本课题来源于国防科工委的高技术课题“微型航天器自主生存理论与方法研究”。本文主要对基于磁强计的近地卫星自主定轨问题的理论、算法进行了研究，并通过数学仿真和实时仿真实验验证了其可行性和定轨精度。　　首先，为实现自主定轨系统的需要，建立了近地卫星的运动学、动力学模型和适应自主定轨系统计算的地磁场模型。　　其次，为实现磁强计自主定轨，研究了适用于非线性估计问题的扩展卡尔曼滤波理论。本文以三轴磁强计的测量矢量信息作为观测量，在误差测量时标称轨道选取了stk软件所计算出的数据作为验证误差的标准，将扩展卡尔曼滤波应用于近地卫星自主定轨问题中，设计了定轨方案，对卫星的位置、速度进行了估计。应用基于扩展卡尔曼滤波的一种改进算法，并给出了这种算法的应用条件。基于以上滤波理论和方案进行了数学仿真，并对两种不同扩展卡尔曼滤波算法的仿真结果进行了比较。应用扩展卡尔曼滤波的改进算法使卫星的定轨精度有了较大的提高，取得了较好的滤波结果。　　最后，在数学仿真基础上建立了一个实时仿真实验：基于磁强计定轨系统和MATLAB/Simulink/xPC集成仿真环境的实时仿真实验。实验结果验证了磁强计自主定轨系统的理论、方案的正确性和系统的实时运行特性等。在以上理论及数据基础上，应用stk软件实现了自主定轨系统的动画显示。