在海底未知复杂环境中，人类目前对海底的环境掌握的信息很少，由于我们无法事先在未知的海域布放换能器或换能器阵，也不可能事先得到准确的环境测绘图，因此声学导航法和地球物理导航法都无法使用。由于水下导航的特殊性和复杂性，目前的水下导航系统主要以自主性能好的惯性导航系统为核心，辅之以GPS和DVL等导航传感器共同构成组合导航系统，这样可以充分发挥每种导航方法的优势，提高导航系统的可靠性、稳定性和导航精度。本文的主要研究分两部分，第一部分针对DVL水下量程不够，分别设计出水面和水下组合导航模式，通过建立洋流模型估计出洋流速度，提高了导航精度；第二部分分析AUV位置、加速度和速度的变化对动基座罗经回路对准精度的影响，引入外速度DVL辅助，将罗经回路对准法由静基座推广至动基座。论文的主要工作如下：介绍了捷联惯导技术相关的基础知识，对导航中用到的坐标系作了定义并介绍了它们之间的数学变换方式，推导出惯导系统基本方程，鉴于系统的误差会给导航精度带来很大的影响，将重点放在了建立惯导系统误差模型中，最后对捷联式惯导系统的初始对准技术作了简单介绍。针对多普勒计程仪DVL水下测速量程不够，以捷联惯导系统SINS作为水下导航技术的核心，通过对洋流的建模，分别设计出水面SINS/GPS/DVL和水下SINS/DVL模式组合导航系统，用卡尔曼滤波算法可以估计出洋流速度，解决了DVL由于水下量程不够所带来的导航精度问题，通过仿真比较，洋流补偿可以验证本方案组合导航的可行性。DVL作为测速装置，可以提供稳定而连续的速度信息，是组合导航系统的重要组成部分，对于DVL测速误差补偿技术的研究十分有意义，AUV在海面航行时，DVL测速误差主要受风浪摇摆的干扰，在量测方程中补偿风浪摇摆造成的DVL测速误差，会提高组合导航精度。为了将罗经静基座对准方法扩展到动基座，在分析静基座罗经回路的基础上，深入研究了AUV位置、加速度和速度的变化对动基座罗经回路对准精度的影响，得出了静基座罗经对准的改进方法，提出了基于外速度DVL辅助的动基座罗经回路对准方法，将罗经回路对准法由静基座推广至动基座。