星敏感器由于其精度高、重量轻等优势,逐渐成为高性能微小卫星姿态确定系统的标配,但星敏感器面临更新速率低、受环境影响大等缺点。探索基于星敏感器的多敏感器组合姿态确定的高可信技术途径,成为当前卫星控制方向的亟需。因子图能够直观表征不同敏感器测量信息、误差等之间,以及系统前后时刻状态之间的影响关系和影响程度,并且能够对这种关系以增量的形式进行处理,为星敏感器组合姿态确定深度融合提供了一条有效技术途径。本论文在因子图框架内,围绕星敏感器与陀螺组合定姿、单星敏感器定姿等问题开展研究,取得了如下研究成果。为弥补星敏感器输出频率低等问题,在因子图框架内,提出了一种基于因子图的星敏感器/陀螺仪组合定姿方法。该方法首先利用误差四元数状态方程、量测方程以及姿态预测等构建因子节点模型,进而建立星敏感器与陀螺仪组合定姿因子图模型,并利用Gauss-Newton法对因子图模型进行优化,实现卫星姿态解算。由于因子图考虑了敏感器之间的多种影响因素关系,能够有效实现星敏感器和陀螺的有效融合。数学仿真结果说明了所提算法的有效性。针对利用全部量测信息因子图模型优化面临的计算量大的问题,提出了一种基于增量平滑的星敏感器/陀螺组合定姿因子图方法。该方法首先利用Gram-Schmit正交化对雅克比矩阵进行QR分解,进而用因子方差对优化目标函数加权,充分利用了因子图的增量特性,只需少量矩阵拼接及替换等操作便可完成因子图优化,显著降低了运算量。针对无陀螺情况下的单星敏感器定姿问题,提出了一种基于因子图的单星敏感器姿态确定方法。在修正罗德里格参数框架内,以卫星姿态、角速度以及空间干扰力矩等为因子图状态节点,以卫星动力学、星敏感器量测方程以及噪声驱动的空间干扰力矩建立因子节点模型,进而构建单星敏感器定姿因子图模型;然后,通过因子方差加权目标函数,同时保留部分过去的状态;最后,利用增量平滑法对因子图进行优化求解。数学仿真结果表明所提方法能够有效实现单星敏感器定姿,保证精度的同时显著降低运算量。