根据航天器（体积小、质量轻、功耗低）的需求、月球环境（无地磁、慢自旋、强光照、高粉尘、无大气）的特点及月球车任务特点（小加速度运动、“运动-探测-数传”分步执行），提出了基于惯性单元、太阳罗盘的月球车位姿自主确定方法，并结合月球车车轮编码器（里程计）进行相对定位。　　 根据月球车任务特点，设计了月球垂直陀螺模型。该模型测量月球车三轴加速度、转动加速度、俯仰角和横滚角。工作原理是：应用三轴加速度反馈捷联结算过程的角速度，实现俯仰角与横滚角的稳定输出，抑制纯捷联结算的姿态漂移。静止时，由加速度反馈修正俯仰角、横滚角，保证平台方向与月球重力方向保持严格一致；月球车运动时，通过角速度进行积分，通过加速度反馈修正，使计算平台方向与月球重力方向保持基本一致。　　 根据月球环境特点，开发了太阳罗盘原理样机。该样机南智能CCD相机、视场一百八十度的鱼目镜头组成，并嵌入了太阳识别、太阳单位矢量计算等，实现在粉尘环境下的太阳方位精确检测。进而根据垂直陀螺提供的俯仰角、横滚角、由VLBI等绝对定位系统提供的经纬度、计算机时钟，及“日-地-月”星历，应用天文导航原理，确定月球车在当地地平坐标系下的航向角，从而完成高精度的月球车全姿态检测功能。在月球无地磁、慢自旋、高粉尘环境下，该系统能够进行精确的北向确定及全姿态确定，为月球车提供了当地地平指北参考系。仿真及室外实验证明了方法的有效性。　　 在检测月球车全姿态的基础上，通过月球车车轮编码器进行航位推算。针对传统车轮编码器相对定位精度不高的缺点，进行了改进，所做的工作有：针对车轮行驶路线进行了研究，不仅考虑了左有轮差异带来的路线形变，还注意到了路而不平性带来的定位误差，并提出了微弧线位移投影模型：以往学者对里程计的研究集中在两轮驱动，对车轮打滑、空转等带来的影响研究不足，论文针对BH2月球车原理样机的特点，提出了六轮驱动多冗余度仲裁表决模型，仿真实验证明了方法的有效性。