La localización precisa es un requisito clave para la exploración del espacio profundo, permitiendo operaciones de naves espaciales con soporte terrestre limitado. Las próximas misiones comerciales y científicas a la Luna están diseñadas para utilizar extensivamente mediciones ópticas durante fases orbitales de baja altitud, descenso y aterrizaje, y operaciones de alto riesgo, debido a la versatilidad y adecuación de estos datos para el procesamiento a bordo. Se han desarrollado marcos de navegación basados en el análisis de datos ópticos para apoyar sistemas autónomos a bordo, permitiendo una localización relativa precisa. Para lograr una navegación de alta precisión, se han combinado datos ópticos con mediciones complementarias utilizando técnicas de fusión de sensores. La localización absoluta se apoya aún más en la integración de mapas a bordo de características de superficie catalogadas, lo que permite la estimación de la posición en un marco de referencia inercial. Este estudio presenta un marco de navegación para el procesamiento de imágenes ópticas destinado a apoyar las operaciones autónomas de los orbitadores lunares. El objetivo principal es una caracterización integral de las propiedades y el rendimiento de la cámara de navegación para asegurar que las incertidumbres en la determinación de la órbita se mantengan por debajo del 1% de la altitud de la nave espacial. Además de un análisis del ruido de medición, que tiene en cuenta tanto las contribuciones de hardware como de software y se evalúa en múltiples niveles consistentes con la literatura previa, este estudio enfatiza el impacto del ruido de proceso en la precisión de la determinación de la órbita. La modelización incorrecta de la dinámica orbital degrada significativamente el rendimiento de la estimación de la órbita, incluso en escenarios que involucran cámaras de navegación de alto rendimiento. Para evaluar la compensación entre el ruido de medición y el ruido de proceso, que representa la precisión relativa de la cámara de navegación y el propagador de órbita a bordo, se llevaron a cabo simulaciones numéricas en un entorno lunar sintético utilizando una configuración orbital de baja altitud y casi polar. En condiciones nominales, el ruido de medición óptica se estableció en 2.5 px, correspondiente a una resolución en el suelo de aproximadamente 160 m basada en la longitud focal, el tamaño del píxel y la altitud de la cámara modelada. Con un modelo de ruido de proceso conservador, se observan errores de posición de aproximadamente 200 m en ambas direcciones, transversal y normal. Los resultados demuestran la robustez del marco de estimación ante incertidumbres de modelado, su adaptabilidad a diversas condiciones de medición y su potencial para apoyar una mayor autonomía a bordo para pequeñas naves espaciales en misiones de espacio profundo.