代计算来实现的。利用时间戳与当前时钟同步参数计算信号传播时延,进而计算斜距,并进行节点定位;利用该定位结果反解算传播时延,再用此时延更新时钟同步参数;如此迭代,经过多次信息交换之后,节点将同步实现高精度的定位和时间同步。声线弯曲、节点运动以及解算模型的精确性是影响节点定位与同步精度的主要因素。联合时间同步的定位算法通过引入基于Snell定律的射线声线跟踪方法来消除声线弯曲带来的误差。采用交互式多模型的机动跟踪算法(IMM),对多个运动模型估计结果依概率进行加权叠加,有效改善了节点运动产生的误差。此外,由于定位解算的数学模型是非凸函数,为了能够提高这种非凸优化近似解的精度,采用了一种带罚函数的凸凹过程优化算法(PCCP)来求解网络定位的非凸优化问题。将非凸的网络定位问题转化为标准DC规划结构,然后进行仿射变换近似成凸优化问题,可以采用高效的内点法求解,用该最优解更新仿射变换点,如此迭代直至满足精度需求。仿真与试验数据分析表明,随着迭代过程的进行,联合算法时钟同步精度逐渐升高,相对于目前的时钟同步算法来说,联合时间同步的定位算法最终具有更好的时钟同步精度;随迭代过程的进行,定位误差也逐渐减小,最终趋于完全消除时钟偏差的稳定值。算法可以在水下传感器网络中高效实现精确网络定位与网络时间同步。