目前，基于X射线脉冲星自主导航技术成为国内外的研究热点。X射线脉冲星自主导航系统的核心器件之一就是X射线光子计数探测器。对于X射线脉冲星自主导航用的X射线探测器最关键的两个技术指标就是灵敏度和时间分辨率：一是因为X射线脉冲星源的辐射强度非常微弱，再者是X射线脉冲星自主导航的定位精度依赖于X射线脉冲星的脉冲到达时间的测量精度。本文在分析X射线脉冲星自主导航原理、国内外研究现状和比较各种X射线探测器工作原理与性能的基础上，提出了一种基于MCP的X射线光子计数探测器(MCP-based X-ray photon counting detector, MCP-XPCD）和基于MCP的X射线光子计数成像探测器(MCP-based X-ray photon counting imaging detector,MCP-XPCID)的方案，并研制出了原理样机。MCP-XPCD主要由输入窗、CsI光电阴极、微通道板MCP、蛇形微带线电荷收集阳极，及电子读出系统组成。MCP-XPCID与MCP-XPCD的区别就是将电荷收集阳极换成了具有空间分辨的楔条型位敏阳极（WSA）。搭建了基于X射线脉冲星自主导航的地面模拟系统，主要由X射线脉冲辐射源、MCP-XPCD、电子读出系统和数据处理系统四部分组成。该系统可以产生周期可调的单光子X射线辐射，探测系统可以记录每个光子的到达时间，通过长时间的采集依据脉冲轮廓的构造方法可以还原X射线源的脉冲轮廓，为进一步计算脉冲到达时间TOA，进而验证导航算法做了必要的准备。对影响探测器灵敏度和时间分辨的光电阴极和电荷收集阳极进行了分析，制作了对软X射线灵敏度高的CsI阴极探测器，研制出了大面积的时间特性较好的蛇形微带线电荷收集阳极。对探测器的灵敏度测试结果表明：带有800nm厚的反射式CsI阴极的探测器积分灵敏度最高，可以到达260A/W/cm~2。对探测器在0.25nm(4.94keV）处的光谱灵敏度和最小可探测功率的测试结果表明：光谱灵敏度为460A/W/cm~2，最小可探测功率为5.4×10-16W/cm~2，相应的光子数密度为0.68ph/s/cm~2，远好于AXUV100G的最小可探测功率3.2×10-13W/cm~2和相应的光子数密度403ph/s/cm~2。对影响探测器时间特性的因素的实验分析结果表明：阴极电压、阳极加速电压越高，探测器的渡越时间弥散越小，时间分辨越好，实验中得到了1.1ns的最好时间分辨率。对整个探测系统（探测器+电子学）的死时间进行了测量，整个探测系统的死时间约为100ns，因此目前探测系统整体的时间分辨率为100ns。在搭建的X射线脉冲星导航地面模拟系统上，依据X射线脉冲星脉冲轮廓的构建方法获取了模拟X射线脉冲星源的脉冲轮廓。从探测器的输出信号的时间特性、MCP的增益电压和探测器的灵敏度三方面分析了其对获取X射线脉冲星脉冲轮廓的影响，结果表明探测器输出波形越好、时间分辨率越高，构造的脉冲轮廓形状越稳定，随时间的漂移越小，信噪比越高；MCP的增益电压越高、脉冲轮廓的信噪比越高；探测器的灵敏度越高，脉冲轮廓的信噪比越高。在模拟系统上，MCP-XPCD在X射线光子数密度为0.067ph/s/cm~2(远小于探测器噪声等效功率对应的光子数密度0.68ph/s/cm~2)的条件下采集1084s得到了X射线脉冲脉冲轮廓。该结果表明只要累积时间足够长，即使光子数密度为~10-5ph/s/cm~2量级，MCP-XPCD也是能够采集到X射线脉冲轮廓。在搭建的MCP-XPCID系统上，对X射线光子计数成像系统进行了研究，目前得到了优于150μ m的空间分辨率。分析了X射线脉冲星脉冲累积的模型，在此基础上提出了三次样条平滑算法和基于HARR小波的X射线脉冲轮廓消噪算法，提高了累积脉冲轮廓的信噪比。在小波域，对Taylor的计算脉冲到达时间的频域算法进行了改进，提高了脉冲到达时间的测量精度。