本发明公开了一种基于天文导航的单星定位方法，涉及单星定位领域，包括：首先根据各坐标计算对应坐标系内的单位方向矢量；再根据夹角公式计算出各单位方向矢量间的夹角；然后建立对应夹角相等的约束条件，求解出视觉传感器光轴与天球面交点的赤道坐标；最后根据位置解算原理求解出当前载体的经、纬度坐标；本发明，结合普通惯导提供的姿态俯仰角和横滚角即可进行定位导航，不需要提供偏航角信息，且一般的惯导提供的俯仰角和横滚角是比较准的，可以有效降低成本；同样不需要多颗星进行定位，在处理程度上会简单许多，有效的提高了实时性问题。