高精度的导航不仅是水下潜器获取有效信息的必要条件，而且决定了水下潜器是否可以安全作业及返回。因此，高精度导航系统是研究水下潜器的关键技术之一。本课题以实际需求为研究背景，结合国内外导航技术的现状及发展方向，针对水下工作环境的特殊性，对水下潜器的组合导航系统进行了设计研究。利用MATLAB进行仿真分析，结果表明研究的组合导航系统设计方案合理，定位精度高。现场湖区试验证明了该组合导航系统的可行性和可靠性，预测精度达到了规定的要求。全文的研究工作主要有：(1)分别介绍了构成组合导航系统的捷联惯性导航系统、多普勒计程仪、电子罗盘及GPS的工作原理。在对各传感器的误差源进行分析的基础上建立了误差模型。(2)进行了水下潜器的导航系统总体设计，实现组合导航技术的工程应用，并研究了电子罗盘误差补偿方法。(3)进行了船位推算，通过仿真进行了分析。(4)引入了卡尔曼滤波算法，分析了卡尔曼滤波的有色噪声白化方法，对SINS／DVL进行了数字仿真试验并进行了结果分析。(5)进行了湖区试验。针对试验中出现的问题进行了分析，并对试验数据进行研究，验证了组合导航系统模型的合理性，为水下潜器的正常、可靠工作提供了有利的保障。通过本文研究，证明了设计的组合导航系统可以为水下潜器提供高精度的导航定位。