航天器自主天文导航以自然天体为信标，通过拍摄自然天体获取天文观测信息并建立测量模型，结合航天器运动规律建立状态方程，并应用相应的估计方法获得航天器的姿态、航向、位置等运动参数，从而实现航天器自主导航的过程。

航天器自主导航是航天器自主运行的必要条件。航天器自主运行是指在不依赖地面设施的条件下，在轨完成飞行任务要求的功能或操作。实现航天器自主导航不仅能够极大降低对人力、物力和地面设施的要求，降低成本，更是能在地面系统遭到破坏和干扰，或航天器与地面信息传输发生中断阻塞时，使航天器仍然能够完成轨道确定、轨道保持等任务，保证较强的生存能力，对于大型载人航天器和深空探测器的运行于管理都具有重要意义。

天文导航作为一种传统的航天器自主导航方法，其优越性在于：①不需要与外界进行任何信息交换，是一种完全自主的导航方法；②可以同时提供位置、速度和姿态信息；③仅需利用航天器上现有姿态敏感器部件如恒星敏感器、地平敏感器等，不需要额外增加其他硬件设备；④不需要位置先验信息，无累积误差。因此，天文导航方法在航天器导航中备受青睐，应用广泛。

航天器自主天文导航系统通常由天体跟踪器（如恒星敏感器、太阳敏感器、地球敏感器等）、惯性平台、信息处理电子设备和时间发生器等组成。天体跟踪器是天文导航系统的主要设备，其核心部件主要由高精度光学镜头、传感器及相关数据处理芯片等组成，具备良好的小型化条件。