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高轨卫星在预警、通信、气象、空间探测等领域的应用优势日益显著，应用需求日益迫切，导航精度和自主性的要求日益提高。本文兼顾自主性与导航精度要求，围绕高轨卫星天文/GNSS自主导航方法展开研究，其主要内容和创新点概况如下： （1）提出了基于紫外敏感器和GNSS测量信息的高轨卫星自主导航方案。建立了导航系统所需的轨道动力学模型和观测模型，并通过数值仿真着重分析了单一GNSS星座和联合星座主瓣、主旁瓣信号的实际可用性。仿真结果表明：当只接收单一GNSS星座的主瓣信号时，GPS系统可用性最佳，GLONASS和现有BEIDOU系统次之。当高灵敏度接收机同时接收GNSS星座的主、旁瓣信号时，联合GNSS星座可用性最好，故后续组合导航系统仿真拟采用联合星座提供的GNSS测量信息，以达到更好的导航性能要求。 （2）提出了基于Fisher信息阵的高轨卫星紫外/GNSS组合导航系统可观性研究方法。以系统状态C-R下界为度量的Fisher信息阵法，定量分析了两种不同紫外观测模型下系统状态估计所能达到的最高精度。在紫外等效安装误差的观测模型下，3个旋转误差角中的x轴安装误差角始终不可观；在紫外等效像素误差的观测模型下，2个像素误差始终可观。以可观测矩阵条件数为度量的PWCS方法取得了与Fisher信息阵一致的系统可观性结论，进一步验证了该可观性分析方法的可行性和正确性。在此基础上，分析了不同组合导航策略影响因素对高轨卫星自主导航系统状态可观度的影响，并由此得到考虑紫外数据更新周期、可用星集合、导航星座在内的最佳高轨卫星自主导航策略。 （3）完成了基于扩展状态法和最小二乘法的高轨卫星紫外/GNSS自主导航系统在轨标定。引入90o偏航机动的扩展状态法仿真结果表明：对于紫外等效安装误差观测模型，考虑紫外敏感器和GNSS测量信息时，绕x和y轴的安装误差角估计较为准确，但绕z轴安装误差角的估计精度相对单纯紫外敏感器导航提升了50%，而且在丢失GNSS信号的轨道段内单纯紫外敏感器导航的性能保持效果较好。对于紫外等效像点误差观测模型，考虑两类测量信息时，x轴像点误差估计较为准确，但y轴像点误差的估计精度有了大幅度的提升。基于最小二乘法的高轨卫星组合导航系统在轨标定方法与上述方法的误差估计精度相当，组合导航精度相当。 （4）设计了具有较好通用性和可扩展性的高轨卫星组合导航仿真平台，构建了导航系统的三类基本模块，并借助具体高轨卫星自主导航任务验证了该数字仿真平台的功能以及自主导航算法的性能。