为解决复杂环境因素影响下的船舶操纵运动预报精度问题，提出了一种面向环境不确定性的船舶操纵运动灰箱辨识建模与预报方法；参考分离型船舶操纵运动模型结构，考虑船舶操纵运动机理，建立了简化的灰箱模型；选取合适的试验对象，运用最小二乘支持向量机算法对建立的船舶操纵运动灰箱模型进行参数辨识，并通过旋回试验和Z形操纵试验测试了模型的泛化性；通过环境不确定性因素分析，构建了波浪作用力干扰模型、数据传输延时模型和感知设备误差模型，并以此为基础，生成了具有多种环境不确定性因素影响的船舶运动响应训练数据；通过仿真试验，验证了预报方法在环境不确定性因素干扰下的预报精度。研究结果表明：在引入环境不确定性因素影响的船舶操纵运动预报试验中，当感知设备误差由0逐渐提升至5%和10%时，除受较小的初始数量级因素影响的横摇速度外，其余船舶运动响应预报结果的均方根误差增幅均小于10%,预测模型的精度可以得到有效保证；而在感知设备误差达到20%的极端条件下，纵荡速度、横荡速度、艏摇速度预报误差相较于0时分别提升4.65%、15.97%、18.17%,误差增幅仍能有效控制在20%以下。可见，船舶操纵运动建模与预报方法可在一定程度上实现环境不确定性因素干扰下的高精度船舶操纵运动预报。