《航天器自主天文导航原理与方法（第2版）》重点研究航天器天文导航的基本原理和方法。全书内容共分15章。第1章-第4章，主要介绍了天文导航的相关基础知识和基本理论，其中：第1章，主要综述了天文导航技术的发展过程，简要介绍了航天器天文导航中常用的坐标系、时间系统和天体运动等基础知识；第2章简要介绍了天文导航中常用的天体敏感器；第3章概述了航天器的轨道姿态动力学方程；第4章介绍了航天器天文导航的测角、测距和测速三种主要量测信息和相应的量测方程，以及非线性滤波方法。第5章和第6章系统地论述了地球卫星自主天文导航的原理与方法。由于地球卫星的轨道动力学模型为二体问题，目前已有较精确的模型，因此天文量测信息尤其是制约导航精度的地平信息就成为地球卫星天文导航的关键。根据敏感地平方式的不同，地球卫星自主天文导航方法可分为直接敏感地平和利用大气星光折射间接敏感地平两种，因此《航天器自主天文导航原理与方法（第2版）》用两个章节分别对这两种方法的原理、数学模型、滤波方法、计算机仿真结果以及相应的系统可观测性分析进行了全面、深入的研究。第7章-第9章专门研究了深空探测器的自主天文导航原理与方法。根据测量方式的不同，深空探测器天文导航方法可分为测角、测距和测速。本部分分别针对测角、测距的不同特点和要求，研究了相应的自主天文导航方法。在此基础上，利用不同测量方法之间的互补性，研究了多种测角／测距／测速组合导航方法。天文导航的另一个重要的应用领域，是在深空探测巡视器和弹道导弹中作为辅助导航手段与惯性、视觉等导航技术相结合进行组合导航。第10章和第11章主要介绍了作者课题组将惯性／天文组合导航应用在巡视器和弹道导弹上取得的部分研究成果。第12章-第14章介绍了天文导航的计算机仿真和半物理仿真技术，其中：第12章阐述了如何利用STK软件生成卫星和深空探测器的轨道和姿态数据文件进行天文导航的计算机仿真的方法；第13章、第14章则介绍了作者课题组研制的天文导航半物理仿真系统及其设计方法，以及星图匹配和星体识别等关键技术。最后在第15章还对天文导航未来的发展趋势进行了展望。