自主导航技术的发展对提高火箭上面级的机动性、隐蔽性、抗干扰性和自主生存能力，以及降低多星部署任务的成本，均具有重要的意义。本文研究了以恒星和地球方位矢量夹角作为观测模型输出、用迭代最小二乘法确定历元时刻火箭上面级状态、并以轨道预报方式实现自主导航的方法。在DSP上验证了该方法的适用性。　　论文综述了国内外自主导航技术和星载计算机的发展概况及趋势。　　分析了地球形状、日月引力、太阳光压和大气阻力等各种轨道摄动因素，在地心赤道惯性坐标系下建立了比较精确的火箭上面级轨道动力学模型。　　针对多星部署任务的特殊性，提出了分别适用于主动段和被动段的导航方案。着重研究了被动段自主导航的实现方式。提出了在被动段使用最小二乘方法的双CPU导航算法，其中一个CPU计算轨道初值的最小二乘解，通过动力学积分求差分，避开了传统动力学定轨中的大量偏导数计算，充分发挥了最小二乘方法具有算法简单、收敛性好的优势；另一个CPU进行实时轨道预报。除此之外，给出了用于上面级轨道确定的状态方程、观测方程、以及敏感器模拟测量数据的生成方式。　　为使得上面级在轨自主运行状态更为良好，对于可能影响的导航结果的因素进行对比仿真。分析比较了测量因素(采样周期、采样弧长、敏感器精度、恒星方位)、安装因素、轨道特性对于定位精度的影响，总结了其变化规律。　　最后，介绍了DSP器件在数字信号处理方面的优势，ICETEK-C6713-A目标板、仿真器和DSP的开发环境；然后，将PC机上的导航算法封装到ICETEK-C6713-A型评估板中，利用DSP实现了卫星的自主导航器；并利用该导航器进行了历元时刻初始值的计算和24小时轨道预报，仿真结果与PC机的结果进行了对比、分析。结果表明利用DSP实现卫星自主导航器是可行的。