现代航空导航领域中，景象匹配辅助导航已被广泛应用于各国飞机、导弹的导航系统中。但是用于景象匹配的栅格图像数据量很大，机载数据库只能储存较小地理范围的栅格图像。矢量地图能够以较小数据量来表现完整的地面景象特征，基于矢量地图的匹配导航具有定位精度高、导航范围广、定位时效高等优势，为航空器导航提供了一种新的思路。本文根据地形景象匹配系统的导航方案，结合矢量数据结构特点，提出了矢量地图匹配导航系统的导航方案，并针对航拍图像目标水域提取、线状目标矢量化算法以及矢量图匹配算法展开研究，以实现矢量地图匹配导航系统。首先，对矢量数据的结构及特点进行研究，分析讨论现有已成熟的景象匹配导航系统方案，进而对两者结合，研究了矢量地图匹配导航方案，充分发挥矢量数据简洁表达图形信息、数据量小的优势；接着，针对实时航拍图像的目标提取技术开展研究，选定水域作为提取目标，研究了一种两步水域提取方法，实现了对目标水域轮廓的提取；然后，针对线状目标栅格图像的矢量化展开研究，研究了一种基于特殊点跟踪的矢量化算法，实现了包括线相交和封闭曲线情况在内的所有曲线的矢量化；最后，针对矢量地图匹配，基于曲线差角特征的不变性，结合Hausdorff距离度量方法，改进提出了基于差角Hausdorff距离的矢量线图匹配算法，解决了实时图中存在误提取矢量线时与基准图的匹配问题，并最终解算出实时图与基准图之间的平移、旋转和缩放关系。结果表明，本文提出的矢量地图匹配系统方案是合理可行的，具有重要的现实意义和应用前景。