中文摘要：

针对我国航天和国防领域载人航天、月球探测和天基对地观测等重大专项对深空探测器自主天文导航技术的迫切需求，研究了深空探测器在转移轨道上和漫游车在探测天体表面上的新颖实用的自主天文导航方法。建立了深空探测器的多体动力学轨道方程和天文量测方程，针对地月转移轨道的非线性和非高斯问题,提出了一种GAPF方法；针对行星际转移轨道上深空探测器的轨道模型参数变化的问题，提出了一种改进的MMUPF滤波新方法；针对借力飞行深空探测器在借力飞行过程中轨道变化较大，轨道动力学模型难以精确建立而导致滤波发散的问题，提出了一种将纯天文几何解析方法和滤波方法相结合的FMMUKF导航新方法，保证了在借力飞行和其他轨道突变的情况下也可实现探测器的自主天文导航。针对现有漫游车自主天文导航方法仅能定位或定向的不足，提出了一种基于UPF的漫游车定位定向方法，获得0.8"以内的位置和姿态精度,精度提高70%以上。提出了一种漫游车的惯性/天文组合导航方法，满足了漫游车长时间、长距离、高精度导航的要求。最后改进了天文和天文/惯性半物理仿真实验系统，并利用该系统进行了上述方法的地面半物理仿真实验,验证了方法的有效性和可行性。