星敏感器是一种高精度的姿态确定仪器。在过去大约30年时间里，已经研制了两代CCD星敏感器。第二代星敏感器由于指向精度高、无姿态累计误差、快速的故障恢复能力和完全自主的导航能力而受到人们的广泛关注，已经成为当前空间飞行器的首选姿态测量仪器。　　星敏感器在实际应用中，需要解决两大关键技术问题，其一是星图识别问题，其二是基于CCD星敏感器的空间飞行器姿态确定问题。星图识别是指在导航星库中的星图中寻找与飞行器某时刻拍摄的特定星图（最好是唯一匹配的星图）。利用CCD星敏感器进行空间飞行器姿态确定是指对通过星光矢量确定星图拍摄瞬间星敏感器视轴在惯性坐标系中的指向，进而确定空间飞行器姿态。论文以星敏感器在军事上的应用为研究背景，系统地研究了星敏感器在实用中面临的这两大关键技术问题。研究的主要内容如下：　　(1)对基于CCD星敏感器的星图识别和空间飞行器姿态确定相关的基础知识进行了介绍，包括各种坐标系、卫星姿态的表示方式、星图预处理和蒙特卡罗测试方法。随后介绍了现有的星图识别算法。　　(2)提出了一种基于特征向量(DSP向量—Distance between Specific Points Vector)的快速星图识别方法。该方法首先对观测星图构造具有平移和旋转不变性的DSP向量，然后根据 DSP向量间的欧式距离从特征模式库中快速检索到候选DSP向量及其对应的姿态，然后进行观测星图与候选参考星图对应匹配星的验证识别，从而保证了识别的准确性。最后和两种典型的星图识别方法（栅格算法和RCF方法）在同等实验条件下进行了比较，仿真实验表明本文方法具有良好的性能。　　(3)对现有的空间飞行器姿态确定算法进行了总结分析，并详细介绍了TRIAD方法的计算过程。TRIAD方法利用两颗恒星在天球坐标系和像空间坐标系中的坐标，求出转换矩阵，进而计算出星敏感器的姿态。　　(4)在Visual C++6.0环境下实现了导航数据库的构造、基于DSP向量的快速星图识别，以及利用TRIAD方法的姿态确定等。