全球导航卫星系统能够为地球表面和近地空间的广大用户提供全天候、全天时、高精度的导航信息，在未来相当长时间内，将作为国家综合PNT（定位、导航和授时）体系的核心空间基础设施，服务于国民经济发展和国防建设。

全球导航卫星系统由空间系统、地面台站和用户设备三大部分组成，其中，空间系统主要指由多颗导航卫星构成的导航星座，导航卫星上安装了天基无线电导航设备；地面台站负责对导航卫星进行跟踪测量和运行控制，根据测量数据计算出导航卫星的轨道，并将星历预测数据注入导航卫星上，导航卫星可向用户发送卫星星历数据，其中包含了导航卫星自身的定位信息；用户设备主要指卫星导航接收机，通常由信号接收装置、定时器和数据处理器等组成。

基于导航卫星系统的航天器定位基本过程为：围绕地球运动的导航卫星向地球表面发射经过编码的无线电信号，其中含有卫星信号准确的发射时间，以及导航卫星在空间的准确位置；安装在航天器上的卫星导航接收机接收导航卫星发射的无线电信号，测量信号到达时间，通过信号发射时间和到达时间之差计算导航卫星和航天器之间的距离；进而，基于多颗导航卫星的测量信息，通过最小二乘或滤波估计方法解算得到航天器位置和卫星导航接收机时钟偏差。

国际全球导航卫星系统委员会指定的四大导航卫星系统包括美国的“全球定位系统”（Global Positioning System; GPS）、俄罗斯的“全球导航卫星系统”（GLObal Navigation Satellite System; GLONASS）、中国的“北斗”卫星导航系统和欧洲的“伽利略”全球导航卫星系统。全球导航卫星系统是航天器的重要导航信息源，在低轨卫星上已得到广泛应用。对于高轨航天器，2014年，经过探月三期飞行试验验证，卫星导航接收机能够在60000千米地月转移轨道实现百米量级的定位精度。但是，由于全球卫星导航技术存在地面系统、空间系统和传输信道易受攻击的风险，限制了其在对抗条件下的应用。

高自主的星座稳定运行、卓越的系统安全与导航战能力是正在发展的新一代全球导航卫星系统的主要特征。星座自主导航技术是全球卫星导航的研究重点之一。针对高精度自主导航需求，在基于照相观测的自主星座定向技术方面已取得重要进展。

基本方法是在星座卫星上配置具有跟踪指向功能的星相机，对相邻星座卫星视线（LOS）方向矢量进行观测。进而，结合轨道动力学模型，采用EKF或其改进算法，对星座卫星的位置和速度矢量进行估计。