在近地軌道，在轉移軌道，在繞月軌道，在去往火星的飛行軌道，在火星上，在其它區域乃至深空，航天器是怎麼被定位的呢？
首先對於近地軌道衛星的導航，主要手段有兩種，一種是利用地面測控站和衛星本身自帶的天文導航設備（如紅外地平儀等）進行定軌和導航，一種是利用星載GPS。在利用星載GPS時候需要注意的是，這種衛星的軌道高度不能高於GPS衛星的軌道高度，否則導航信號無法覆蓋。有時候上述兩種方法也會結合起來運用。
接下來是轉移軌道和繞月軌道以及火星的飛行軌道，這類航天器顯然已經無法利用GPS導航了，因為其軌道高度超過了GPS軌道高度。另外，由於其距離地球較遠，如果兩個測量天線之間的距離比較近，在使用無線電導航時，則測定出來的軌道會有比較大的誤差。因此，需要兩個距離比較遠的天線，從而誕生了一種提出了一種基於甚長基線干涉測量(Very Long Baseline Interferometry，VLBI)的深空導航定位技術δDOR(Delta Differential One-Way Ranging)，其導航定位精度除了與天線增益和接收機性能有關外，還取決於天線之間的基線長度，而基線長度原則上不受限制，可達數千公里，因而，可以極大提高測量精度。目前的測角精度達毫角/米量級，當應用於奔月軌道時,定軌誤差只有幾米。
國外對 δDOR 深空導航技術的研究始於20世紀70年代，主要的研究機構是美國的NASA、歐洲ESA和日本的JAXA。δDOR 技術於1978在旅行者1號經過木星時得到了實際運用。自此，NASA對 δDOR 深空導航技術的研究就一直沒有中斷，並且 δDOR 已成為其經常性的探測器導航服務項目。ESA從1986年開始著手研究δDOR技術，於2005年8月首次獨立具備了δDOR導航定位能力，但目前主要還是通過與NASA和JAXA開展國際合作完成。日本的JAXA從2003年開始關注 δDOR 技術，對其首個火星探測器NOIOMI開展了大量δDOR觀測。
我國首次 δDOR 的測量於2004年7月進行，測量的航天器是2003年12月從西昌發射的“探測一號”科學衛星，測量的主要目的是為日後要進行的“嫦娥一號”探月衛星導航定位提供技術積累，研究VLBI測量技術對探月衛星定軌的貢獻。當時利用上海佘山、烏魯木齊南山和雲南昆明的3個VLBI站,採用上海天文臺自行編制的軟件完成了數據VLBI相關處理，測量結果顯示平均定軌誤差為2 km，測速精度可達5 cm/s。2007年“嫦娥一號”探月衛星成功發射後，δDOR 技術對衛星月球軌道的高精度定軌正式發揮作用。
最後講一講更加遙遠的探測器怎麼進行定位。對於上述的 δDOR 系統有個缺陷就是觀測天線必須可見航天器才能進行測量，那麼如果不在可見弧段時候怎麼辦呢？或者，在遙遠的太空中，通信出現了故障又怎麼辦呢？解決這一問題，就需要航天器具有自主導航的能力。這就是下面要介紹的天文自主導航。
第一種是基於太陽和行星的天文自主導航。利用太陽和行星進行自主導航是最為簡單和成熟的天文導航方案。由於太陽和行星在任意時刻的位置可根據星曆錶獲得，而從探測器上觀測到的行星之間的夾角、行星和恆星之間的夾角和行星視線方向等信息是探測器位置的函數，通過這些觀測量利用幾何解析的方法或結合軌道動力學濾波即可獲得探測器的位置、速度等導航參數。早在20世紀60年代， 美國阿波羅登月計劃中就已使用了該類導航方法。1982年美國噴氣推進實驗室 (JPL)研製的自主制導和導航系統 (AGN) 在用於木星飛行任務時，也是利用星體跟蹤器和CCD敏感器測得的行星和恆星之間的夾角進行深空探測器的天文導航和姿態確定。近年來，隨著深空探測任務的增多，該方法也隨著測量儀器和濾波方法的改進，得到越來越多的關注。該方法的優點是計算簡單，易於實現；缺點是導航精度隨探測器與太陽、行星之間距離的增加而降低。
第二種是基於小行星或行星衛星的自主導航。由於太陽和行星到探測器的距離相對較遠，因此角度測量的微小誤差就會對導航的位置誤差產生極大的影響。利用探測器在轉移軌道中遇到的近距離小行星進行定位可大大提高導航精度。該方法的基本原理與上述基於太陽和行星的自主導航方法基本相同，但由於小行星和探測器之間距離較近， 因此導航精度較前者高。其缺點是通常探測器與小行星相遇的時間很短，且小行星的觀測也較困難。該方法已應用於早期的水手號、 旅行者號、 伽利略號和近期的深空一號和深度撞擊號等多顆深空探測器中。 是目前最成熟的方法。
第三種就是基於X射線脈衝星的導航。脈衝星是太陽系以外的遙遠天體，它們的位置座標，猶如恆星星表一樣構成一種高精度慣性參考系；脈衝星按一定頻率發射穩定的脈衝信號，其長期穩定度好於地球上最穩定的銫原子鐘。脈衝星可以提供絕好的空間參考基準和時間基準，是空間飛行器極好的天然導航信標。與脈衝射電信號相比，X 射線能量輻射相對較高，易於設備探測和信號處理，減少了弱信號積分時間，提高了脈衝到達時間測量分辨率。尤其是有利於設計小型化探測設備，探測器有效面積可小於 1㎡，使其裝備航天器應用成為可能。
需要注意的是，上述的導航定位手段都不是孤立的，很多時候需要聯合使用，聯合解算，以達到最優的定軌精度。
總之，導航的辦法多多，問題也多多，不過相信隨著科技水平的提升，人類向深空發展的腳步不會停止！
參考文章：
寧曉琳《自主天文導航技術綜述》
周小坤《DOR深空導航定位技術進展》
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