海洋蕴藏着非常丰富的自然资源，同时，海洋也是一个开展地质学研究的巨大场，而我国拥有300多万平方公里的海洋国土面积，是一个海洋大国。近年来，海洋因其拥有的巨大的经济价值和重要的航运战略地位，受到了越来越多的关注和重视。无论是现在南海存在的争议岛屿摩擦还是钓鱼岛主权问题都彰显了海洋资源的重要性，而海洋勘探是获取海洋交通，渔业和能源资源信息的重要手段。随着科学的发展，人们开始探索和研究海洋，需要把地震探测仪器和电磁勘探仪器等高端探测仪器投入海中。这类勘探仪器的放置方式要求比较严格，准确的布置是使用仪器的前提。同时仪器本身所在的位置，作为测试结果解释的参数之一，也是必须知道的重要物理量。这些装备的成本较高，如果不能得到回收，则很大程度上提高了研究的费用。故这类高端仪器的准确投放和回收装置显得非常重要。海底地震勘探、海底大地电磁和海底可控源电磁勘探均需要在海洋船上将观测仪器投放到海底，仪器按相应方法的要求开始进行数据记录，探测任务完成后，仪器能根据指令脱离海底，上浮至水面，并发出提示信号辅助回收。由于仪器系统在下沉的过程中由于海底洋流的推动作用，可能远离预定的投放地点，实验结束后回收实验数据，由于仪器位置的偏移，会对后期的数据处理带来不利因素；另外，由于仪器系统远离预定的海域，系统上浮后可能得不到及时打捞，并随海面洋流飘远，就会导致仪器丢失，造成重大经济损失。因此研究仪器的海底定位技术对于确保仪器准确回收和数据处理的精确性都具有十分重要的意义。受海水对电磁波的屏蔽作用的影响，海底仪器系统无法获取电磁信息，而声波是海洋中能传播最远的物理场，也是海水介质中唯一有效远距离信息传递的载体，因此，人们在进行海洋探测时大多使用海洋声学设备。通过对海洋可控源电磁技术的原理，特点和背景的研究，确定设计系统为主动短基线声纳系统，发射40kHz的超声波来实现对目标体位置的探测。通过对声波的基本物理属性和分类的研究，分析了声纳模型与声波在海水中的传播速度特性，研究了海洋声信道中的声波传输过程的海水吸收损耗和海洋中的噪声分布等海洋中声波传输环境的特点。通过对水声定位工作模式的研究，确定了定位方式为主动工作模式，同时研究了主动声纳方程。为了方便描述海水的结构，设其为分层介质，引入了源自光学领域的射线概念的射线声学，并分析了由分层介质射线声学而得到的声线轨迹方程。根据实际测量特点选择了短基线定位作为系统的定位方法，研究了短基线定位原理。根据已知的水声定位原理和水声声速经验公式进行了定位系统的算法推导和仿真比较，得出了适合本系统的定位算法。定位系统的硬件设计为四个部分：换能器及其匹配电路，发射电路，接收电路和控制电路。考虑到主动声纳方程的探测要求，同时根据换能器的相关知识，选择了收发一体的WBT-30作为系统的收发换能器，并设计了换能器的匹配电路。发射电路区别于一般的声纳采用功率放大器的方式，采用了直流逆变桥路来提升发射信号功率。设计了具有放大和滤波功能的接收电路，在进行模数转换后由具有低功耗模式的MSP430进行运算处理。在国家地球物理探测仪器工程技术研究中心（吉林大学）的水池中进行了系统的实验和标定，给出了实测的发射接收信号波形和实测数值结果。并在最后根据理论和实际结果进行了误差分析。