无源重力导航是一种利用重力敏感仪表的测量实现的图形跟踪导航技术，它把事先做好的重力分布图存储在导航系统中，然后再利用重力敏感仪器测定重力场特性来搜索期望的路线。通过人工神经网络和统计特性曲线识别法使运载体确认、跟踪或横过路线，到达某个目的点。

采用无源重力导航技术进行水下导航的方法主要有：无源导航算法、地形估计算法以及采用重力辅助导航的组合导航。美国新一代潜艇导航系统就是一种典型的采用重力辅助导航的组合导航。

（1）无源导航算法是通过利用重力测量值、以数字形式存储的重力图和导航仪本身的数据，以产生导航仪的误差估计，然后将这些估计值用来以连续方式修正惯性导航仪的误差，不用定期地利用外部位置坐标，从而实现限定导航误差。修正可采用开环或闭环方式。在闭环式修正方式中，使用修正值连续重调导航仪，使之保持在要求的导航精度内。在开环方式中，修正值只加在导航仪的输出上。

（2）地形估计算法利用重力梯度仪测得重力梯度数据。重力梯度仪能够测量由于当地地形变化引起的重力场的变化，通过对这些信号进行适当处理，地形估计可以产生舰艇附近的地形的三维显示。重力梯度仪测量由地形变化而产生的重力梯度的工作原理是：重力梯度仪测量出总的重力梯度，减去已知的运载体本身的梯度及由于重力梯度仪平台的惯性角速率产生的向心重力梯度，再减去标准的椭圆地球的重力梯度，就是所求的重力梯度。(www.daowen.com)

（3）重力辅助导航法原理是：载体在运动过程中，重力传感器实时测量重力特征数据；同时，根据INS的位置信息，从重力图中读取重力数据；将这两种数据送给匹配解算计算机，利用匹配解算软件进行解算，求得最佳匹配位置。重力辅助导航的主要研究内容包括动基座重力仪、重力梯度仪的设计与制造，重力场模型和重力数据处理，重力图匹配理论与匹配算法，以及各种系统误差的校正理论与方法。重力辅助导航方式之一是利用水下运载体上安装的测深仪和重力计为测量设备，根据实时获得的重力异常与载体上保存的重力异常海图进行匹配；之二是根据水下运载体单轴或三轴安装的重力梯度仪实时获取的重力梯度值与载体上保存的重力梯度图进行匹配，利用扩展卡尔曼滤波进行各种导航误差的估计。

美国新一代潜艇导航系统由惯性导航仪模块、重力传感器模块、精密导航仪模块和地形测量模块等组成。惯性导航仪向其他模块提供数据；电磁计程仪数据用于阻尼惯性平台回路；重力传感器和惯性导航仪一起可实现无源导航能力。重力传感器通过重力测量和以数字形式存储的重力分布图比较，可计算出惯性导航仪的误差，连续对惯性平台进行重调。上述的惯性导航仪模块、重力传感器模块和地形测量模块均是无源的，可以保证潜艇的长期隐蔽航行。