本发明公开了一种海洋拖曳调查水下单元缺失定位数据的恢复方法，包括以下步骤：对拖曳调查过程中船舶GPS位置数据和水下单元已有定位数据进行预处理，建立水下单元缺失定位数据的恢复模型；对水下单元定位缺失路径进行多次预估，结合拖曳调查所在区域的海底地形数据和定时记录缆长数据，计算每条预估路径上对应缆长记录时间点位置的理论缆长；选择理论缆长和记录缆长误差最小值所在的预估路径，作为该测线定位缺失路径的恢复结果。本发明创建的方法为在水下拖曳调查过程中，因定位数据部分缺失而无法追踪水下单元运动路径这一难题提供了一种有效的解决手段。