脉冲星导航通过接收脉冲星辐射的周期性电磁信号,用于授时、定位、定轨、定姿等服务。脉冲星导航与其他现有导航手段相比,具有抗干扰能力强、环境适应性好、独立自主的等方面的优点,且可用于深空导航。目前,我国XPNAV-1卫星已经搭载了 X射线脉冲星的有效载荷,且顺利完成对Crab脉冲星的观测,为探索脉冲星定轨性能的研究提供了重要数据支撑。本文针对所掌握的XPNAV-1卫星所采集的Crab脉冲星光子数据,对脉冲星单星定轨性能进行仿真分析。首先,阐述了脉冲星导航的基本理论与时间系统转换理论,根据空间时间系统转换关系,讨论了脉冲轮廓重构方法,并完成了对XPNAV-1卫星Crab脉冲星光子数据在太阳系质心系中的脉冲轮廓生成。其次,基于恢复的脉冲轮廓,建立了脉冲星量测模型,结合动力学轨道递推,通过扩展卡尔曼滤波完成对XPNAV-1卫星的单脉冲星定轨过程仿真,并通过与XPNAV-1卫星精密定轨数据进行比对得到了脉冲星单星定轨的初步性能:最后,针对有限长度的实测数据,对脉冲轮廓叠加时间和滤波迭代次数进行权衡,优化了单星定轨仿真参数,优化后脉冲星单星定轨误差约为13.5～14km。