地磁匹配导航是实现水下航行器自主导航的重要导航方式。地磁场测量是地磁导航的基础,针对磁通门传感器中来自环境和载体的随机高幅值磁干扰,提出了一种基于多尺度干扰检测与完备集成经验模式分解相结合的降噪方法,提高地磁测量精度;在航行器组网通信的技术基础上,建立多航迹地磁匹配模型,设计多因素对地磁匹配定位影响实验,验证地磁匹配算法的有效性;针对初始定位误差较大,传统粒子初始化方法会出现粒子密度下降、算法收敛效率低的问题提出一种约束有效定位的粒子群优化算法。论文主要研究内容如下:（1）分析了地磁测量误差来源,针对随机高幅值磁干扰,提出了一种基于多尺度干扰检测与完备集成经验模态分解（Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition,CEEMD）相结合的降噪方法。根据地磁信号的强相关性,计算各本征模态分量（Intrinsic Mode Functions,IMF）的自相关函数,并自适应地选择有效IMF;使用排列熵对各个有效IMF进行多尺度分析,标记出IMF干扰信号时段;然后,对各干扰段进行二次分解,提取低频有效分量,滤除IMF中高幅值干扰信息,最后,将干扰抑制后的有效IMF叠加进行信号重构,得到滤波信号。实验结果表明,在测量信号信噪比低的情况下,提出的方法能有效滤除磁干扰,信噪比提高了3倍。（2）在航行器协同导航的背景下,提出了多航迹的粒子群优化（Particle Swarm Optimization,PSO）地磁匹配算法。首先分析了多航迹空间约束模型,搭建了主从式组网地磁匹配模型;然后利用多航迹空间约束,将平均绝对值误差法则从一维计算拓展至高维匹配,使用匹配成功率、匹配定位误差和算法适应度三个维度对定位有效性进行评价。仿真结果表明,组网地磁匹配能够在短周期内得到较高的匹配概率和匹配定位精度;在局部地磁异常环境下,多航迹地磁匹配仍能保持较高的匹配成功率和匹配定位精度;在相同的地磁测量噪声干扰下,组网地磁匹配能获得更高的匹配成功率。（3）针对匹配初始定位误差较大、搜索区域过大,传统的粒子初始化方法会出现粒子密度下降、算法收敛效率低的问题,提出了一种约束有效定位的粒子群优化算法（Constrained Effective Positioning Particle Swarm Optimization,CEPPSO）。算法利用地磁测量冗余信息,结合地磁先验图,扩充待匹配点的地磁序列;计算待匹配点为真实位置的置信概率;通过对搜索区域置信概率密度函数的约束划定有效定位区,并在有效定位区内初始化粒子,提高粒子在真实值附近的概率和降低粒子数量;优化惯性权值更新,平衡了全局搜索与局部搜索能力。仿真结果表明,当初始定位偏差较大时,地磁冗余信息约束下的有效定位区包含了真实轨迹,粒子初始化范围为常规搜索范围的1/3,同样粒子个数条件下,CEPPSO的匹配成功率比常规的PSO算法提高近两倍。