小天体探测是深空探测活动中的热点问题,经过几十年的发展,世界各国陆续开展了包括飞跃、绕飞、撞击、着陆以及采样返回等多种针对小天体的探测活动,并达成了预定科研目标。小天体探测活动,对先进航天技术的验证和发展起到了关键作用,对探索天体诞生和生命起源也有着重要的科学意义。在小天体探测活动中,导航技术决定了探测器能否成功按需着陆,也因此决定了后续科研任务能否成功进行。传统的惯性导航方法误差较大且存在误差累积问题,故难以适用于复杂的小天体探测活动,而基于视觉技术的地形相对导航方法的引入,使探测器完全自主导航成为了可能。目前,小天体探测任务常用的导航技术,普遍结合了传统惯性导航方法和基于视觉技术的地形相对导航方法,具备精度高、速度快等优点,能够有效地辅助探测器完成着陆任务。首先,研究了小天体探测任务中的导航问题,提出了小天体探测下降段视觉地形相对导航方法。依据单像空间后方交会的基本原理,建立了包含导航相机内外方位元素、像点坐标与物方坐标等参数的误差方程,利用附有参数的条件平差方法,实现对参数准确解算。相对于现存导航算法,本算法一方面考虑了相机内方位元素带来的误差,另一方面在参数解算过程中利用平差方法对物方数据进行了平差。方法能够降低相机内参数误差以及物方数据中存在的噪声对导航精度的干扰。其次,创建了导航数据仿真平台,用于小天体探测任务中下降段导航数据的仿真生成。使用该平台生成的数据对导航算法进行了验证,分析了特征点分布及其数量对导航精度的影响,分析了各个参数的误差尺度和收敛性,统计了算法的运行时间。最后,使用小天体地形数据对导航算法进行了实验和分析。实验结果表明,提出的导航算法能够将导航参数解算误差控制在可接受的范围内,算法具备导航能力。