作为惯性技术中最常用的姿态测量仪表，星敏感器和陀螺仪的精度直接影响整个姿态确定系统的精度。航天飞行器在空中的工作环境等因素的变化，会导致星敏感器和陀螺仪的各种标定参数发生变化。因此为了进一步地提高其姿态测量精度，进而提高姿态确定系统的可靠性，有必要每隔一段时间对其进行在轨标定。本文主要研究陀螺仪和星敏感器的在轨标定方法和姿态方法确定，并进行误差分析，重点对姿态确定方法进行精度分析。首先，分析了星敏感器在轨标定的误差源，包括星象点偏移误差，径向畸变以及焦距误差。阐述了这些误差源的形成机理，利用星角距相等的原理，建立了星敏感器测量出的星角距误差与星敏感器各个误差源之间的关系，最终建立了星敏感器自主在轨标定误差模型。基于线性化后的误差模型，设计了利用迭代最小二乘进行辨识的方法。最后通过仿真辨识出了4个误差参数，仿真结果验证了本文设计方法的正确性。其次，针对已经建立的星敏感器误差标定模型，根据卫星的运动参数计算了恒星相对于星敏感器的光行差，分析了光行差对星敏感器姿态测量精度和星象点偏移误差、径向畸变系数以及焦距误差辨识精度的影响。针对星敏感器测量的随机误差，分析了它们对误差参数辨识不确定度的贡献。最后，建立了利用已标定的星敏感器在轨标定陀螺仪的误差模型，设计了用Kalman滤波器标定陀螺仪的零偏、标度因子误差和安装误差的方法，标定出陀螺仪的各项误差系数并给出了仿真分析，验证了该方法的正确性。最终设计了星敏感器和陀螺仪联合定姿方法，提高了卫星姿态确定精度。