本文研究基于星敏感器的星识别算法、导航星库的构造方法和姿态计算方法。 文中简单介绍了卫星姿态控制和常用的姿态敏感器，介绍了星敏感器的功能、组成和工作原理，以及星敏感器技术的发展和相关技术的研究。分析了星敏感器中影响星识别的主要因素，提出了星敏感器对星识别算法有关软件的要求。 在分析、比较和归纳有关文献和专著的基础上，提出了精简二维索引分层导航星库的构造方法。精简二维索引分层导航星库，作为一种统一存储的精简、索引导航星库，采用星的分层方法精简导航星库，以局域亮星为主构造导航星三角形，减少了星三角形的数量，节约了存储空间；采用索引方法检索导航星三角形，提高了命中效率，节约了搜索时间；采用Nσ划分和线性存储的方法精简索引，提高了二维索引的存储效率；采用索引的边缘扩充方法，可以在一定程度上减少位置误差的影响。 在分析、比较和归纳有关文献和专著的基础上，提出了全天自主分层星识别算法。全天自主分层星识别算法，采用分层的方法，以局域亮星为主构造和识别观测星三角形，减少了待识别的观测星三角形数量，具有较高的识别速度；采用最大匹配可信度和索引的边缘扩充方法，可以在一定程度上解决位置误差、星等误差和伪星干扰等问题，具有较高的识别准确率；既可以进行全天自主星识别，又可以进行局部星识别。 利用方程组的最小二乘解求取转换矩阵，通过转换矩阵计算星敏感器的三轴姿态角，使姿态计算和平差同时进行，具有较高的姿态计算精度和计算速度。 通过仿真实验，对上述方法进行了实验和分析。在一台主频为650M、操作系统为Windows的PⅢ计算机上，仿真直径20度圆视场的第二代星敏感器。在位置误差的均方差为10角秒、星等误差的均方差为0.2星等、 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所博士论文l颗伪星的条件下，进行10，000次全天自主星识别和姿态计算仿真实验，得到以下实验结果:导航星库的总存储容量为2.3MB，导航星库的全天覆盖率为99.9%，识别星的正确率为99.9%，视场识别成功率为98.6%，一次实验的平均时间为1.3毫秒，偏航角的均方差为6.8角秒，俯仰角的均方差为6.3角秒，横滚角的均方差为52.3角秒‘