本文针对星敏感器在空间应用中的误差分析与校正问题，对多种星敏感器误差进行建模与标定，并分析星敏感器误差对星敏感器工作性能的影响。主要完成了以下内容：首先研究多种空间环境因素对星敏感器工作性能造成的影响。分别分析等离子体、空间高能粒子、空间辐射、热真空环境、原子氧及空间污染环境对星敏感器工作性能的影响。指出恶劣的空间环境造成了星敏感器的多种测量误差，其中包括星敏感器的透镜温度畸变误差与像平面移位误差等。而后研究星敏感器的透镜温度畸变误差。利用CODE V软件设计一款星敏感器光学系统，并利用该光学系统验证基于星光矢量校正的透镜温度畸变模型的准确性。利用改进的卡尔曼滤波方法和上述透镜温度畸变模型对星敏感器透镜温度畸变进行在轨标定。其次研究星敏感器的像平面移位误差。建立星敏感器的六自由度像平面移位误差模型，并分析不同类型的像平面移位误差对星敏感器测量精度的影响。使用最小二乘估计和改进的卡尔曼滤波验证一种静态参数迭代估计方法的有效性。并利用基于该迭代估计思想的扩展卡尔曼滤波方法对星敏感器六自由度像平面移位误差进行在轨标定。再次研究像平面移位误差对于星像点提取过程的影响。分析星像点提取算法中的质心法与Gauss能量密度函数估计法，指出质心法更具有实用性。给出考虑星像点提取过程的情况下对像平面移位误差进行校正的两种方法。通过理论和仿真分析指出像平面移位误差的校正应该放在星像点提取算法之后。最后通过仿真验证星敏感器像平面移位误差对于航天器姿态控制系统的影响是不可忽视的。建立包含星敏感器六自由度像平面移位误差的卫星姿态控制仿真模型。仿真分析不同种类的像平面移位误差对于航天器三轴姿态控制精度的影响，并比较陀螺误差与星敏感器像平面移位误差对于航天器姿态控制精度的影响程度。