高精度姿态测量系统是各类型航天器完成特定航天飞行任务的重要保证。获取航天器飞行过程中各类姿态信息的系统统称为姿态测量系统或姿态敏感器。根据不同原理和测量方式,研究人员开发了多种姿态敏感器,目前主要有:地球敏感器、太阳敏感器、磁强计、陀螺仪和星敏感器。相比较于其他类型姿态敏感器,星敏感器具有测量精度高、重量轻、功耗低、无漂移和工作方式多样等优点,同时新一代星敏感器与惯性陀螺一样具有自主导航能力,从而使无陀螺航天器姿态确定系统成为可能。星敏感器是一种应用前景广阔的姿态敏感器。在星敏感器研究中,星识别软件算法是其关键技术之一。本学位论文从星敏感器软件算法整体结构出发,对各部分进行了系统分析和实现。在此基础上对星识别算法进行了深入研究,以实现大幅提高星敏感器识别成功率和更新频率的目的。本论文主要完成以下工作:(1)对全天球识别模式进行了分析和实现,在此基础上改进并完善了三角形识别算法,在保证识别时间不大幅增加的情况下,大幅提高了星识别成功率,达到98.5%。(2)在全天球识别模式基础上,实现了基于星跟踪模式的星图提取和星识别,使得识别成功率和运算速度都大大提高(识别时间约0.04秒),同时该方法显著提高了软件系统的抗干扰能力和稳定性。