近年来测量船凭借自身安全性,实时性,高效性,操作便捷性等优势在各种水域环境测量中得到了广泛的应用,加上自动控制方法的应用,对同一段水域环境反复测量变得省时省力,但实际能达到的航迹跟踪精度却受到外界干扰,反馈精度欠缺,控制方法及其应用问题等限制,导致测绘得到的结果并不准确。本文以欠驱动水面测量船为研究对象,对测量船全局航迹跟踪控制进行研究,设计了工业级船舶自动驾驶仪,主要工作如下:首先,基于动力学和运动学相关理论,分析欠驱动水面测量船的工作原理,建立了水面测量船模型。同时考虑外界环境的干扰,建立环境干扰力模型,进一步得到在考虑环境干扰力作用下的水面测量船系统非线性数学模型。其次,针对一般水面测量船传感器反馈的数据误差大,有滞后,对控制产生很大的负面影响的现象,本文提出一种新型传感器数据融合策略,将三轴磁力计,陀螺仪,船载RTK的航向融合,既保证了航向数据的更新速率,又有了一定的精度和抗干扰能力。然后,利用鲁棒自适应控制理论设计航向控制策略,再利用鲁棒控制和反馈线性化相结合的方法设计航速控制器,加上精确的航法计算,总结了一套高精度轨迹跟踪的控制方法,并进行了仿真验证。最后,基于上述策略和控制律研究,设计出一种工业级双核船舶自动驾驶仪,完成了水面测量船在不同的水域环境中的自动测量,航行精度达到亚米级,现已顺利投入市场使用。