一体化、小型化的星光／惯性组合导航系统是导航研究领域中一个重要的发展方向，也是目前我国导航应用方面所急需解决的难题。星图处理和导航系统的硬件设计均为星光／惯性组合导航系统的核心技术，因此开展该两项技术的研究具有极高的工程应用价值。本文的主要工作包括星图处理算法的初步研究及一体化组合导航的电路设计。星图处理算法的初步研究主要包括对星图处理各组成部分的分析、算法开发及仿真试验；一体化组合导航的电路设计主要包括一体化组合导航的电路板设计及板上通信管理系统设计。论文主要分为两个部分，第一部分：星图处理算法的初步研究，包括第二、三章；第二部分：一体化组合导航的电路设计，包括第四、五章。其各章内容安排如下：第一章：简述了星光导航的工作原理、现状及发展趋势，提出本课题的研究内容及其研究意义，并简要介绍了本文的创新点。第二章：分析了CCD相机的噪声特性，阐述了星图维纳滤波处理的原理和效果，并系统地介绍了本课题所开发的星图分割算法及基于匹配查询和单点相关运算的伪星识别算法的组成、工作原理、算法实现及仿真试验。第三章：详细介绍了本课题所开发的查表高斯拟合亚象元细分定位算法及基于多维三角形向量的双次检测识别算法的组成、算法的实现及仿真试验。第四章：系统地介绍了一体化组合导航电路板的各组成部分的设计，包括一体化组合导航电路板的总体架构设计、供电电源设计、电路板的层次结构设计、信号完整性仿真及电路板的设计结果。第五章：详细介绍了一体化组合导航的板上通信管理系统的设计及FPGA实现，主要包括整个通信管理系统的总体架构设计、系统的各外部通信管理单元设计、板间SPI通信管理模块设计、总控制单元的设计及系统的综合实现。第六章：总结和展望。本文的创新之处在于：提出了查询匹配结合单点相关运算的伪星识别算法，并利用星图的一维数组转换算法简化了对恒星星点的相对位置的描述；提出了高精度、快速定位的查表高斯拟合算法。