水下机器人惯性导航系统是在海洋研究、水下作业及深海探索等领域中极为重要的技术。利用惯性导航系统，水下机器人可以在没有外部信息源的条件下，实现自我定位和路径导航，这在复杂的水下环境中显得尤为重要。本文探讨了基于捷联惯导算法的水下机器人导航系统，通过仿真验证了算法的准确性和精度，并与实际GPS轨迹进行了比较。
文章介绍了水下机器人路径导航的重要性。随着对海洋资源的开发与利用的需求增加，水下机器人成为了科学研究的重要工具。为了应对水下的复杂环境，路径导航成为关键技术。文章以“海鲨”ROV水下机器人为模型，选用捷联惯导系统来完成路径导航，并确保航行的绝对误差在限定范围内。
接下来，文章对惯性导航系统进行了基本介绍。惯性导航系统是现代技术科学中一门新兴的研究领域，能够满足现代化水下搜索工作的需求。惯性导航技术的核心是利用牛顿经典力学原理，通过安装在运载体上的惯性元件（如陀螺仪和加速度计）来获取加速度、角速度和航向角等信息，通过数学运算解析的方式计算运载体的位置和定位信息。在实际应用中，惯性导航系统需要解决包括高精度惯性元件、高速计算能力和可靠高效系统等一系列问题。随着科技的进步，这些问题逐步得到解决，惯性导航技术开始应用于实际。
惯性导航系统主要分为平台惯性导航系统和捷联惯性导航系统两类。平台惯性导航系统需要一个高精度的相对水平平台，且由于其制造复杂性、精密度要求高和成本昂贵，其实际应用受到较大限制。捷联惯导系统则不需要实体平台，它将惯性元件直接安装在运载体上，其惯性元件的检测轴与载体坐标系三轴相平行，通过数学运算得出载体坐标系至导航坐标系的坐标变换矩阵，即姿态矩阵。捷联惯导系统省去了物理平台，降低了大小、重量和成本，其优势主要体现在四个方面：一是节省了绝对水平的惯导平台，二是惯性元件可直接读取运载体的加速度和角速度，三是姿态矩阵可作为数学平台使用，四是适应性更强，特别是在空间限制较大的条件下。
文章还提到了惯性导航系统在水下机器人中的具体应用。通过捷联惯导系统中的惯性元件获取的三轴加速度和角速度信息，推算出水下机器人的运动姿态和路径，达到惯性导航的目的。通过仿真，可以将导航路径与实际GPS轨迹进行比较，验证算法的准确性与精度。这是水下机器人导航系统研究中非常关键的一环，也是实际应用中评估导航系统性能的重要手段。
文章以“海鲨”ROV水下机器人为例，介绍了该研究的具体应用，并通过仿真验证了捷联惯导算法的可行性和准确性，确保了在特定时间内航行的绝对误差保持在2.5米以内。这对于水下机器人在实际作业中的导航精度有着重要的意义。
