卫星导航具有高精度、全能性、全球性、实时性等优点,在航天器的导航应用中占有重要地位,基于卫星导航的高精度定位可以开展高准确度的大气探测任务。由于大气分布的不均匀性,当星光经过大气会发生偏折,该偏折与路径中经过的大气相关,星光折射导航便是基于该效应实现的。卫星折射导航需要高精度的大气密度信息,而现有的大气模型无法满足需求。本文从星光折射导航的逆过程出发,提出一种利用卫星导航与星光折射结合的大气反演方法,其中卫星导航用于提供高精度的卫星位置与姿态,而星光折射给出折射角与大气密度之间的关系,结合起来可以得到高精度的大气密度信息。首先,本文研究了经典的星光折射模型的构成,并基于一定条件下的折射模型给出了大气密度的反演理论;其次,设计了球形大气下的折射角生成方案与大气反演方法;最后对该方案进行了验证和分析。本文的结果一方面对星光折射导航实现过程中遇到的大气数据精度问题提出一种新的解决方案,另一方面对于传统的大气探测也是有益的补充。