星敏感器是一种高精度的姿态测量仪器。具有自主导航能力的新一代星敏感器的显著特点是视场大、精度高、体积小、质量轻、功耗低。光学系统是星敏感器的重要组成部分,宽视场、宽光谱范围的光学系统已成为目前发展的趋势。本论文以新一代星敏感器为研究背景,以宽谱段、宽视场为研究对象,主要对星敏感器的光学系统部分进行了研究。使用APS(active pixel sensor)替代CCD探测器已经成为星敏感器的一个新的研究领域,APS应用于星敏感器具有抗辐射能力强、使用一种供电电压、集成度高、硬件电路简单等优点,对星敏感器减少体积、重量非常有利。本课题根据星敏感器发展趋势,采用此种探测器件。在确定光学系统的技术指标后,采用双高斯结构形式的光学系统,使用CODE V软件对其进行优化,并且用多种成像质量指标对其成像质量进行了评价;在确定系统结构之后,为了给系统的加工及装调提供依据,对系统进行了公差分配,采用离焦的方式对系统分配后的公差进行补偿,并作了误差分析;由于星敏感器工作环境比较复杂,分析了气压、温度变化对光学系统成像质量带来的影响,并且通过离焦的方式进行补偿;为了抑制进入光学系统的杂散光,避免非目标光对系统成像质量的影响,用LightTools软件设计了光学系统的遮光罩、镜筒,以完善系统结构。