水下地形辅助导航用外部地形信息对INS进行综合修正，从而克服INS导航精度随时间积累而降低的缺点，达到长期、高精度的导航要求。匹配算法是地形辅助导航的核心组成部分之一。本论文在国防“973”项目——“水下无源导航技术研究”的支持下以匹配算法为研究核心内容，通过理论分析和仿真验证做了以下几个方面的深入研究： (1)针对水下航行的特殊条件，提出水下改进TERCOM算法。 (2)建立了水下SITAN数学模型，同时把集合卡尔曼滤波引入算法的搜索阶段，提出水下改进SITAN算法。 (3)建立了一个数学模型定量分析TERCOM算法性能与地形特征、其它量测误差之间的关系。 (4)通过仿真试验分析了各种因素对TERCOM算法和SITAN算法的影响，验证了匹配算法的可行性，得到了以下结论： 除地形因素外，影响TERCOM算法性能最大的因素是陀螺仪误差。 对于适应匹配的地形，在以下条件下TERCOM算法的平均误差在200米左右：INS初始经纬度误差0.03度(4722m)以下，陀螺仪误差(包括常值漂移和随机漂移)0.005度/小时以下，加速度计误差(包括常值漂移和随机漂移)10-4米/秒2以下，格网间距小于100米，标准量测噪声(分区间设定或IHO标准)。 除地形因素外，影响SITAN算法性能最大的因素是INS初始误差。对于适应匹配的地形，在以下条件下SITAN算法的平均误差在200米左右：INS初始经纬度误差0.01度(1574m)以下，陀螺仪误差0.01度/小时以下，加速度计误差10-4米/秒2，,格网间距小于100米，标准量测噪声。 (5)在通过理论分析与仿真试验比较TERCOM算法与SITAN算法的优缺点的基础上，提出了两个算法的组合方案，并通过仿真做了初步验证： 在良好的地形条件下，组合算法的适应性要好于任何单独的一个算法。满足以下条件之一组合算法的平均误差在200米左右：a.INS初始误差0.01度以下，陀螺仪误差0.01度/小时以下，加速度计误差10-4米/秒2，格网间距小于100米，标准量测噪声；b.INS初始误差0.03度以下，陀螺仪误差0.005度/小时以下，加速度计误差10-4米/秒2，格网间距小于100米，标准量测噪声。 (6)用VC语言，按照面向对象的设计思想，构建了水下地形辅助导航系统仿真平台。