本发明涉及一种基于夜间月光偏振‑星光信息融合的组合定位方法，首先，利用偏振传感器获取偏振矢量信息，利用星敏感器获得星光矢量信息，根据二者计算月亮矢量和星光矢量之间的夹角；其次，通过天体几何位置关系，建立上一步中得到的夹角和由观测者位置O指向月亮点M的矢量之间的关系，求出该矢量的最优解；再次，通过所求最优解，根据地球椭球体方程和以最优解为方向且过月亮点的直线方程，计算地球与该直线的交点坐标；最后，根据交点坐标计算观测者所在位置的经度、纬度值。本发明通过将夜间天空偏振信息和星光信息相结合，解决大气层内无人系统的自主定位问题。