目前,星敏感器越来越广泛地应用于航天器姿态确定,APS星敏感器的研究已经成为航天器姿态控制领域的研究热点,使用CMOS星敏传感器实际采集到的星图,经过预处理,星图识别和姿态计算确定,能够得到星敏感器的瞬间实时姿态,再根据坐标转换得到飞行载体的姿态位置。星图识别的前提是需要精确的恒星位置,而星敏感器实际拍摄采集到的星图,除目标恒星星点产生的光学信号之外,还有各种噪声信号。为了得到星点位置和灰度的精确信息,必须对星敏感器采集到的图像数据进行预处理操作,从而提高质心定位精度,并提升最后星敏感器输出姿态的精度。本文设计实现了基于国产图像芯片B1000的星敏感器星图预处理及识别算法,在分析现有技术基础上,结合项目需求,设计了星图降噪预处理方法和星图自动识别的匹配方法。通过对拍摄的星空图片进行噪声分析,对条纹非均匀性噪声采用横竖条纹滤波HVSF算法进行星图滤波处理,结合自适应阈值分割、单点噪声排除、坏元处理和背景固定噪声点处理,最后采用带阈值的质心法得到精度较高的质心位置。采用自动识别方法进行星图识别:星敏感器在实际运行时,只在第一帧或失去姿态时采用全天识别进行星图匹配识别,其余时间采取局部天区识别算法进行匹配,匹配失败再调用全天匹配算法,自动切换,兼顾匹配成功率和姿态精度。此外,为了验证算法效果,加大实验数据,进行了星图模拟生成数字图像的实现,在传统星图模拟的基础上,通过分析辐射照度与灰度值的对应关系,结合非对称的二维高斯点扩散函数,更加真实地模拟出星图图片。实验结果表明,本文采用的星图预处理技术,提高了质心定位的精度,HVSF处理后的星图质心偏差平均可以达到近1/50像素。对于理想星图数据,星图匹配成功率能达到99%,满足精度0.01°要求的比例达到98%以上;对加噪星图进行星图预处理之后,匹配成功率也能达到99%,满足0.01°精度要求的达到97%。算法过程简单易实现,满足星敏感器项目设计要求,便于硬件并行处理,为嵌入式硬件实现提供极大便利。