近年来，随着“海洋强国”战略的不断推进，水下无线光通信（UWOC）因其带宽大、速率快、功耗低和安全性高等优点在海洋**应用、水下环境监测、海底石油勘探和海洋科学研究等领域发挥着重要作用，已成为一项可行的新型水下通信技术。UWOC中的定位技术作为UWOC应用的基础，水下目标检测和移动物体跟踪等技术的关键环节，受到了相关研究者的青睐。文章详细介绍了UWOC的发展与相关研究成果，分析讨论了不同类型的UWOC定位方法，并对其研究现状、当前所面临的挑战以及未来的发展前景进行了论述。

提出了一种基于光载微波干涉的测距方法，通过电光调制器将微波调制到宽谱激光上，光纤光栅反射部分载波波长的微波调制光实现分光，FBG的反射光与待测目标反射光在环形器中发生非相干叠加，由于两者光程不同，经过光电转换后探测到微波干涉信号，通过分析微波的频域干涉谱计算出光程差，进而得到待测距离。本文进行了多组测距实验验证该方法的可行性，结果表明，该测距系统具有较高的稳定性和精度，在150~450 mm的测距范围内，测距结果的稳定性为±2.7 μm，测距精度为±1.6 μm，为高精度测量领域提供了一种新的方法。

在空间引力波探测太极计划中，激光干涉测距系统是获取引力波信号的直接手段，为了消除激光频率不稳定性对其的影响，需利用时间延迟干涉技术降低噪声的干扰。时间延迟干涉是一种数据后处理方法，要实现该技术的数据构型，需对卫星臂长实现精确的绝对距离测量。本文从太极计划的需求分析出发，分别从信源编码设计、延迟环设计以及数据处理算法等方面介绍测距系统的设计方案。在信源编码中，文章通过分析m序列、gold序列、Weil码三种伪随机码的自、互相关性优劣以及长度选取上的灵活性，最终选择了Weil码并筛选出其自相关性最优的移位-截取组合，将其作为测距系统所用的伪随机码。同时，基于该测距系统，搭建了一套地面电子学验证实验装置，以模拟信号传输的物理过程并验证系统性能。实验主体装置采用一块基于Xilinx公司K7芯片的自研FPGA板卡用以模拟卫星通信测距过程以及实现锁相环、延迟环等功能。实验将24.4 kbps的16位信息码与1.5625 Mbps的1024位Weil码进行BPSK调制，采样频率为50 MHz，通过10~60 m的射频同轴电缆进行传输后，使用质心法对采集数据进行优化，随后测定该距离。实验结果表明：在60 m范围内，测距精度优于1.6 m。实验证明了测距系统原理及设计的可行性，为下一步的光学系统验证奠定了技术基础。

绝对距离测量在基础科学和技术研发领域的重要性日益彰显。由于传统的光学干涉绝对距离测量方法存在测量距离较短、“位相模糊”、易受噪声干扰等问题，计量学领域提出利用频率合成激光开展非光学干涉的绝对距离测量研究。尽管该方法实验装置简单、具有较强的抗噪声干扰能力、适用于大尺寸测量等优点，然而它对实验装置的工作频率带宽、精度具有较高的要求，先前的工作受限于以上条件，绝对距离测量精度为厘米量级。为进一步提高测距精度，提出一种溯源北斗时间基准的非光学干涉激光扫频测距方法。采用光纤电光调制器，代替空间声光调制器，激光频率扫描范围从10 MHz提高到100 MHz；采用北斗/GPS时钟作为信号源的外部基准，频率精度达到0.03 ppm (1 ppm=10⁻⁶)；采用电子学外差探测与自混频相结合的方案，将高频交流光电流信号解调出低频绝对距离信息，降低了环境噪声和电子学噪声。实验得到绝对距离测量结果9.8436 m，测量精度1.25 mm。该方法减小了设备时基频率误差对测量结果的影响，实现大尺度测量同时测距精度比先前的工作提高了一个数量级，具有广泛的应用前景。

光频扫描非线性会影响光频扫描干涉（FSI）信号的相位提取精度，进而降低扫频干涉测距精度。针对这一问题，本文提出了一种基于互补集合经验模态分解结合希尔伯特变换（CEEMD-HT）算法的干涉信号相位提取方法。在CEEMD-HT算法进行理论推导和仿真分析的基础上，通过仿真验证了该算法对非平稳扫频干涉信号相位求解的有效性。进一步采用FSI实验系统中的真实输出光频率作为仿真条件进行了仿真实验，仿真结果表明CEEMD-HT算法对干涉信号相位的求解精度以及FSI测距精度都有显著的改善。最后，通过FSI测距系统的测距实验对所提出的干涉信号相位提取方法进行验证。结果表明：在2 m自由空间测量范围内，基于CEEMD-HT算法的重复测距精度为2.79 μm，相较于EMD-HT和直接测量法分别提高了5.19倍和8.28倍。