天文導航系統是利用自然星體與時間有關的位置信息，藉助被動光電探測設備，通過解算確定載體航向、姿態和位置的導航設備。
| 中文名稱 | 天文導航系統 |
| 英文名稱 | celestial navigation system |
| 定 義 | 利用天體來測定飛行器位置和航向的自主式導航系統。 |
| 套用學科 | 航空科技（一級學科），飛行控制、導航、顯示、控制和記錄系統（二級學科） |
基本介紹
- 中文名：天文導航系統
- 外文名：celestial navigation system
- 原理：天文導航技術
- 套用領域：導航
天文導航,天文導航原理,套用範圍,天文導航系統的分類,發展趨勢,
天文導航
所謂自主導航技術是指不與外界進行信息的傳輸和交換，不依賴於地面設備的定位導航技術。天文導航是利用光學敏感器測得的天體（太陽、月球、地球、行星和恆星）的信息進行載體位置計算的一種定位導航方法。天文導航和慣性導航技術一樣同屬於自主導航技術。
天文導航特點有：
1，和慣性導航技術同屬於自主導航技術
所謂自主導航技術是指不與外界進行信息的傳輸和交換，不依賴於地面設備的定位導航技術。天文導航是利用光學敏感器測得的天體（恆星、近天體）的信息進行載體位置的計算。天文導航和慣性導航技術一樣同屬於自主導航技術。
2，定位精度不很高，但誤差不積累，其精度取決於光學敏感器的精度
相比其他導航方法來說，天文導航的精度不是最高的，但其不像慣性導航存在誤差隨時間積累的問題，這一點對長時間運行的載體來說是非常重要的。天文導航的定位精度主要取決於光學敏感器的精度。
3，不僅可以提供位置信息，還可以提供高精度的姿態信息
但天文導航也存在不足之處：在某些情況下受外界環境的影響—如氣候條件；存在輸出信息不連續的問題。
天文導航原理
航空和航天的天文導航都是在航海天文導航基礎上發展起來的。航空天文導航跟蹤的天體主要是亮度較強的恆星。航天中則要用到亮度較弱的恆星或其他天體。以天體作為參考點，可確定飛行器在空中的真航向。使星體跟蹤器中的望遠鏡自動對準天體方向，可以測出飛行器前進方向與天體方向（即望遠鏡軸線方向）之間的夾角，即航向角。由於天體在任一瞬間相對於南北子午線之間的夾角（即天體方位角）是已知的。這樣，從天體方位角中減去航向角就得到飛行器的真航向。通過測量天體相對於飛行器參考面的高度就可以判定飛行器的位置。以地平坐標系在飛行器上測得某星體C的高度角h，由90°-h 可得天頂距z，以星下點(天體在地球上的投影點)為圓心，以天頂距z所對應的地球球面距離R為半徑作一圓，稱為等高圓。在這個圓上測得的天體高度角都是h。同時測量兩個天體C1、C2,便得到兩個等高圓。由這兩個圓的交點得出飛行器的實際位置 M 和虛假位置M′。再用飛行器位置的先驗信息或第三個等高圓來排除虛假位置，經計算機解算即得出飛行器所在的經、緯度(λ、φ)。
套用範圍
1，長時間運行的載體
航海：艦船、潛艇。
2，要求高導航定位精度的領域。
3，要求自主定位導航的領域。
天文導航系統的分類
根據測星定位定向原理，天文導航可分為 3 種體系結構：
一是基於六分儀原理的天文導航系統，二戰前，天文定位是主要的導航手段，許多艦船都配備了天文導航的各種儀表、天文鐘和手持航海六分儀。二戰後，出現了六分儀和潛望鏡相結合的套用。
二是基於"高度差法"的天文導航系統，這種系統具有兩個特點：
（1）導航過程中要依賴於慣導平台提供的水平基準。
（2）系統光學解析度高，抑制背景噪聲能力強，導航精度高。
三是基於星圖識別的多星矢量定位技術的天文導航系統。該系統具有如下特點：（1）大視場光學系統。視場內平均三顆以上的星體被利用，這樣可以提高系統捕獲星體的機率和導航精度；（2）不需要任何外部信息，直接輸出系統相對於慣性空間的姿態，因而能對陀螺誤差進行直接校正；（3）確定運載體慣性姿態的精度是現有設備中最高的；（4）系統在大氣層以內工作時，受天候影響較大，可靠性有待進一步提高。
發展趨勢
隨著微電子與計算機技術、光電探測技術的不斷發展以及軍事領域和太空探索的更高需求，天文導航技術今後的發展趨勢是：
(1)，發展多波段、小型、高精度、全自動、全天候光電天文導航系統。
(2)，向自主導航方向發展，主要解決高精度水平基準問題。
(3)，提高天文導航系統的導航數據輸出率、可靠性和方便性。
(4)，研製新型的紅外波段(主要是0．85～3
波段)和毫米波光電探測器件，向高精度、多波段組合光電導航模式發展。
(1)，發展多波段、小型、高精度、全自動、全天候光電天文導航系統。
(2)，向自主導航方向發展，主要解決高精度水平基準問題。
(3)，提高天文導航系統的導航數據輸出率、可靠性和方便性。
(4)，研製新型的紅外波段(主要是0．85～3
