随着人类的“蓝色信念”日益深刻,对海洋认知的脚步加快,推动了水下运载监测装备的快速发展,作为人类重要的水下作业助手,水下机器人也在不断更新其功能和应用领域,其中小型自主水下机器人（AUV）将在未来海洋观测网络中成为重要观测节点,在未来水下机器人普及中成为主要市场需求。然而目前具备多种信息采集功能的电子系统尚没有标准化的产品,且低成本信息系统对AUV具有普及性,因此本文以小型AUV信息系统为研究对象,本着通用性和扩展性原则,为提供标准化信息系统展开,依托信息系统设计过程对信息采集和组合导航进行研究。信息系统的设计工作通过确定设计指标完成概念设计,确定信息系统体系结构完成初步设计,确定按两种方法交叉同步进行的模块划分方案完成模块设计,软硬件的实现和对接调试并进行详细研究。针对基本信息采集功能,按照体系结构构建信息系统的力学信息流和视觉、避障和化学信息流,并按照流程模块设计方式完成初步编写可烧录程序。采用四元数法、方向余弦法和积分法分别进行姿态解算、位置解算和速度解算,对力学信息流的部分做了详细编排整理,给出捷联导航系统的误差传递关系并推导出误差方程。以信息为思想,电子为工具,结合小型AUV面向标准化的发展方向,提出“即插即用”的设计理念,按照功能模块划分方法,进行主控板的电子系统设计,完成了具备基本功能接口和扩展接口的硬件主控板,并基于设计指标和校验硬件主控板的目的,完成低成本外围主要硬件选型,将主控板与硬件整合并与程序对接,进行初步调试使用,取得良好的效果。针对信息系统的主要功能导航功能,根据力学解算过程建立SINS模拟器,发现使用纯惯性传感器导航发散严重,结合误差传递关系和误差方程,引入卡尔曼滤波,建立了SINS滤波器模型进行初步滤波处理,有效控制了发散情况,但精度仍达不到设计指标,尤其垂直方向误差较大。针对力学信息主导的低成本导航器件精度不高的问题,结合本系统特点选择紧耦合的分布式反馈校正滤波方案,并引入深度计,通过二阶阻尼回路削减低频误差来修正高程,选定状态量和观测量,建立组合导航系统卡尔曼滤波器模型,并设计接近实际的模拟轨迹,采用此模型和轨迹数据进行仿真,滤波后ENU向位置和速度误差标准差减小,压缩了导航子模块的噪声,尤其稳定了垂直方向误差,滤波效果良好。