针对微小型水下航行器在水下无法获得GPS信号的情况,在对惯性导航系统进行可观性分析的基础上,提出了一种模型辅助的全自主水下组合导航方案。由于体积和功耗的限制,本系统无法采用传统的多普勒测速仪作为外部传感器,而提出了以惯性导航系统为核心,加入磁罗盘、深度计等矫正信息,并以水下航行器的运动模型辅助的方法。根据水下航行器的运动特性进行数学建模,与卡尔曼滤波构成回路,运动模型输出位置、速度等信息对捷联解算输出信息进行误差补偿,搭建的系统能够满足微小型AUV对于导航系统体积、成本和功耗的要求。以静止状态下运动模型输出为零的特征进行了静止状态下的算法验证,以GPS输出的部分信息模拟运动模型的输出,进行了地面动态小车实验;同时,在Matlab环境中搭建了全数字仿真平台,模拟水下航行器的作业环境,验证了算法和组合导航方案的可行性和有效性。