地形匹配导航是指通过比较地形参考数据库以及地形高度测量值来确定载体位置的特征匹配导航技术［2］。海底地形辅助导航（seabed terrain aided navigation，STAN）技术主要用于水下导航定位，将利用水下地形传感器测得水下地形数据，同水下地形数字海图数据库相匹配，通过计算机处理数据得出潜航器所在位置，通常用于辅助惯性导航系统。

利用数字地形图辅助惯性导航的技术可以实现导航，其精度取决于地图的精度和地形的变化情况，该技术称为地形辅助导航，因其在海湾战争中发挥了良好的实战效果而引起广泛关注，是当前最成功的地球物理导航技术。地形辅助导航系统有多种，如地形轮廓匹配（terrain contour matching，TERCOM）系统、桑迪亚惯性地形辅助导航（Sandia inertial terrain aided navigation，SITAN）系统、地形参考导航（terrain referenced navigation，TRN）系统等［3，4］。

TERCOM的基本工作原理是：在地球陆地表面任何一点的地理坐标可以根据其周围地域的等高线地图或地貌单值确定。依据采用的性能指标，TERCOM系统相关算法通常分为3种：互相关（cross correlation，COR）算法、平均绝对差（mean absolute difference，MAD）算法和均方差（mean square difference，MSD）算法。(www.daowen.com)

SITAN的原理是根据惯性导航系统输出的坐标，在数字地图上找到地形高程，惯性系统输出的绝对高度与地形高程之差就是航行器相对高度的估计值，它与无线电高度表实测相对高度之差就是卡尔曼滤波的测量值。地形的非线性特征导致了量测方程的非线性。采用地形随机线性化算法可实时获得地形斜率，得到线性化的量测方程；结合惯性导航系统的误差状态方程，经卡尔曼滤波递推算法可得到导航误差的最佳估计值，采用输出校正可修正惯性导航系统的导航状态，得到最佳的导航状态。SITAN着重于降低中等定位误差，不需要全局搜索，允许有较大的速度和航向误差，具有更好的实时性，更适合于具有高机动性的航行器使用。

水下地形传感器多采用测深测潜仪，通过测得的水下地形特征，结合惯导系统估算出位置信息进行数据预处理和补偿即可获得传感器测得的实时地形位置，利用匹配算法同数据库中预先存储的水下地形数字海图进行匹配，信息融合后可得最佳匹配位置，并进一步对惯导系统进行修正［5］。