由于传统的导航系统很难满足远程水下航行器精确导航、定位的要求，本文在充分考虑使用特殊性的情况下，结合国内、外导航技术发展的实际状况和发展方向，研究了水下航行器组合导航系统的误差，重点解决了因多普勒输出数据周期长和周期时变而给导航计算和滤波器设计带来的问题，并进行了仿真和实物测试，仿真和实物测试结果表明本文所研究的设计方案合理，可以达到某型水下航行器导航、定位需要的精度。主要工作包括： 1．水下航行器的捷联惯导系统设计。详细研究了捷联式惯性导航系统的工作原理、基本算法和误差传播特性；对静基座条件下捷联惯导系统中陀螺常值漂移、加速度计常值零位误差和常值初始条件误差引起的系统误差进行了定量分析；以中等精度的惯性器件构成捷联惯导系统作为仿真对象，进行了数字仿真。 2．水下航行器的多普勒导航系统设计。详细研究了声波多普勒测速仪、电罗经工作原理，设计了多普勒导航系统，针对多普勒输出数据周期长和周期时变编写了导航计算程序，进行了数字仿真和实物工作测试，对实测数据进行分析及误差补偿，仿真和实测结果表明该系统具有很高的导航精度；建立了一套在水下航行器上使用捷联式磁通门方位仪时，补偿因载体磁场造成误差的方法。 3．水下航行器组合导航系统设计。设计了由捷联式惯导系统、多普勒测速仪、深度计和磁方位仪组合构成的水下航行器组合导航系统，其中卡尔曼滤波器可适应多普勒测速仪输出数据周期时变。对该组合导航系统进行了数字仿真，仿真结果表明组合后的导航系统可以满足某型水下航行器导航、定位的精度要求。 4．用MATLAB语言编写了水下航行器导航系统的仿真程序，这个程序包括：惯性器件输出理想值模拟模块、惯性器件误差模拟模块、捷联惯导计算模块、多普勒导航计算模块、卡尔曼滤波模块，可根据不同的需要进行纯惯导状态仿真、多普勒导航仿真、组合导航仿真。