近年来,自主式水下航行器(AUV)在海洋科学调查、海洋资源开发以及军事领域得到越来越广泛的应用;而作为AUV发展的关键的水下导航技术,也得到了广泛关注。本文以实际科研项目为背景,对以捷联式惯性导航(SINS)为核心的自主式水下航行器导航技术进行了研究,并实现了导航系统的仿真设计。主要工作有:首先分析研究了捷联式惯性导航系统的导航原理和基础理论。其次建立了AUV坐标系体系,对AUV捷联惯导系统进行了详细的力学编排和仿真系统编排。在Matlab环境下编写m文件对捷联惯导进行仿真设计,仿真系统包括轨迹发生器、惯性传感器模拟器和导航解算三个主要部分。其中,惯性传感器的仿真精度来自于本课题选取的陀螺仪和加速度计。仿真结果表明本文的捷联惯导仿真系统满足一定的精度要求,为AUV捷联惯导系统的软件编程和工程应用提供了可靠的方案。最后对捷联惯导系统进行误差研究,建立了导航参数误差方程,并对SINS/GPS组合导航进行了探讨,建立了组合导航Kalman滤波方程。仿真结果表明,SINS/GPS组合导航对SINS误差随时间不断加大的现象起到了很好的抑制作用,适合AUV长时间航行后浮出水面进行导航修正的情况。