Рассматривается задача обнаружения и локализации отказов датчиков инерциальной системы, используемых автономным подводным аппаратом при навигации. Предложен сравнительный анализ решений, которые базируются на различных моделях машинного обучения. На базе наблюдателей полного порядка построены направленные генераторы сигналов рассогласований для обнаружения и локализации отказов датчиков, используемых для измерения линейной и угловой скорости модели подводного аппарата. Рассмотрена динамика модели автономного подводного аппарата, движущегося с постоянной продольной скоростью в горизонтальной плоскости. Сформулированы условия, обеспечивающие корректное обнаружение отказов и чувствительность генераторов рассогласования к отказу отдельного датчика. Спроектированы функции, используемые в качестве признаков для предложенных методов машинного обучения. Выполнена настройка и проведен сравнительный анализ эффективности различных моделей машинного обучения в задаче диагностирования датчиков. Приведены результаты компьютерного моделирования, демонстрирующие высокую точность определения отказов при аугментации данных для обучения за счет сигналов рассогласования.