星敏感器是航天器定姿的重要敏感器件,作为基于星敏感器定姿的核心技术,可靠、快速和高精度的星图识别方法一直是重要的研究课题。本文对基于星敏感器的星图识别方法进行了研究。主要内容包括星图模拟与检测方法、星图识别方法和基于星敏感器的航天器姿态确定方法。首先,为建立良好的星图识别环境,开展星图模拟与检测方法的研究。在分析星图的数学模型和星敏感器参数的基础上,开发星图模拟器,完成指定星表的星图模拟。通过对噪声特性的分析,利用高斯去噪方法和基于帧累加去噪方法完成对星图的噪声预处理。利用无监督聚类算法,实现对星图中多颗目标星的检测,并给出带阈值的质心算法和带阈值的加权平方的质心算法。仿真结果表明带阈值的质心算法具有较好的精确性和鲁棒性。其次,对星图识别算法进行研究。针对三角形算法可能出现的冗余匹配以及单星状态无法识别的问题,提出一种改进的三角形算法和互相关系数的算法。利用多帧模拟星图进行的实验结果表明,改进的三角形算法识别正确率达95%以上,互相关系数的算法正确率达98%以上,两种算法对变化的星空环境均具有较好的鲁棒性。最后,开展基于星敏感器的航天器姿态确定方法研究。在对静态单帧的姿态确定算法分析的基础上,结合星敏感器和陀螺的测量模型,给出基于星敏感器的EKF状态估计姿态算法。仿真结果表明,基于星敏感器的EKF姿态估计算法精度较高,姿态估计误差较小,能够满足姿态确定的要求。