“探月工程”作为我国深空探测领域的重大专项,在实施过程中需要满足不同的技术需求。在探月任务的全过程中,精确导航定位技术是探月工程顺利实施的关键技术之一。本文针对探月导航方案的设计主要包含三个方面的内容:首先,密切结合探月任务实施过程中的空间动力学特性及月面环境特征,详细研究地月空间圆形限制性三体问题的动力学模型,基于拉格朗日点独特的动力学特性,利用构造流函数法求解周期轨道,利用庞加莱截面法求解地月系统的拟周期轨道,在圆型限制性三体问题基础上重点设计一种能够对共线拉格朗日点全类型周期、拟周期轨道进行系统计算的逃逸时间函数法,并探索拉格朗日点新型轨道的基本性质,完整拓展导航星座轨道的设计空间;其次,在拉格朗日点轨道计算的基础上,进行导航星座的构型设计,研究导航星座的自主定轨流程,分析导航星座的自主定轨误差与几何精度因子,形成多种基于拉格朗日点轨道的导航星座备用设计方案;最后,为弥补导航星座方法可能存在的覆盖盲区问题,研究基于扩展卡尔曼滤波与信标网络的月面导航方法,整合提出基于信标网络的视觉导航辅助方案,并分析基于自然信标定位与基于人造信标定位的精度问题;最终以“基于拉格朗日点导航星座的探月导航方案”为主,“基于信标网络的月面视觉导航方案”为辅的探月导航方案。本文相关研究成果能够对我国探月工程方案实施提供可行的备选导航方案以及相关的技术支持。