月球作为地球独一无二的自然天体卫星,其距离地球约3.8×105km,是人类进行深空探测的理想跳板。进入新的世纪以来,重新踏上月球、开发利用月球资源并建立月球基地成了航天大国深空探测的重要目标。中国作为世界上的航天大国之一,也一直在实施着自己的月球探测计划,并一步步朝着“载人登月”计划迈进。为了保证整个探月工程的顺利开展,其中确定月面巡视器的位置是至关重要的环节,因此月球探测器位置的确定是整个工程项目的关键技术及难点问题。VLBI(Very Long Baseline Interferometry)技术历经50余年的发展,具有高精度、高分辨率及多用途等特点,在深空探测中已经得到了广泛的运用。利用地面VLBI台站测得的时延迟数据结合建立好的几何定位模型,便可以求出月面巡视器的位置。天文导航作为传统的导航方法,现已成功地用在了一些目标(如船体、卫星以及军事武器设备)的定位导航中。天文导航主要是利用地球、太阳及其他一些自然天体的观测信息来确定目标的位置信息,它的特点就是稳定性高,并且观测误差并不会随着时间积累。精度高、稳定性强是月面巡视器定位的基本功能要求。VLBI技术对于月球车定位精度较高,但是由于外部不可控因素的影响,VLBI信号有时无法接收,其非自主性易受干扰的固有缺陷对月球车定位的稳定性产生一定的影响;天文导航方法不受时间、距离长短的影响,能够稳定地提供位置、姿态等信息,但是其短时定位精度较差。当联合VLBI和天文导航进行月球车定位时,不仅可以提高月球车定位的精度,同时,也有效地保障了月球车定位的可靠性和稳定性。基于上述背景,本文对联合VLBI和天文导航进行月球车定位并采用联邦卡尔曼滤波进行联合解算进行了研究,主要贡献如下:1)针对VLBI技术非自主性易受干扰的固有缺陷,利用“嫦娥三号”(CE-3)实测数据并结合VLBI单点定位算法仿真了天文导航的观测数据。并对不同星体敏感器精度对天文导航的影响进行了实验分析。联合VLBI和天文导航对数据进行解算,并与天文导航单独解算及VLBI单独解算的结果进行了对比分析。2)提出利用月心直角坐标系和月心大地坐标系之间的转换关系来建立VLBI联合天文导航的联合定位模型,推导了联合定位的观测方程并利用赫尔默特方差分量验后估计方法来确定两种不同定位系统之间的权值。3)针对最小二乘方法没有将不同时刻的定位值联系起来相互制约,造成定位结果显得相当粗糙、杂乱的现象。本文采用联邦卡尔曼滤波进行VLBI和天文天文的联合解算,并和利用最小二乘解算的结果进行了比较和分析。