星敏感器是为空间飞行器提供姿态信息的测量系统,具有精度高、速度快、自主性强、无累积误差等优点。星图识别算法是现代星敏感器的核心技术之一,它从星敏感器CCD/CMOS拍摄到的观测星图中提取需要识别的星等、恒星间的角距等信息,与星敏感器内部星表进行比较,识别出观测星图所包含的恒星是内部星表中的哪几颗,并进一步精确确定飞行器的姿态。本文在概述星敏感器研究发展现状的基础上,研究导航星数据库的建立过程及查找匹配策略,设计了一种基于复眼结构的星敏感器模型,并重点研究了基于该结构的星图识别算法,提高了星敏感器的精度。本文实现的基于复眼结构的星图识别算法,具有以下特点：(1)通过利用多个高空间分辨率的小视场形成大视场的基于复眼结构的星敏感器,能够捕获的观测星较多、星图特征维数较高,提高观测星图的质量,有利于提高星敏感器的精度。(2)由于复眼结构星敏感器形成的视场很大,在仅使用较少易于识别的亮星作为导航星时,星敏感器即能捕获到数量足够的观测星以满足不同星图识别算法的需求。(3)利用复眼结构星敏感器小眼之间有一定的夹角的特点,本文设计的基于复眼结构的星图识别算法通过从不同的小眼选取观测星组成大星对角距,基于大角距的星图识别算法,能够提高星敏感器精度。(4)传统单视场星敏感器存在三轴精度不一致的问题(滚转精度远低于俯仰、偏航精度),本文设计的复眼结构星敏感器模型,通过正交分布小眼,提高了星敏感器在滚转方向的精度,能够使得星敏感器三轴精度在同一个数量级。