随着海洋探索的日益深入和作业任务的日益复杂化,由水下AUV、ROV以及其他设备组成的水下多节点系统正逐渐成为当前水下技术研究的重要方向。该系统具有可完成任务多样化、作业高效率、容错性和鲁棒性更高、分布式感知与协调等诸多优势,在国防领域、海洋资源探测、海底地质地貌勘察、水下目标搜寻等众多领域都有着广阔的应用前景,具有重要的研究意义和实用价值。水下多节点系统能够进行水下作业、共同执行任务的先决条件是整个系统能够进行精确的导航定位。声学定位技术由于定位精度高、长时间不发散等优点,成为水下导航的重要手段之一。其中,通过多节点间距离或距离差测量实现节点相对位置计算,从而提高系统整体定位精度的方法,已成为水下节点定位的重要研究内容,这种方法被称为协同定位。本文即针对多节点系统,开展了基于声学测距的多节点协同定位算法研究。构建了基于水声距离观测的协同定位模型,利用条件平差算法实现了多节点系统的协同定位。分析了平差算法在定位过程中表现出的一致性和可扩展性,并对测距随机误差和测距固定误差两种等效误差进行了误差分析。水下多节点系统的应用带来诸多优势的同时,也提出了许多值得讨论的问题,多节点的队形结构就是其中之一。论文对不同队形结构下的节点定位精度进行分析讨论。利用Fisher信息矩阵理论,建立定位性能评价函数,讨论多节点系统的最优队形,并对处于不同队形下的节点进行精度分析与评定。若系统队形为非最优队形或部分节点缺失使系统队形发生改变时,可通过优化队形结构来提高系统精度。为了验证该定位算法在应用中的实际效果,利用多只水下锚定信标构建了协同定位试验系统。根据本论文构建的平差算法协同定位模型,在仅进行声学测距的基础上,对五只信标进行定位。试验结果显示,根据平差算法利用距离量测量对5只信标进行定位,得到点位中误差均为厘米级,相对定位精度较高。再在多节点系统中,对处于不同队形下的节点定位精度进行分析,试验结果再次证明越接近系统的最优队形,信标的定位精度越高。并且系统中部分节点缺失时,整体定位精度将下降,但更接近最优队形的节点精度仍高于其它节点。