脉冲星是一种具有高速旋转特性的磁化中子星,可在射电、可见光、X射线及Y射线等电磁波频段中产生信号辐射。X射线集中了 X射线脉冲星的绝大部分能量,易于实现探测设备的小型化。因此,可以使用X射线脉冲星实现航天器导航任务。X射线脉冲星导航能够为近地和深空的航天器提供位置、时间、速度等多种准确信息。X射线脉冲星导航具有自主性强、安全性好、精度高等优点,是人类探索深空的重要研究方向。本文围绕X射线脉冲星导航展开研究工作,对X射线脉冲星导航中遇到的问题进行了探索研究,主要工作如下:1)为了提高航天器长期航行的导航精度和钟差修正能力,提出了一种考虑钟差修正的X射线脉冲星与多普勒差分组合导航方法。在太阳光谱失真的情况下,使用多普勒差分导航消除多普勒速度误差对导航的影响,保证了多普勒速度的精确性;为了克服时钟钟差对导航精度的影响,将时钟钟差增广为状态变量,构建考虑时钟钟差的状态模型,并给出了X射线脉冲星导航的量测模型,保证了航天器长期航行的精度;利用联邦无迹卡尔曼滤波融合X射线脉冲星导航与多普勒差分导航的导航信息,仿真结果表明:该方法可以抑制多普勒速度误差对导航的影响,控制星载时钟钟差,提供更高的导航精度。2)为了减小脉冲星方向误差与时钟钟差对导航的影响,提出了一种修正方向误差和时钟钟差的X射线脉冲星导航方法。分析了脉冲星方向误差对系统偏差的影响;给出了考虑方向误差与时钟钟差的X射线脉冲星导航量测模型,将脉冲星方向误差造成的系统偏差与时钟钟差增广为状态向量;利用无迹卡尔曼滤波进行状态估计,仿真结果表明:该方法能抑制方向误差与时钟钟差对导航的影响,提供更高的导航精度。