星敏感器是一种高精度的姿态测量仪器,CCD(Charge Coupled Device)星敏感器利用CCD像机实拍到的星图,经过恒星检测、星图识别和姿态确定,计算出星敏感器瞄准线在惯性空间的瞬时指向,从而确定运动载体的三轴姿态。本论文主要的研究内容是CCD星图的预处理及其运用现场可编程逻辑阵列的实现,主要完成了以下几个方面的工作:分析了影响星敏感器测量精度的各种因素,其中提高单星测量精度是关键,因此需要采用有效的CCD降噪技术和最优的目标星提取,星质心定位算法和实现。建立CCD器件的噪声模型,并研究了各种噪声产生的机理及其特性,分析了CCD噪声处理中最重要的相关双采样技术对于复位噪声和其它噪声的抑制能力。采用改进后的扩展像素标记法进行目标星提取,在仿真实验的基础上,对各种适合于星图图像的星体细分定位方法进行了研究,并就噪声水平,降噪处理和阈值选择对定位精度的影响进行了仿真试验分析,仿真结果表明,带阈值的质心法是一种比较理想的星体细分定位方法。通过现场可编程逻辑阵列实现了该星图预处理算法,并对六个模块的实现进行了详细的阐述和说明,最后对模拟生成的星图进行简单的降噪处理,目标星提取,星体定位,实验结果表明算法和实现都非常有效。