由于客观环境的影响以及航行任务的需要，水下导航不能使用卫星导航等常用陆地导航方法，必须依赖于惯性导航技术，为了消除惯性导航系统随时间积累的误差，需要另外一种无源的辅助导航手段。重力匹配利用卫星测高反演的重力异常数据与水下载体测取的重力信号进行匹配计算，是水下辅助导航的最佳选择。本文利用中国科学院测量与地球物理研究所长期从事卫星测高工作解算的海洋重力异常数据，在国内首次系统地进行了重力匹配辅助导航的仿真研究工作，本文的主要内容及结果包括：　　 (1)介绍了目前重力匹配辅助导航的软硬件背景条件。包括重力匹配的基础导航系统(惯性导航系统)，重力匹配的测量传感器(重力仪和重力梯度仪)，重力匹配的数据来源(卫星测高)。　　 (2)设计了基于地球重力场特征的重力匹配辅助导航算法模型。本文根据地球正常重力随纬度变化的特征，将重力异常匹配改为重力值匹配，这种设计既解决了重力仪测量值解算重力异常的纬度误差问题，同时在重力异常匹配的基础上加入正常重力比较提高匹配算法的效率。以重力值匹配的思想为基础，本文引入地形匹配的成熟算法，分别设计了两种重力匹配算法：多模型自适应估计法(MMAE)以及绝对残差平方和法(ARSS)。　　 (3)提出一种利用MMAE方法有效定位滤波器的状态输出来监测海洋重力仪突变零漂的方法，仿真试验表明MMAE方法具有一定的抗突变零漂特性，并且在海洋重力数据精度较高的情况下可检测出重力仪突变零漂的大小。　　 (4)以卫星测高和船测重力联合解算的重力异常数据为基础，设计了比较详细的重力匹配辅助导航仿真模型。根据近海和大洋不同的重力异常数据噪声分别进行两个系列的仿真试验，通过系统的仿真试验，确定目前重力匹配可达到1nmile左右的平均误差，初步验证了重力匹配辅助导航的可行性，为下一阶段的海洋试验提供了可靠的基础和重要的依据。　　 (5)总结了各种地形匹配可导航性分析方法优点和不足，从匹配算法原理出发，提出一种基于最小匹配方差的地球物理辅助导航可导航性分析方法。通过与本文的系列仿真试验结果进行比较，这种方法有效地反映了不同地域的可导航性。　　 (6)讨论了如何利用可导航性分析图进行相应的航线设计，并在局部航线设计中采用动态规划方法，通过比较仿真试验可以看出，该方法使得原来没有成功匹配的航线取得了有效定位。