状況を再現できません。こちらが試したこと:

 1. Xcodeで、「Tabbed Application」を作成。
 2. 「First View Controller」を、UINavigationControllerに置き換える。UINavigationControllerのRootViewControllerを「First View Controller」にする。
 3. FirstViewControllerに、UICollectionViewを配置。
 4. 「Third View Controller」を作成。FirstViewControllerとSegue(Show)で結ぶ。
 5. CollectionViewのセルをタップしたら、ThirdViewControllerに遷移するよう、FirstViewControllerをプログラムする。
 6. ThirdViewControllerからFirstViewControllerに戻るのは、ナビゲーションバーの「戻る」NavigationItemをタップして行う。

このように編集したところ、おっしゃるような、セグエで戻ったら、コレクションビューのセルの位置が変化するという現象は起きませんでした。
問題がかならず発生するモデルを、ご提示ください。

**追記の内容に対して:**
UINavigationControllerベースのView Controllerに、UiCollectionViewを配置したときのふるまいについて、興味深いものを見つけたので、書いてみます。
ベースビュー上に、なにかのオブジェクト(下図ではボタン)を配置した後で、UICollectionViewを配置すると、Prototype Cellの位置がCollection Viewの中で左上端になります。(左図)

![画像の説明をここに入力][1] ![画像の説明をここに入力][2]

その後、ボタンを削除すると、とたんにPrototype Cellの位置が下にずれます。(右図)
そのずれる量が、ナビゲーションバーの高さと同じということに注目してください。
これは仮説ですが、AutoLayoutのConstraintsが、すべてベースビューのエッジを対象にしている場合、UICollectionViewのセルの位置が、ナビゲーションバーの高さ分下にずれる。それ以外では、左上に位置する。そういう自動調節が働いているのではないでしょうか?
ご質問の最初の問題が、このことに関係しているのかもしれません。

  [1]: https://i.sstatic.net/sOxVj.png
  [2]: https://i.sstatic.net/IoJbB.png