星敏感器作为卫星的姿态测量仪器，低功耗、轻质量、高精度是对其基本要求。由于传统的星敏感器采用CCD作为图像传感器，需要复杂的外围时穿电路和电源模块，使得星敏感器系统的功耗和质量难以进一步降低。随着卫星向着微小型、甚至纳卫星化的发展，国内外许多科研机构开展了将高端CMOS有源像素传感器(APS)应用于航天领域的探索，以期取代CCD。 在此背景下，我所开展了基于APS的星敏感器系统的预先研究。在借鉴JPL实验室和我所已研制星敏感器的架构的基础上，针对纯软件法提取星点耗时长的问题，提出了软硬协同实时提取星点的架构：在FPGA采集图像的同时，利用DSP提供的阈值，提取星图中高于阈值的像素的坐标信息，并记录于目标位置存储器；在采集图像完成后，DSP以目标位置存储器中的这些坐标中心，在原始图像开辟子窗口，来提取星点质心。但由于同一颗导航星形成的像素斑中，高于阈值的点可能有多个，且由于导航星在整副图像中位置的随机性，使得这些点的坐标在目标存储器中的存储位置也是随机的，除了顺序读出，无法有效快速地检索。为了避免重复地开辟子窗口并调用星点提取程序，我们提出了一种新的：基于空间距离判据思想的星点质心提取算法，使得对同一颗导航星，只需进行一次星点质心提取。在充分发挥目标提取逻辑所带来的高效能的同时，又避免了其引起的弊端。整个系统架构，由于较好的进行了软硬件工作负担的划分，将使得系统提取星点的速度，得到较大提升。并使用APS替代了CCD，简化了系统设计、降低了功耗。 本论文主要从APS的发展现状、系统的架构设计、具体实现、实验及系统性能评估四个方面展开论述。