我国正处于“航天大国”向“航天强国”的转型时期,随着航天技术的不断丰富与发展,我国进行了越发密集的航天发射任务。随着深空探测的不断深入,航天器导航正从基于地球测控的导航方案向自主化方向发展,以便在没有人机交互或人类协助的条件下引导航天器。为实现空间飞行器在地球轨道乃至深空探测领域的自主导航,需对由多种天文导航方式组合而成的导航技术进行研究。本文以拓宽导航系统应用范围、提高动态适应能力为研究目的,开展多源动态天文导航方法研究,力求形成一种高精度、强自主、抗干扰的航天器自主导航方案。X射线脉冲星导航是天文导航研究的新方向,为太阳系甚至银河系中任何地方进行自主导航提供可能性。脉冲星导航方案一旦建立,可成为近地乃至深空领域的通用方案。针对动态环境下难以保持长时间脉冲星“可见”的问题,本文对脉冲星可见条件进行分析,建立脉冲星选星方案,保证脉冲信号的连续性和有效性。对脉冲信号在宇宙空间中传播产生的时间延迟进行分析与建模,构建脉冲光子到达时间转换模型,利用脉冲星观测数据实现脉冲辐射轮廓的生成。在上述工作基础上,完成脉冲星导航理论体系的构建与仿真验证。为解决脉冲星导航观测周期长,难以提供连续、实时导航信息等问题,引入星光导航方法,提升导航系统的实时性与抗扰能力。为满足天文导航实验的需求,建立星光导航仿真系统,模拟星敏感器数据处理过程。为解决动态环境下星图成像模糊问题,开展星图预处理技术研究,提升模糊星图的星点提取、姿态估计精度。利用非线性滤波方法将脉冲星导航和星光导航结合起来,利用基于系统误差协方差范数的动态分配信息因子算法进一步提高组合导航系统的自适应能力。构建惯性/天文导航系统,抑制惯导系统误差积累,有效提高导航信息更新频率。与单一导航系统相比,组合导航系统在导航精度上明显提高,对于系统故障、量测缺失等突发情况,具有更好的鲁棒性与动态适应能力。本文研究的空间飞行器多源动态天文导航方法,充分利用脉冲星、星光、惯性导航信息,保证在动态环境下,导航系统仍能保持高度的自主性,能够提供稳定、高效的导航服务,极大提高空间机动飞行器响应和生存能力,满足地球轨道乃至深空探测任务的导航需求。