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惯性导航存在时间累积误差,无法满足水下航行器长航时的高精度需求。地磁辅助导航可以修正惯导系统的累积误差,其关键技术之一是匹配算法。匹配区域会影响算法的匹配概率,区域适配性与地磁图特征关系密切,因此提出了基于改进地磁熵的适配区选取规则;针对环境噪声和磁力仪测量误差,采用RANSAC算法剔除待匹配序列中的野值点,增强匹配算法的容错能力;采用基于短边中位数实线的Hausdorff距离准则进行粗匹配,在小范围内采用遗传搜索策略进行精匹配,提高了ICCP算法的匹配效率;采用基于地磁矢量的ICCP匹配算法,提高了地磁强度变化平缓区域内的匹配精度;仿真实验表明:提出的适配区选取规则能够提高算法的匹配概率,抗野值处理后的矢量匹配算法能够进一步提高匹配效率和精度。论文的主要研究内容如下:(1)阐述了若干地磁图特征参数的定义及计算方法,分析了各参数对地磁图适配性的影响及相互之间的关系,提出了一种基于改进地磁熵的适配区选取规则,并在该规则下划分适配区与非适配区。仿真实验分析了不同区域内匹配结果的定位精度,结果表明该选取规则能够筛选出地磁信息丰富的区域,有利于选取匹配概率较高的地磁适配区。(2)由于存在环境噪声和磁力仪测量误差,待匹配地磁序列中的野值点会严重降低匹配精度,采用抗野值的RANSAC算法对测量序列进行数据预处理,剔除野值点并拟合测量序列作为匹配算法的输入。仿真实验表明:RANSAC算法能够有效剔除野值点,拟合测量序列后的匹配结果精度更高,使匹配算法具有了容错能力,增强了匹配算法的鲁棒性。(3)针对ICCP匹配算法对惯导系统精度要求较高和时间复杂度较大的局限性,采用基于短边中位数实线的Hausdorff距离准则进行粗匹配,划定大概率搜索区域并采用遗传算法搜索最近点进行精匹配,能够有效缩短匹配时间;提出一种基于地磁矢量的改进的ICCP匹配算法,采用三分量地磁强度代替欧式距离改进匹配的目标函数,更全面地评价匹配结果的精确程度,弥补了算法在地磁总量特征相似区域极易产生误匹配的缺陷。仿真实验表明:改进后的算法将匹配定位误差和航向误差降低了2/3,匹配时间缩短了1/2,有效提高了匹配算法的精度和效率。