謝邀請，實說，在沒找到宇宙父母之前，只能說現在的宇宙是唯一的。人類航天器如何在太空中定位，它與宇宙太空沒有多大關係。因為人類航天器所在的位置，是指地球範圍內的太空，那麼問題來了，人類航天器是如何在太空中定位的，這個問題只有人類航天科學家給你作詳細的回答。

宇宙的轉動，並不會影響到航天器的運動狀態，我問你一個很簡單的問題，你豎直跳兩米，你會不會落到原地，一定會對吧。地球線速度每秒340多米，你之所以還會落到原地是因為你具有慣性。航天器繞地球運動，它只靠地球定位就行，如果是脫離地球去其他的星球或者星系，導航的方式就有點複雜，現在國際上用的導航方式很多，比如星光導航定位，但是其導航主體還是地球，因為航天器始終和地球的測控站保持著聯絡，但由於距離遠，無線電波傳播也需要時間，為了消除這個時間差帶來的不便，導航就得用星光–慣性導航定位系統來定位，以某一顆和地球位置相對穩定的恆星為導航定位星來確定自己在星際間的位置和運動狀態。

如果要問人類科學嘗試的方法和所謂的道理，建議去網上搜，會有所謂科學更詳細的解釋。若以宇宙天體的生命真象而言，整個宇宙，就是靈魂生命的本體。人類所造的所謂智慧航天器裡，同樣也都有靈魂於其中的瞐體晶片裡存在，並按人類設定的程式指令而有序的工作。因此，機器內的靈魂在機器外更大體量的靈魂的幫助下，自然就可以完成人類希望看到的“定位”和“導航”了。當然，這個真實的事實是不會被自以為是的人類認可的！其實，在廣袤無際的太空中，人類科學所謂的資料計算，以及各種大功率電波訊號的共同作用下，完成的定位導航結果。又何嘗不是莫名其妙、不可思議的結果呢？因為，在空曠廣袤無邊太空中，沒有可供電波訊號傳導的介質。任何電波都不可能具有具體的方向性，與完整不散失的延伸性。究竟是什麼？決定了人類能超遠距離的遙控航天器，進行變軌執行的操作？人類也只是在盲目的嘗試中，碰巧可行即認定可行，然後以此為確定而已！人類於世間的一切創造設計，無所不是冥冥中安排並引領人類完成的！自然，在人類嘗試的努力中，冥冥中的靈魂生命，也會不為人知的成全人類的一切努力。無數超大質量、超大體量的天體，在天量不可見其存在的靈魂生命的運動中，無間斷的有序執行不已。更何況細如塵埃顆粒的人造航天器呢？！人類的所謂科學，就如幼兒在遊戲，宇宙靈魂就是那蒼老慈祥，巨大超能的智者。呵護著人類的成長與遊戲，就是他造化萬物的責任之一。

其實看到這個問題我想到了另一個關鍵點，那就是航天器在宇宙中是如何控制自身的姿態的？

所以關於定位的篇幅可能較少，大家見諒。

所謂定位就是相對於一個參考點或者說數個參考點而言的。

所以如果航天器距離地球比較近的話，那麼採用無線電定位就可以了，但是如果是深空的話，就要用到號稱“宇宙燈塔”的X 射線脈衝星。

脈衝星是高速自轉的中子星，具有極其穩定的週期性，其自轉軸與磁極軸之間有一個夾角，兩個磁極各有一個輻射波束。當星體自轉且磁極波束掃過安裝在地面或航天器上的探測裝置時，探測裝置就能接收到一個脈衝訊號。

因此在航天器安裝X射線探測器，探測脈衝星輻射的X射線光子，測量光子到達時間和提取脈衝星影像資訊，經過相應的訊號和資料處理，就能夠得到航天器自主確定軌道、時間和姿態等導航引數。

我們知道在太空中飛行姿態的每一個細微的角度，都會影響太陽能電池板的朝向，探測器訊號的接收，衛星所攜帶的攝像機的視角等等。那麼航天器是如何控制自身姿態的呢？

其過程大致為測量物理量－處理訊號－控制驅動動力裝置。其中測量物理量基本由太陽敏感器、星敏感器、磁強計、陀螺完成，其分別以太陽、其他恆星、地球磁場、慣性空間來完成對測量太陽視線與航天器某一體軸之間夾角、恆星相對於航天器的角位置、推測出航天器相對於地球的姿態、檢測衛星三軸相對於慣性空間的角速率，並且與其他的敏感器聯合使用進行衛星的姿態確定等任務。

然後將測好的資料經過中心處理系統進行控制訊號的處理和輸送，執行機構就可以著手調整衛星的“姿勢”啦。因此敏感器的功能是“看到自己”。

接下來就是根據不同需求調整自身姿態了，根據調節精度要求不同，可分為重力梯度穩定和自旋穩定。其原理分別是採取衛星上離地球距離不同的部位受到的引力不等而產生的力矩（重力梯度力矩），利用這個力矩，我們也可以實現衛星穩定和以透過衛星本體圍繞某個軸(始終指向空間中某個固定的方向)旋轉來保持穩定。

還有更精確的控制方式－飛輪控制方式，其實就是利用航天器的總動量矩向量對時間的導數等於作用在航天器上外力矩向量之和的原理，利用飛輪以內力矩作為控制力矩完成控制，因為可以針對其相互垂直的的三個軸都進行控制，並且理論上來說，任何一個軸都不會產生超出規定值的轉動和擺動。這種穩定方式也稱為衛星的三軸姿態穩定。

眾所周知，宇宙中任何一個物體都在一定的慣性系裡運動，這個慣性系，相對於其中運動著的物體都是靜止的。

如我們在一列高鐵上，高鐵以每秒100米的速度前進，而我們也在以同樣速度前進，但列車如果不晃動不看窗外就會感覺不到，所以高鐵相對我們就是靜止的。我們在高鐵裡走來走去，蹦跳嬉鬧，只是相對高鐵在做運動，與其他參照系毫無關係。

但在高鐵裡就沒法確定東南西北，只能確定上下左右，要確定東南西北就需要在高鐵慣性系以外尋找參照系，比如知道珠穆朗瑪峰在西南方向，我們朝那邊開就是西南。

我們地球圍繞著太陽運動，遠日點為1.52億公里，近日點為1.47億公里，這是相對太陽而言。其實太陽也在圍繞著銀河系中心質點公轉，每秒為250公里，約2.5億年轉一圈。因此太陽在銀河系這個慣性系裡，銀河這個16萬光年的大圓盤就是相對靜止的。

我們在太陽系裡面執行，與太陽在銀河系公轉毫無關係，因為我們也在跟著公轉。

所以我們的探測器在太陽系裡飛行，在太陽系裡確定座標就行了。要出太陽系，就不能以太陽系的天體來參照了。

人類航天器現在還沒有飛出太陽系呢，所以只是在太陽系這個慣性系裡相對太陽做一些運動而已，這與宇宙在運動毫無關係。

雖然如此，為了更精準的深空導航，對於遠距離飛行的探測器，科學家們還是會用太陽系外的一些天體為座標，來確定航天器的走向。

在地球上導航和定位，就是以地球為慣性系，地球相對這個慣性系裡的物體就是靜止不動的。

現在人類使用最廣泛的GPS全球定位系統，就是利用在空間能夠掃描全範圍覆蓋地球的多個導航衛星，根據人類把地球按經緯度劃分出的每一個座標點進行實時定位。

GPS是由美國國防部1958年立項開始研製，1964年投入使用的一種具有全方位、全天候、全時段、高精度的衛星導航系統，現在由美國政府管理並出資維護，免費提供給全世界任何持有GPS接收器的人，比如我們的手機。

GPS全球定位系統的運用，是衛星通訊技術在導航領域的應用典範，極大提升了地球社會資訊化水平，促進了數字經濟的發展。

面向地球的GPS只是地球上能夠使用，太空航行就不行了，就必須有宇宙，或者說至少是銀河系的GPS系統。這個系統有人在做，大家別急，後面我會說到。

航天探測器都是無人自動控制，只要在導航系統中設定了目標位置就行了，它就會按照設定好的目標航向飛到既定的地方。

當然說是容易，做起來其實沒有這麼簡單，比如我們要去的任何天體都是在圍繞著太陽公轉，一些衛星還圍繞著行星公轉，這就要精密計算出它們的軌道，並與飛到那裡的時間相吻合。

探測器在飛行過程中會受到路途各種引力的影響，有時還要採用引力彈功效應提速，這樣航向和速度都會變化和偏差，這就要有糾正機制和深空網路的指令，而飛行器飛遠了這種指令會延遲，就要計算提前量和預測等等。

這是一個非常複雜的系統，這裡就不做專業介紹了。

實際上，現在航天界在太陽系裡面航行也已經開始採用銀河系座標了，這個座標就是脈衝星。

脈衝星是上世紀科學界發現的一種特殊天體，是中子星的一種，自轉速度非常快，可達一秒鐘千轉以上。由於其自轉軸和磁場射線方向有一定的角度，不在一條直線上，這樣脈衝星旋轉起來從磁場射出的強大能量流就會隨著自轉，像燈塔一樣的掃射太空。

這種能量掃過地球，被地球所捕捉，就發現了脈衝星。

現在人類已經發現了兩千多顆脈衝星，分佈在銀河系的各個方向，由於它們像恆星一樣位置的相對固定，不斷的發射著像脈搏一樣既有規律又準確的電磁脈衝，成為了人類航天的指路明燈。

就像古代行船在黑咕隆咚茫茫大海，看到遠方熟悉的燈塔，就知道到了哪裡應該怎麼走了。

NASA最新研發了一款宇宙版GPS導航系統，這個導航系統英文全名叫Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology，中文譯名為“X射線定時與導航技術資源管理站”，就是利用鎖定的4顆毫秒級脈衝星，它們叫J0218+4232、 B1821-24、J0030+0451、J0437-4715，作為精確訊號源，來精準導航的。

這個導航系統已經在國際空間站上進行了測試，在宇宙空間定位現在可以達到公里級，還在向百米級進發。

這可不是在地球上定位，而是在宇宙若干光年跨度的定位。也就是說，在若干光年外發射一艘飛船到地球來，要降落在哪個小城鎮就在那個小城鎮。

這可比在地球上瞄準月球上一隻蚊子還要難若干數量級，厲害吧。

有了這個宇宙定位導航系統，人類就有了開啟星際跨越的鑰匙了。

在2021年6月17日，中國酒泉衛星發射中心，搭載著聶海勝、劉伯明和湯洪波三名航天員的神舟十二號載人飛船，由“神箭”長征2F火箭發射升空。經過6.5個小時，載人飛船與中國空間站天和核心艙完成自主快速交會對接，3名航天員順利進駐空間站。這是載人航天史上由華人書寫的又一壯舉，標誌中國空間站事業再次向前邁出了一大步。

有很多網友關心，中國空間站在執行過程中，涉及大量的導航、定位、測量和姿態控制，那麼，如果北斗衛星定位系統受到了干擾，中國空間站還能自主進行太空導航、定位和姿態控制嗎？

當然是可以的，因為航天導航、定位和姿態控制，是一門大學問，不一定必須依靠北斗系統。

對於近地軌道航天器的導航，主要有四種手段：一種是利用星載的北斗或GPS衛星導航定位系統，進行在軌導航和定位。第二種是利用地面測控站，進行地基無線電導航。第三種是航天器本身自帶的天文導航裝置（如恆星敏感器、太陽敏感器和紅外地平儀等）進行定軌、導航和姿態控制。最後是使用航天器自帶的高精度慣性導航系統。

上述方法各有優缺點，例如無線電導航無法離開地面基站，北斗或GPS有被幹擾的可能，而且受限於近地軌道。慣性導航的誤差會隨著時間不斷累積等等，因此幾種導航手段會結合起來運用。

但總體上天文導航的綜合性能要優於其他導航手段，而且天文導航除了利用星敏感器和近地的折射星直接或者間接敏感地平進行定位，還能夠用姿態敏感器進行三軸姿態測量和確定。特別適合在地球軌道或深空宇宙中開展自主導航、定位和姿態控制。

天文導航就是利用航天器自身運動規律，結合敏感器實時獲得的恆星、太陽、地月等天體資訊，再加上高精度計時器，透過一定演算法，就能實現導航、定位和姿態控制等多個用途。航天器自主天文導航中，通常用星敏感器和地平儀測量的星光角距作為觀測量。

例如中國空間站上有個很獨特的的伴隨衛星，具備全天時的空間觀測能力，可監測空間碎片等對空間站造成潛在危險的空間目標。伴隨衛星還搭載了高解析度全畫幅可見光相機，可對空間站進行高解析度成像。但這樣一來就涉及伴隨衛星的高精度自主實施定位和姿態控制問題，為此中國又研製伴隨衛星的太陽敏感器，透過觀測太陽的位置，來確定伴隨衛星的位置和姿態。這只是天文導航科學大類裡面的一個小應用。

星光導航還應用於深度太空的探索。例如中國天問一號火星探測器在“奔火”途中，如何知道自己的位置呢？就要靠一款“看星星”的利器——星敏感器，它能清楚拍到幾光年之外的恆星，可以透過拍照，比對星圖，來測算火星探測器的空間位置。環繞器上的星敏感器，能幫助天問一號準確飛行。著陸巡視器上的星敏感器，能幫助探測器穩穩地準確著陸。

星光導航技術，是隻有大國才研製和掌握的技術。不過原理很簡單，就是用恆星的位置來測算自身移動的軌跡，從而能修正航行誤差，大約相當於早幾百年前古代航海的牽星術。

有很多網友曾經提問，在沒有GPS和北斗，沒有CCD電荷耦合元件，沒有資料傳輸，只能使用膠片的年代，返回式光學偵察衛星的照片，是如何精確定位的？ 我們知道，在太空對地球拍攝一張照片是很容易的，但照片沖洗出來以後，你如何確定這張照片的精確座標呢？如果沒有精確座標，衛星照片就只能看個熱鬧，毫無軍事價值。其實這個問題很好解決，現在說出來也不是啥秘密，因為這種方式早就淘汰了。

光學偵察衛星的星姿和膠片定位問題，早在尖兵一號的時候就解決了，就是使用星光定位技術，記錄每幅膠片的恆星位置，然後換算大地座標。返回式衛星上面都有一個星光瞄準器，使用星敏感器對準恆星拍照，每一張對地拍攝的偵察膠片，都對應一個星圖。其實是一次拍攝兩張照片的，一張是對地拍攝圖片，另一張是對星空拍攝的照片。當偵察衛星返回地球以後，就能校對出照片上目標的精確座標。

星光制導技術，又被稱為慣性/星光復合制導，主要是利用恆星作為固定參考點，使用星敏感器觀測星體的方位，來校正慣性基準隨時間的漂移。使用恆星作為參考點，不存在隨時間或者距離增加的累積誤差，因此可以修正陀螺漂移引起的漂移誤差，可以大幅度提高導航精度。

由於在大氣層外才有更好的恆星觀測效果，因此星敏感器更多的應用領域是洲際導彈，也就是彈道導彈的星光導航輔助制導系統，可以在導彈衝出大氣層以後提供星光定位，提高慣性制導的精度。

在70年代，美國在“三叉戟”I 型潛射洲際彈道導彈上首先應用了星光/慣性組合制導系統，射程7400公里時的命中精度為370米。隨後蘇聯在R-36M“撒旦”洲際彈道導彈上面也應用了星光制導系統，射程9200公里時的精度也能達到370米。星光組合制導系統最厲害是美國三叉戟II潛射洲際導彈，在使用星光輔助導航系統時，能克服大地重力場變化帶來的彈道飄移，能使導彈的入軌精度誤差接近於零。可把末端精度CEP縮小至90米的驚人水平。

目前，星光制導技術還應用於各種機載平臺，例如美國的B-52、B-1B戰略轟炸機和B-2隱身轟炸機，以及EP-3偵察機，或SR-71高空速偵察機，以及俄羅斯的圖-95MS和圖-160等戰略轟炸機。大多數天基平臺上都應用星光導航，例如蘇聯的“和平”號空間站，國際空間站，中國的天繪一號，嫦娥一號、天宮二號核心艙等等。

很多人以為，隨著技術的進步，衛星導航定位會成為主要的導航方式。其實這是誤解，在航天應用領域，GPS衛星導航定位系統並不是人們想象的那樣神奇厲害。美國曾在進行彈道導彈助推的HTV-2高超音速飛行器試驗時發現，飛行器速度超過17馬赫以後，就不能順暢的捕捉到GPS衛星訊號。

此外，由於全球衛星地位系統比較脆弱，在發生緊急事件或核戰爭的情況下，能否順利使用，也令人懷疑。而洲際導彈等戰略武器以及位於太空的空間站、衛星等航天器，都是十分重要的系統，涉及到一個國家的生死存亡，必須要極為可靠。因此，目前所有彈道導彈和重要航天器仍需要依賴非常可靠的慣性/星光組合導航、定位、制導和姿態控制。