功能
恆星敏感器（簡稱星敏感器）是當前廣泛套用的天體敏感器，它是天文導航系統中一個很重要的組成部分。
它以恆星作為姿態測量的參考源，可輸出恆星在星敏感器坐標下的矢量方向，為太空飛行器的姿態控制和天文導航提供高精度測量數據。
特點
恆星敏感器的主要特點如下：
精度高
由於恆星的張角很小(如天狼星張角是0.006 8”)，即使張角很大的心宿二，其張角也只有0.04”，可以認為是點光源目標，而且具有高精度的位置穩定性，因此它的測姿精度可以很高，中等精度的恆星敏感器精度達10”左右，高精度星敏感器可達1”或更高。
信號弱
恆星光是弱光，零等星(視星等)的照度只有2．1×10 lx左右，所以雜散光干擾是一個嚴重問題。
需要恆星識別
恆星數量非常大，亮於視星等+6等的恆星全天球有5 000多顆，不像太陽、月球、地球，作為參考天體都只有一個，必須進行恆星識別，而且要接近於實時識別，這是恆星敏感器的技術難點之一。
提供三軸信號
只要能測到兩顆以上(包括兩顆)的恆星數據即可，但為保證精度，常在一個太空飛行器上裝兩個恆星敏感器，其敏感軸的夾角最好為90°(此時誤差最小)。
分類
各種類型恆星敏感器的出現與衛星姿控系統的發展、探測器的發展以及恆星敏感器本身的發展密切相關，它們出現在不同的歷史時期。最早期的是機械跟蹤式星敏感器；後來是適用於自旋穩定衛星的穿越式星敏感器；隨著三軸穩定衛星的發展與成熟，廣泛套用的是固定探頭式星敏感器。下面分別簡單介紹這三種星敏感器。
機械跟蹤式星敏感器
恆星敏感器機械跟蹤式星敏感器包括光學系統、成像裝置、探測器、電子線路、兩自由度框架、角編碼器和伺服機構等。
工作原理：目標星通過光學系統、成像裝置(如調製盤)在探測器上成像，配以合適的電子線路，檢測出星像在瞬時視場中的方位和大小，並驅動伺服機構使框架轉動，將目標星的圖像保持在瞬時視場中心。根據目標星的識別和框架轉角的大小和方向，從而確定衛星的姿態。
主要特點：瞬時視場小，而跟蹤視場大；利用框架運動擴展了跟蹤視場，但引入了機械可動部件，可靠性較低；只可跟蹤一顆星。
穿越式星敏感器
恆星敏感器穿越式星敏感器包括光學系統、成像裝置(如狹縫)、探測器和電子線路等。它的結構簡圖見右圖。
工作原理：穿越式恆星敏感器常用在自旋衛星上，隨著衛星的自旋，使敏感器對天球掃描。當恆星穿過它的狹縫視場時，該恆星就被探測器敏感出來，配以合適的電子線路，檢測出恆星穿越的時間和信號的幅度。根據對該恆星的預測、識別和電子線路給出的信息，可用於確定姿態。
主要特點：具有幾個不平行的扇形視場，姿態信息包含在穿越時刻中；它簡單、沒有機械可動部件，可靠性較高，但掃描角速度過低時信噪比會大大降低。
發展歷史
20世紀40年代末及50年代初已研製出飛機和飛彈制導用的星跟蹤器，它為測量系統提供的天體基準晝夜都能用，精度超過了太陽敏感器。
20世紀60年代中，星跟蹤器套用於衛星及其他飛行器，絕大部分採用光電倍增管作探測器，用機械方法調製星光，用框架擴展視場。後來，有相當長時間採用光導攝像管、析像管作為探測器，這就取消了運動部件，從而增加了平均無故障時間。
20世紀70年代初電荷耦合器件(CCD)問世。由於它的明顯優點：不需要提供高壓、像元尺寸及位置固定和對磁場不敏感等，各國及有關廠家紛紛轉向研製CCD恆星敏感器，發展異常迅速。到90年代中，已發展了第二代CCD恆星敏感器。
星敏感器按其發展階段可分為星掃描器、框架式星跟蹤器和固定敏感頭星敏感器三種類型。
(1)星掃描器又稱星圖儀。它帶有一狹縫視場，適用於自轉衛星。其原理是衛星自轉時，敏感器掃描天區，狹縫視場敏感恆星，處理電路檢測恆星掃過的時間和敏感的星光能量，並根據先驗知識、匹配識別等，可測出衛星的姿態。它沒有旋動部件，可靠性較高，但由於系統信噪比低，在工程實用中受到嚴重的限制，現已基本淘汰。
(2)框架式星跟蹤器。其原理是導航星通過光學成像系統在敏感面上成像，處理電路檢測出星像在視場中的位置及大小，根據檢測結果驅動伺服機構使機械框架轉動，將導航星的圖像儘可能保持在視場中心。最後根據識別星的信息和框架轉角情況，來確定太空飛行器的姿態。此種類型的星敏感器結構複雜，可靠性較差。
(3)固定敏感頭星敏感器。其類似星掃描器，不過它沒有成像裝置。其原理是通過光學系統由光電轉換器件敏感恆星，處理電路掃描搜尋視場，來獲取、識別導航星，進而確定太空飛行器的姿態。這種類型的星敏感器視場呈錐形，易於確定星像的方位，且沒有機械可動部件，因而可靠性高，具有廣泛的套用前景，目前固定敏感頭的CCD星敏感器因其像質好、解析度高、技術發展比較成熟等已在工程上得到了廣泛的套用。新型固定敏感頭的CMOSAPS星敏感器，由於具有集成度高、不需電荷轉換、動態範圍大等特點，是星敏感器發展的方向。
