科技的发展促进了航空导航技术的发展,也提高了先进航空导航设备的需求。但是航空导航由于受到外界环境因素影响较大,要求较高。星光导航由于自主性高、可达到的导航精度高、可靠性高等优点,在航空领域的应用愈发广泛。为了使星光导航系统更加满足航空导航的需求,本文对星光导航系统的定姿算法进行了研究,并研究了星敏感器的实验室静态参数标定。最后研究了在线标定及其报错技术,通过实验验证了灰色模型的拟合性能。论文主要研究以下内容。⑴研究了星光定姿算法。针对星点质心的提取精度对于标定精度影响较大这一情况,研究了星点质心粗提取与细分定位方法,提取精度达到0.01角秒级别。基于最小损失函数计算星敏感器姿态信息,运用全部星点信息进行计算,有效提高定姿精度。星点匹配和姿态解算方法的研究成果,为静态标定结果的正确性验证提供依据。⑵研究了实验室静态标定方法。针对传统方法计算繁琐,精度不够的问题进行改进,采用了物理方法与软件方法组合标定方法,结合像主点误差最小理论,有效简化了计算,提高了标定精度。采用不同的图像采集方法分别标定相机像主点坐标、焦距以及畸变参数,避免了图像采集范围过大导致外圈畸变对像主点及焦距标定产生误差。所用方法较传统方法计算简单、准确性更高,有效提高了星光导航的精度。⑶研究了在线标定及报错方法。针对现有的在轨标定方法对于结果缺乏检验的问题,搭建了预测模型,及时进行检验。基于环境变化、震动等情况会导致星敏元件内部参数发生变化这一现实,对星敏感器进行在轨标定。首先基于卡尔曼滤波及畸变参数计算方法在线求解标定参数。结合灰色系统理论的模型预测功能,分别构建星对角距误差均值和七个标定参数的Gary Model（1,1）和Gary Model（1,8）模型,根据搭建的模型预测的星对角距误差均值结果实现错误判断功能。根据关联度系数适当舍弃拟合参数,简化模型。基于残差法进行拟合结果检验。⑷通过实验验证了星光定姿算法。进行了实验室静态标定实验,并基于最小误差方法解算参数。将实验结果与传统算法标定结果比较,验证算法对于标定精度的提升。通过仿真实验验证了基于灰色系统理论的星敏感器在线标定模型拟合度高,对于错误能够及时预测并提醒。