随着航天技术的发展,人造卫星的应用越来越多,航天器的自主生存能力已成为世界各国备受关注的关键技术之一。航天器的自主导航技术是航天器自主性的一个重要方面,也是航天技术发展的一个趋势。它在减轻地面测控系统的负担、降低航天器自主运行费用、提高航天器的生存能力方面具有重要意义。本文研究了一种新的航天器自主导航方法—基于合成孔径雷达(SAR)的卫星自主导航方法。本文的主要研究内容包括:根据合成孔径雷达对地观测的特点,结合合成孔径雷达的距离—多普勒频移方程,分析了基于合成孔径雷达的自主导航原理,并以卫星到地面标志点的距离作为观测量,建立的自主导航的观测方程。接着分析了影响观测方程的几个因素,包括测量精度,地面标志点的位置误差,以及标志点之间的基线长度,并分析了它们对导航性能的影响。针对SAR观测弧度连续的情况,采用了扩展卡尔曼滤波器(EKF),并对测量精度、地面标识点的位置误差、地面标志点之间的基线长度对导航精度的影响进行了仿真分析,验证了之前的分析。接着针对EKF带来线性化误差的问题,采用了基于UT变换的滤波器算法,Unscented卡尔曼滤波(UKF),在相同的仿真条件下,并进行了仿真研究。针对SAR观测弧度不连续的情况,比如只能在中国大陆才能观测情况,定轨误差会出现很大一个尖峰值,采用了基于EKF的固定区间最优平滑算法和基于EKF的固定点最优平滑算法,并通过仿真验证了卡尔曼平滑算法对提高导航精度的有效性。