航天器轨道和姿态确定系统是航天器维持在轨运行的关键,随着航天器技术的发展,自主性强、可靠性强的航天器是未来发展趋势。自主导航航天器的自主性体现在自主轨道确定和自主姿态确定,本文针对航天器的自主姿态和轨道确定方法,利用地磁和其他星上敏感器,研究基于地磁的航天器多源自主导航技术。首先,提出了基于地磁/遥感图像信息的AUKF轨道确定算法。该算法针对地磁轨道确定精度不高的问题,设计了基于遥感图像的轨道修正模型,并分析了不同周期和不同形式的遥感图像信息对定轨精度的影响。实验仿真验证了该算法可以有效提高定轨精度,为后文进一步的研究提供了基础。其次,提出了基于地磁的航天器多源组合姿轨一体化算法。该算法通过构建姿轨一体化确定模型,可以同时输出姿态和轨道信息;构建了地磁/星敏/太敏/陀螺/遥感图像的多源信息融合信息模型,提高了系统的可靠性,实现了多源组合姿轨一体化确定。实验仿真结果验证了该算法的有效性,并具有较高的精度。然后,提出了基于改进因子图模型的航天器姿态确定算法。该算法针对航天器姿轨确定中的多源融合问题,引入开放性强的因子图框架,构建了航天器姿态确定因子图模型。针对姿态传感器质量不一的问题,提出了基于改进因子图模型的航天器姿态确定算法,该算法利用观测蒸馏法实现对观测数据的蒸馏与提取。实验仿真结果表明,改进后因子图模型的姿态估计算法精度优于基于卡尔曼滤波的精度。该方案为解决复杂条件下的航天器多传感器组合定姿提供了新方法。最后,为了提高基于因子图框架的稳定性和可靠性,研究基于改进因子图模型的航天器多源自主导航的故障检测及切换技术,提出了基于PCA的故障检测算法和基于敏感器分析评估的权值因子图切换策略。该方法针对基于改进因子图模型的航天器姿态确定系统的特点,通过对敏感器进行可行性分析,故障模式分析,实现故障检测与隔离;实验仿真结果表明,该方法可行有效。