自主导航无需依赖地面支持,仅靠机载的敏感设备再结合相应的算法即可自主完成导航任务,该导航技术不仅可以降低导航成本,还大大削弱了非自主或半自主导航技术对地面站的依赖性。随着太空探测的推进,自主导航技术的优势愈加明显,自主化将成为未来导航技术发展的必然趋势。本文以基于测角信息的近地卫星自主导航方法为研究对象,深入研究了该方法中基于星光大气折射的间接敏感地平导航方法。同时也对基于偏振光的自主导航和基于测速信息的自主导航方法的发展情况进行了综述,这两种都是目前较为新型的自主导航方法,尤其是后者,系统、深入的理论研究与技术应用尚属空白。本文研究的主要内容有:(1)给出了得到仿真中要用到的转移矩阵和观测矩阵的推导过程以及详细的表达式;针对仿真实验的实际情况设计了本文采用的自主导航系统方案和滤波算法。(2)利用理想气体状态方程对大气密度进行建模,同时利用大气数据对密度标尺高度进行连续高度建模,从而建立新的星光大气折射模型,再经推导得到改进后的观测方程,通过计算机仿真将改进模型与其它模型进行对比,验证改进效果。(3)研究了间接敏感地平自主导航的精度影响问题。通过仿真分析了星敏感器安装方位、大气密度误差、星敏感器精度和折射星数对导航精度的影响;最后通过分析观测方程中参数变化对导航精度的影响,对观测方程进行改进,给出了滤波五个基本方程详细的推导过程和滤波流程图,以计算机仿真对改进前和改进后的滤波算法性能进行比较。