本文研究飞行器多源天文导航与容错技术，系统地分析了多源天文导航的基本原理以及基于联邦卡尔曼滤波的信息融合方法，以探月飞行器转移轨道段和环月轨道段为背景，设计了具有故障检测、隔离功能的多源天文导航系统。课题的主要研究工作如下：（1）详细的分析了多种天体敏感器的工作原理及其误差特性，包括星敏感器、太阳敏感器、红外地平仪、紫外月球敏感器、X射线脉冲星敏感器等。以轨道动力学方程和姿态动力学方程为状态方程，建立了多源天文导航系统状态模型及观测模型。（2）介绍了联邦滤波器结构及算法原理，分别以转移轨道段、环月轨道段、环月阶段的姿态确定为背景，设计了与之相适应的联邦滤波器。用STK软件设计了两段轨道，在此基础上，应用非线性系统的扩展卡尔曼滤波算法对联邦滤波器的各子系统性能及全局估计性能进行了仿真分析。（3）给出了基于残差检验的容错滤波算法，通过将多个敏感器在不同的时间段先后设置为故障，分析了应用常规Kalman滤波与应用容错Kalman滤波的性能差异。