本论文研究了深海环境下惯性导航系统的导航算法和误差补偿方法。针对深海运载器连续导航时间长、缺少GPS组合导航手段等特点,研究了水下运载器捷联惯性导航技术及其数学平台的建立;并结合零速修正技术和惯导/多普勒组合导航原理,提出了一种水下惯性导航系统误差补偿方法。首先,论文介绍了适用于深海远程水下运载器的小型低功耗惯性导航系统的硬件构成。研究并建立了深海环境惯性导航数字化模拟系统,包括惯性导航解算子系统、惯性传感元件模拟器以及深海水下运载器潜航模拟器等,为研究惯性导航系统误差模型及补偿方法提供了数学模拟系统平台。其次,对深海环境捷联惯性导航系统的误差进行了研究。分析了捷联惯性导航系统误差源,研究了陀螺、加速度计的误差传播规律,推导了误差状态模型,并搭建了惯性导航系统误差模拟平台。设计了二次曲线拟合反馈式的零速修正误差补偿算法,验证结果表明,能够有效提高导航精度。基于惯导/多普勒组合导航原理,提出并设计了一种估计/回溯误差补偿方法,具有实时估计误差反馈补偿和时间回溯误差开环补偿的功能,验证结果表明,与传统的最优估计滤波方法相比,导航精度有了明显提高。