海水养殖在我国渔业经济中的地位是非常重要的,重点开发海洋牧场智能设备是我国海洋渔业发展的重要战略选择。用于海水养殖环境监测的AUV(Autonomous Underwater Vehicle)对水下高精度定位有较高的要求,因此以水声为基础的定位技术在海水养殖环境中起到了至关重要的作用。但海洋环境复杂,声波在水中传输时声线会发生弯曲,导致定位精度降低,所以在定位过程中必须进行声速改正。在此背景下,本文研究了现有的AUV水声定位技术和声速改正算法及其优缺点,提出了基于等梯度声线跟踪的声速改正算法用以提高AUV水下差分定位的精度。本文在综述水声定位技术发展现状的基础上,对AUV水下定位技术及其解算方法进行了研究;在对比水声定位技术的优缺点的基础上,对用于AUV的水面浮标定位技术进行了深入研究。在综述声速改正算法发展现状的基础上,针对声波的传播特性,对加权平均声速法、等效声速剖面法和声线跟踪法进行了研究;在对比三种声速改正算法仿真结果的基础上对声线跟踪法进行了深入研究,提出了基于等梯度声线跟踪的改进算法;同时通过一组ARGO数据对改进算法进行了验证。论文提出的基于声速改正的水下差分定位系统主要从减小计算量和避免系统误差对精度的影响两个方面进行研究,利用声线跟踪法对声速剖面进行分层,通过声速剖面与阈值的大小进行对比,将声速剖面分为等梯度层和等声速层计算,提高计算效率。将系统误差加入到定位系统中,根据结果判定系统误差对定位精度是否有影响。将实验分为基于走航式和浮标式的差分和非差分定位系统进行仿真。仿真结果表明,走航式和浮标式定位系统在未加入系统误差时,基于声速改正的非差分定位精度优于差分定位;在加入系统误差后,基于声速改正的差分定位精度优于非差分定位;基于等梯度声线跟踪法改进的差分定位系统的定位精度与其他声速改正算法的差分定位系统相比,不仅在计算效率方面有所提高,定位精度也优于其他声速改正算法的差分定位系统,满足高精度AUV定位的需求。