小天体撞击探测任务具有很大的科学意义和价值。在撞击器接近目标天体过程中,自主导航精度与撞击制导律的选取将直接决定撞击探测任务的成功与否以及最终的撞击性能。本课题进行了高精度小天体撞击探测自主导航与制导方法研究。首先,为避免星历误差的影响,采用对目标天体的直接观测方案,建立了简化的相对轨道动力学模型和以目标天体图像信息为观测量的观测模型。根据小天体撞击任务的特殊条件,采用B平面参数描述撞击器导航系统的方法,避免了撞击器与目标天体径向距离不可观测带来的问题。在对导航系统可观测性分析的基础上,设计了基于扩展卡尔曼滤波的自主导航算法。其次,在自主导航基础上,基于预测制导思想,进行了小天体撞击探测的精确制导律设计。引入动力学模型预测末端状态,通过优化机动脉冲使预测与期望的撞击点偏差最小。结合任务周期设计了时刻固定的三次点火机动方案,并给出了小推力发动机点火控制的修正方法。最后,设计了小天体撞击探测导航制导数学仿真平台,对影响导航与制导系统精度的各误差源进行分析,并建立了其数学模型,在此基础上进行蒙特卡罗仿真。仿真结果验证了所提出的导航制导方法是可行的,撞击精度达到了148.8m。