姿态确定与控制系统(ADCS)是卫星重要的组成部分,它的主要功能是实现卫星在空间特定坐标系中的姿态稳定。太阳敏感器和地球敏感器已经普遍应用于各航天领域。本实验室研究了面向小卫星的太阳敏感器和地球敏感器,目前太阳敏感器已能够实现超大视场和低功耗,但是镜头畸变严重无法实现高精度。地球敏感器原理已经得到验证,各模块算法已经成熟,但是没有实现工程化。在此基础上,本文分别对太阳敏感器以及地球敏感器进行了研究。首先对太阳敏感器进行了硬件以及代码的优化,以提高效率和可靠性。其次针对太阳敏感器精度不足的状况,研究了镜头畸变模型、畸变标定原理以及方法,搭建了完整的标定平台。通过拟合畸变函数,得到更高精度的超大视场太阳敏感器。设计实现了全景红外地球敏感器的样机,并在此基础上对样机进行了畸变标定和精度测试,测试结果表明样机达到设计指标。本研究中,超大视场太阳敏感器以及全景红外地球敏感器均包括光学系统、数字处理电路以及软件三大块。其中光学系统由前端的超大视场镜头、后端的图像传感器和一些安装结构件组成。本研究采用的超大视场镜头有鱼眼镜头和红外全景环形镜头两种,分别用于太阳可见光敏感器和地球红外敏感器。图像处理模块采用了具备高灵活性、低功耗等特点的图像传感器。整个数字处理电路的选型和设计遵循低功耗原则。软件设计遵循高可靠性以及易用性原则。由于大视场镜头存在成像关系畸变的问题,本论文重点研究了其畸变标定模型以及标定方法,结合镜头的应用特点以及实验室现有环境设备,研究出了独特的镜头畸变标定方法,给出了畸变拟合函数。最终的测试结果表明太阳敏感器精度可达0.05。,功耗小于200mW,地球敏感器精度优于0.1。,功耗1.2W。