星敏感器广泛应用于天文导航系统中,以恒星为参考基准来进行姿态测量,通过匹配天球坐标系中不同方位的恒星推算出自身角位置进而确定航天器的姿态,为卫星,宇航飞船等航天飞行器和自主姿态控制系统提供准确的空间方位和基准。随着卫星轻小型和自主导航的日趋成熟,星敏感器在无姿态累计误差、测量精度高、自主性强以及隐蔽性好等方面的优势逐渐凸显。星图识别算法作为星敏感器实现定姿功能的核心部分,算法的高效性和可靠性一直是国内外相关课题研究的重点。本论文以实际的项目开发为背景,对全天自主式纳型星敏感器算法进行了设计和实现,算法包括三部分:星像检测,星图识别,姿态获取。其中,对核心部分的星图识别算法在软件和硬件层面进行了全方位优化。为克服三角形算法的特征维数低导致的冗余匹配,本文算法引入了四面体验证、镜像检测、以及其余星点验证等一系列步骤,使识别正确率达到了99.2%;接着为解决运算量增加导致的算法运行时间过长,通过分析算法运行的详细过程,从数据存储,算法剪枝,数据结构替换等方面着手,对星图识别算法进行了详细优化,共实现了五个版本的识别算法,基于三角形匹配的星图识别算法基本已经优化到比较高的水平,单幅星图从检测,识别到给出姿态四元数总运行时间在30ms左右,在同平台,同星表规模下处于先进行列。接着,尝试将传统星图算法应用于TI的DaVinci异构双核处理器,充分利用DSP的实时运算能力,在维持低功耗的前提下从硬件层面上提高算法的效率,从环境搭建到底层实现原理都进行了深入研究,对将来类似算法移植工作有很好的指导作用。最后,虽然算法在DSP中运行效率未达到预期,但经对比分析,得到了诸如算法运算量小无法充分发挥DSP运算性能优势,算法跳转分支过多引起DSP流水线清空影响处理器性能,定点DSP不适合运行核心数据为浮点数据的算法等一系列有用结论,对于日后进行DSP算法开发或期望利用DSP进行算法加速有很好的借鉴意义。