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实现卫星自主导航具有重要的价值和意义。地球静止轨道（GEO）卫星作为一类特殊的卫星，在军用和民用等各个领域发挥的作用日益突出，同时地球静止轨道作为一种有限的资源，其合理有效的使用也是人类共同面临的难题。如何保障GEO卫星长期、稳定、可靠的运行，是一个十分迫切的课题，而实现其自主导航将是一个重要的基础。本文致力于GEO卫星自主导航的研究，针对目前关于GEO卫星自主导航方法中存在的精度低、成本高、实现复杂、可行性一般的问题，提出了一种基于恒星信息和地球紫外信息实现GEO卫星自主导航的方法。通过理论分析和仿真验证表明，本文提出的方法精度高、实现易，是一种切实可行有效的GEO卫星自主导航方法。本文主要完成的内容如下：（1）分析了目前卫星自主导航的研究现状及各种方法的利弊，确定了以星敏感器和紫外地球敏感器进行自主导航的方案，利用星敏感器敏感恒星信息和紫外地球敏感器敏感地球信息从而获得多天体目标信息，通过设计先进的导航滤波算法获得所需的导航参数信息，最后分析了该方法的可行性。（2）在基本二体模型的基础上，详细考虑了静止轨道摄动因素，包括地球非球形引力摄动（主摄动项考虑到J4项）、日月三体引力摄动以及太阳光压摄动（引入太阳光照条件）等，建立了高精度轨道动力学模型，这是保证导航精度的首要条件。然后建立了基于星光仰角和星光角距组合的观测模型，从而得到了GEO卫星自主导航系统的数学模型。（3）设计了基于EKF/UKF的导航滤波算法，这两种导航滤波算法在处理非线性高斯模型时使用比较普遍也相对成熟。鉴于实际的导航任务面临的环境更加复杂，我们很可能处理更多的是非线性非高斯模型，此时粒子滤波的优势就突显出来了。本文在研究粒子滤波理论的基础上，设计了基于改进粒子滤波的自主导航算法——UPF算法以及MCMCUPF算法。最后通过STK+MATLAB对这些算法进行了仿真验证和性能分析，并通过比较指出了进一步的研究方向。在实际应用中导航滤波算法的选取应根据具体的应用环境和条件，在滤波精度、实现难易程度、稳定性能以及计算量等各种指标因素之间综合权衡。