本文首先针对航天器的实时运行,提出了一种随机视场观测星选取及有效验证星图模拟的方法.航天器实时运行,实现自主导航,识别算法是关键.为了给匹配识别算法提供尽可能好的星图,本文对初始星图进行图像预处理.其次,本文着重研究了星图的匹配识别算法.此部分所涉及的内容有:基于Delaunay三角剖分算法的全天自主星图识别技术,本文首次将Delaunay三角剖分对给定点集进行三角剖分具有剖分结果唯一性这一重要特点应用于星图识别,仿真试验结果显示,此算法具有高的识别率、良好的实时性和鲁棒性;基于HD距离的星图识别技术,此技术在Hausdorff距离的基础上,根据星的空间结构相似性原则,剔除最小Hausdorff距离的最大值,对星敏感器的随机噪声和系统畸变具有强的抗干扰能力.针对剖分算法导航星库的构造,将所有的恒星点集映射到单位球面上,采用曲面剖分的边界递归法,将其剖分成球状的三角形剖分网,形成基本信息子库和识别信息子库,用这种方法生成的导航星库具有容量小、无信息冗余、检索速度快的特点.最后,针对上面的工作,搭建了一个完整的半物理仿真模拟平台,利用这个平台验证和测试了星图预处理、星图匹配识别部分所涉及的算法,并针对结果进行改进和完善,使其达到了预期的目标.