航天器轨道的确定是对航天器进行制导和控制的前提，是一项关键的技术。随着航天器数目的增加及地理条件的限制，利用地面站点进行定轨的弊端日益暴露出来，而航天器自主导航则成为卫星自主测控的发展方向。本文针对近地轨道卫星导航精度和可靠性的实际需求出发，在分析了卫星可能配置的各种导航敏感器的基础上，针对各种不同配置方案，对所涉及的自主导航关键技术进行了研究；在对不同配置方案研究基础上，采用多传感器信息融合理论，综合卫星可能配置的各种导航敏感器信息，还设计了基于伪距和姿态敏感器的卫星多传感器自主导航方案，以进一步提高卫星自主导航的精度和可靠性。 论文开展了近地轨道卫星动力学建模研究，适合近地轨道卫星的动力学方程建模是卫星自主导航实现的基础。为此，本文首先在地心赤道惯性坐标系下，分析了地球形状、日月引力、太阳光压、大气阻力等摄动因素对轨道的影响，并在此基础上结合近地轨道卫星的轨道运行特点，分析建立了近地卫星的轨道动力学模型。 论文结合卫星轨道动力学特点，首先考虑采用GPS伪距进行自主导航，对GPS卫星的可见性进行分析，建立了系统的观测模型；在分析GPS误差模型基础上，设计了相应的卡尔曼滤波器对卫星的自主导航性能进行了数学仿真分析。另外，针对GPS无法使用的情况下，仅考虑利用星上可能配置的姿态敏感器进行卫星自主导航，主要针对星敏感器/红外地平仪或紫外敏感器两种导航方案进行了分析研究，分析建立了这两种方案下的自主导航数学模型，最后通过数字仿真较深入地研究和探讨了这两种方案下的自主导航精度。论文最后结合上述研究工作，利用多传感器信息融合理论，分析提出了“GPS/星敏感器/红外地平仪/紫外敏感器”的多传感器卫星自主组合导航方案，并进行了相应的性能分析，表明采用多传感器信息融合理论可以提高卫星自主导航精度。