宇航员在月球表面执行舱外非机动任务时，离不开导航定位技术的支持。和地球表面环境相比，宇航员面临的月球环境更加严峻，微重力和缺乏参照物等因素很容易引起宇航员的空间定向障碍，从而使得宇航员无法自己准确有效地判断自身空间方位，因此需要研制可靠的宇航员导航系统。本文选取惯性器件为主要传感器，研究了一种可穿戴式的宇航员月面导航系统。　　本文首先分析了月球表面的环境特点，在此基础上确定了以惯性导航技术为主要的导航方式，进一步推导了月面环境下的惯性导航模型，并根据宇航员执行舱外非机动任务的特点，对导航模型进行了简化。　　由于惯性器件漂移误差的存在，单独的惯性导航误差累积很快，因此需要研究有效的误差校正方法。考虑到月球表面的环境约束，本文将宇航员的先验知识与导航系统相结合，通过分析宇航员月面行走的步态规律，利用宇航员足部与月球表面接触时存在静止时间段这一先验知识，当检测出静态区间后，采用零速修正算法对惯性导航的误差发散进行抑制与修正。　　同时，为了解决导航系统航向角误差发散的问题，分析宇航员月面行走时的行为特征，进一步引入更多导航知识。首先，为了节约能量和在最短时间内接近目标，在路况允许的条件下宇航员具有直线行走的倾向。同时，宇航员不可能一直处于运动状态，出于定点采样等任务需求，在宇航员行走过程中会出现的短暂的原地停留。本文将这些先验知识同导航系统相结合，进一步约束了宇航员月面导航系统的航向角误差发散，提升导航系统的性能和精度，最后，通过多次行走实验对相关算法进行了测试。