随着航天技术的发展,越来越多的航天器被送入深空轨道。为了降低地面支持成本,提高航天器自主运行、管理和在轨生存能力,深空探测器必须能够自主导航和自我控制。基于速度测量的自主天文导航方法能够直接测量速度信息,有效避免了微积分对速度参量计算的影响,在深空探测自主导航领域具有广阔的应用前景。被动径向速度测量技术中,多普勒非对称空间外差(Doppler Asymmetri Spatial Heterodyne,DASH)光谱技术具有结构紧凑坚固、光通量大、允许多谱线同时测量等优点,能够利用天体光谱线静态测量恒星和深空探测器之间的径向速度,非常适合用于深空探测自主天文导航。深空探测器与恒星之间存在径向运动时,DASH干涉仪接收的恒星光谱线发生频移,从而导致干涉仪干涉条纹产生相移,通过测量该相移可以反算恒星与深空探测器之间的径向速度。本文围绕DASH光谱技术高精度径向速度测量问题,研究了探测器噪声、环境温度变化等对DASH径向速度测量精度的影响,给出了最大相移灵敏度对应的最优光程差,通过理论推导将吸收线径向速度求解问题转化为了发射线径向速度求解问题,为DASH光谱技术应用于针对吸收线的径向速度测量提供了一条行之有效的技术途径。本论文主要研究内容如下:首先,详细介绍了DASH光谱技术利用恒星光谱线进行径向速度测量的原理,给出了可用于深空导航的DASH干涉仪结构,分析了采样光程差、视场等参数对DASH干涉仪性能的影响,研究表明:DASH系统干涉条纹相移大小和采样光程差成正比,通过改变光程差大小可以提高系统相移灵敏度。此外,分析了恒星光谱线特性,指出恒星光谱线既包含发射线、也包含吸收线,为了应对深空导航复杂多变的环境,DASH光谱测速技术需要在两种光谱线下都能够实现高精度径向速度提取。其次,通过分析采样光程差对干涉条纹相移灵敏度的影响,给出了发射光谱下最大相移灵敏度对应的最优光程差计算式。针对低光谱分辨率的DASH干涉仪无法分辨恒星多条发射线的问题,提出了直接计算频谱波包相移的数据处理方法,该方法既保证了径向速度反演精度,又降低了对DASH干涉仪光谱分辨率的要求。此外,通过理论分析和室内实验研究了探测器噪声、环境温度变化对DASH光谱技术径向速度测量精度的影响,研究结果表明,提升干涉条纹对比度可以抑制探测器噪声引入的相位漂移,利用频率相近的参考光可以追踪温度变化引入的相位漂移。最后,理论推导了DASH干涉仪恒星吸收光谱干涉条纹光强分布,给出了吸收光谱下最大相移灵敏度对应的最优光程差表达式,以及基于吸收光谱的DASH干涉仪径向速度反演方法,并开展了基于太阳吸收谱线的径向速度测量实验,研究表明:吸收光谱干涉条纹由不发生频移的截取廓线所产生的干涉条纹和廓线内发生频移的吸收线所产生的干涉条纹叠加而成,通过提取部分干涉条纹可以将与吸收线相关的干涉条纹分离,分离出的干涉条纹可以利用发射光谱干涉条纹数据处理方法提取径向速度。此外,针对吸收光谱干涉条纹对比度较低这一问题,分析了干涉条纹对比度的影响因素,数值计算表明,吸收线吸收深度越深、线宽越宽、数目越多,滤波片带宽越窄,干涉条纹对比度越高。围绕深空探测领域DASH光谱技术高精度径向速度测量问题,本文给出了发射光谱和吸收光谱最大相移灵敏度对应的最优光程差计算公式,统一了两种光谱线下DASH光谱技术径向速度提取方法,分析了吸收光谱干涉条纹对比度的影响因素,为DASH光谱测速技术用于深空探测器自主天文导航奠定了基础。