惯性导航格网力学编排很好地解决了极区航向跟踪困难和极点北向缺失问题,成为支撑海洋运载器极区到达和极区航行的核心导航技术手段。然而,惯性导航误差随时间积累的基本属性,使其难以满足运载器对极区自主导航长航时、高精度和高可靠性的需求,格网力学编排的惯性导航系统依然需要探索基于外部辅助信息的组合导航方案,实现导航误差的修正和补偿。多普勒计程仪、超短基线声学定位等声学导航手段具有不受极区特殊地理环境与水下应用制约的优势,开展以格网惯性导航系统为核心、外部声学测速/定位辅助的格网惯性/声学组合导航理论和方法研究,是满足导航系统极区高精度应用需求的重要技术途径。为提升长航时导航系统极区应用精度和可靠性,以格网惯性/声学组合导航理论与方法为研究对象,以解决人为附加定义、间断量测、粗差干扰带给导航系统的性能下降问题为目标,从格网惯性、声学导航误差传播机理分析入手,围绕极区组合导航算法、抗粗差抗干扰技术等极区导航关键技术展开研究。论文主要包括以下研究内容:（1）导航系统极区应用的误差特性与关键问题分析开展格网惯性、声学导航设备极区应用误差传播特性、可用性分析,梳理极区格网惯性/声学组合导航的关键问题,指引课题研究方向并设计组合导航基本算法。基于误差传播微分方程,对比归纳格网惯性导航与指北惯性导航误差传播规律异同,探索器件漂移与极区地理环境对格网组合导航性能的影响,并结合声学导航设备极区可用性分析,梳理格网惯性/声学组合导航极区应用关键问题求解思路;设计单轴旋转调制的格网惯性/声学组合导航基本算法,抑制格网惯性导航误差,提升极区导航精度,并通过仿真实验验证其性能优越性。（2）格网惯性/多普勒极区组合导航算法优化研究为解决人为附加位置定义引起的格网组合导航极区应用精度下降问题,通过更换位置坐标、统一地球建模方式,优化格网惯性/多普勒组合导航算法。为避免极区经线汇聚导致的经度误差放大影响导航算法性能,设计去经度的格网惯性导航力学编排方案,为组合导航算法优化奠定基础;传统格网组合导航的力学编排与滤波模型采用不同地球建模方式,纬度定义不统一,滤波模型存在建模误差,导致滤波估计精度下降,基于统一高精度地球模型和去经度力学编排,重新推导格网惯性导航误差微分方程,重建滤波模型,实现格网惯性/多普勒组合导航算法优化,并通过仿真实验验证优化模型对滤波估计精度的提升作用,以及组合导航算法极区导航定位性能。（3）格网惯性/超短基线/多普勒极区组合导航算法研究为抑制组合导航位置误差发散,引入超短基线,基于格网导航坐标系,设计惯性/超短基线/多普勒组合导航算法。针对超短基线量测间断引起的导航性能下降问题,挖掘量测信息类型,采用不同组合模式,开展极区组合导航算法研究。首先,归纳分析超短基线信息可能存在的间断情况,以相对位置信息为量测,设计极区松组合导航算法,发掘相对位置测向、测距之间的独立性,充分利用有效量测,提升组合导航间断环境适应性与定位精度;为进一步提高超短基线抗干扰能力,以相位差、时延为量测,设计极区紧组合导航结构与导航算法,实现格网惯性导航与超短基线相互辅助,同时提升两者的间断量测适应性与精度;最终,在极区连续与间断量测环境下,验证导航算法性能。（4）格网惯性/声学极区组合导航抗粗差技术研究为抑制量测粗差对导航性能的影响,针对现有抗差技术在集中滤波器故障定位、小幅慢变粗差抑制、估计误差抑制等问题上的不足,展开抗粗差技术研究。设计故障检测矢量,以量测信息取代子滤波器为检测对象,提出矢量故障检测技术,打破故障定位对滤波器层级结构的依赖,实现集中滤波器故障检测与隔离;提出抗广泛粗差的容错卡尔曼滤波算法,为提高小幅慢变粗差抑制效果,引入先验概率分布与极大后验准则,以残差的时间序列为检测样本,建立量测信息质量评价函数与权函数,实现小幅慢变粗差检测与有效抑制;提出自适应双通道混合校正技术,设计基于时间与粗差检测的校正通道选择判据,抑制估计误差对导航性能的影响,实现长航时精度自持能力与抗干扰能力的同时提升;设计实验验证上述方法对粗差的抑制效果,及对导航精度与可靠性的提升。