随着我国社会主义现代化建设的不断发展,对海洋资源的开发越来越引起人们的重视。对海洋工程而言,人们关心在什么位置发生什么样的事情,但是如果不能确定传感器所在基站的位置,采集到的信息并没有实际意义。因此必须研究对无线传感器网络所组成的基站进行定位。另外,由于海洋环境复杂多变,受到海风、海浪、潮汐和气候等因素的影响,浮标基站的位置会随时发生变化,其位置的改变与时空场信息的重建密切相关,如何精确地定位浮标基站的位置就成为一个亟待解决的问题。本文首先介绍了漂浮式基站自主定位系统的基本原理和总体结构,然后通过介绍水声信号传播规律和特性,研究了定位信号的编码与传输方式。在此基础上重点设计了自主定位系统的核心部分——水声定位信号收发系统,并且对定位信号的处理进行了研究。水声定位信号收发系统采用波形存储的原理,能够完成在频分复用模式下基站的自主定位;同时在理论上该系统支持基于码分复用模式的定位信号的发射,具有一定的扩展能力。在对定位信号进行分析时,文章提出了一种基于采样点数差的数据处理方法,实验证明该处理方法能够得到较高的定位精确度。最后在河流中进行了系统的测试,通过实验证明:在一定的距离范围内,采用本论文设计的定位系统能够实现漂浮式基站的自主定位,且定位距离在200米×200米以内;采用本论文提出的数据处理方案可以把定位精度控制在0.2毫秒以内。定位系统低功耗、高精度的特点使得系统在海洋环境观测、资源勘探和水下通信中都将占有一席之位。