原理
天文導航系統有兩種，一種是由一套天文導航觀測裝置跟蹤一個星體，引導飛彈飛向目標；另一種由兩套天文導航觀測裝置分別觀測兩個星體，確定飛彈的位置，引導飛彈飛向目標。
跟蹤一個星體的飛彈天文導航系統，由一部光電六分儀(或無線電六分儀)、高度表、計時機構、彈上控制系統等部分組成。由於星體的地理位置由東向西等速運動，每一個星體的地理位置及其運動軌跡都可在天文資料中查到，因此，可利用光電六分儀跟蹤較亮的恆星或行星來制導飛彈飛向目標。制導中，光電六分儀的望遠鏡自動跟蹤並對準所選用的星體，當望遠鏡軸線偏離星體時，光電六分儀就向彈上控制系統輸送控制信號。彈上控制系統在控制信號的作用下，修正飛彈的飛行方向，使飛彈沿著預定彈道飛行。當飛彈在預定時間飛I臨目標上空時，計時機構便輸出俯衝信號，使飛彈進行俯衝或終端制導。
誤差
天文慣性導航系統設備的誤差取決於下列因素：因給出的天體質量，尺寸和它們的軌道要素不準確；在形成加速度自動補償信號時的誤差；加速度計、陀螺平台漂移誤差以及望遠鏡跟蹤系統和計算機裝置的誤差。
型號舉例
SAIN捷聯天文慣性導航儀
諾思羅普公司的捷聯天文慣性導航儀(SAIN)可為各種載人和不載人的運載器提供極其精確的自主導航，SAIN利用該公司90年代初研製成功的全息鏡頭來增強帶有固態星體跟蹤器的捷聯慣性導航系統。公司所擁有的星體跟蹤技術不僅提供了夜間跟蹤星體的能力，而且允許在目光下跟蹤海平面上的星體，以提供全部無源導航修正。已有的星光系統要求採用萬向支槊的、窄視場的望遠鏡來瞄準各星體，以達到定位目的。諾思羅普公司在全息鏡頭技術上的進展，結合捷聯慣性導航儀的改進，將可取代萬向支架遠望鏡組件。當用這一星光系統來增強慣性系統時，可基本排除在慣性系統誤差源中占統計地位的環形雷射陀螺儀誤差，從而使捷聯繫統對極其精確而昂貴的陀螺儀的依賴降到最低限度，這是天文一慣性組合系統的優點之一。
NAS-21天文/慣性導航系統
目前，在軍用方面的重點已改變為低高度投放(至少在歐洲，幾乎總是低於雲層高度)，但星體監控的慣性系統繼續具有廣泛的套用價值，例如在遠程軍用機和戰略飛彈中。NAS-21天文/慣性導航系統可在95%雲層覆蓋下完全圓滿地工作。
天文/慣性裝置是運動和位置感測器，包含1個三環穩定的基準平台(帶有1個二自由度的星體跟蹤器)，和裝在該平台上的2個陀螺和3個加速度計。跟蹤器在天空中大的角度範圍內進行四邊形搜尋，1 min獲取和識別3顆星的一個平均值(在白晝或夜間)。通用型的軍用計算機是為需要高數據率的飛機套用而設計的，61顆星的星曆表(位置和亮度等級)被存貯在它的存貯器內，並允許在全球任何地方進行天文導航。
