该论文研究基于声线理论信道模型的声速剖面反演和声源定位的原理与方法。在已有匹配场定位相关成果的基础上，该文着重解决了浅水声速剖面的经验正交函数的表示与参数反演，以及声速剖面反演和声源定位的同时求解问题。所建立的本征声线特征匹配定位与反演方法可使用小孔径基阵进行声场环境观测，同时具有物理图象清晰、运算负荷小等优点，为匹配场处理技术的实际应用提供的一条新的途径。作者在论文中所做的工作及创新点包括以下几个方面:1.针对目前常规匹配国阵列孔径大、计算量大等弊端，研究了基于声线理论信道模型的"特征匹配"类声场环境处理方法，在已有成果的基础上对该方法进行了多方面的改进;2.收集了黄海，东海，南海浅水区域和抚仙湖的声速剖面数据，通过仔细的分析研究，首次获得了浅水声速剖面的经验正交函数表示，并由此得出结论:一定区域的浅水声速剖面用经验下函数近似表示，可以达到很好的精度，同时还提出了减小拟合误差的经验正交函数表示方法;3.建立了基于声线理论的浅水声速剖面反演方法，利用混合物模拟褪火策略保证了反演能量数的全局收敛性;研究了在浅水情况下，声速剖面的反演和声源定位的同时求解问题，首次获得了定位与反演求解的良好结果，用先进的面向对象的编程方法编制了相对完整的匹配场环境处理软件包;4.利用昆明抚仙湖的实验数据，完成了对相对于水深33.3倍距离目标的匹配场被动定位，定位距离误差小于10％，深度误差小于5％;同时完成了该距离上的声场反演，得到了声源处的声速剖面估计结果，其均方根误差小于2m/s。