为了验证简易高斯灰度扩散模型的适用性，与传统高斯灰度扩散模型进行了对比分析。将两种高斯模型做归一化处理，设定检验像素，分析检验像元灰度的归一化值的相对误差；进行星图模拟，得到4个不同高斯半径(σ)下灰度赋值相对误差与像点映射位置偏离值的关系曲线，整体上误差随σ的增大而减小；对星图模拟得到的系列星像点采用灰度重心法提取质心，质心误差随σ增大而减小，传统模型模拟像点的质心提取精度比简易模型高约2个数量级。无噪声条件下σ＝0.671时，简易模型模拟像点最大质心误差仅为0.033 pixel。仿真结果表明：单就像点外形仿真而言，当σ较小时，简易模型不再适用；但针对像点的质心定位及后续算法，简易模型带来质心误差量级可以忽略，运算量更小，适于应用。

为了实现星敏感器高斯灰度扩散模型的参数估计，设计了平行光管成像标定实验及相关算法。基于高斯规律建立并求解了以高斯扩散半径和像点质心坐标偏差为变量的方程组，进一步求得灰度能量系数；在3个不同平行光源方位拍摄图像，利用图像灰度数据计算模型参数的系列测量值，分别取均值作为其估计值；建立实验验证方法，将3个估计参数代入模型模拟静态星像点，将模拟图像与存在噪声的实拍图像做相似度比较，3 pixel×3 pixel窗口内相似度高于0.97，5 pixel×5 pixel窗口内高于0.98，7 pixel×7 pixel窗口内高于0.98。结果表明，方程组求解得到的高斯扩散半径、像点质心偏差的值可信，推导公式正确。

为了消除大气内观星时蒙的影响，提高载体定姿精度，提出了一种蒙气差补偿算法。首先给出了补偿过程涉及的姿态转移矩阵，并完成了相关矢量坐标映射变换；接着在星敏感器坐标系内，用两矢量内积法求得视天顶距；最后利用几何公式列出了以真星光矢量投影点估计位置为未知量的方程组，作为星敏感器任意姿态下蒙气差补偿算法模型。在没有任何误差的条件下对模型有效性进行了仿真，10-6 pixel量级的位置估计精度表明了算法的有效性。加入不同量级的陀螺漂移误差进行了仿真，给定的漂移误差对于蒙气差补偿模型的估计精度影响甚微，仿真结果表明在捷联载体存在一定姿态误差的前提下，蒙气差补偿模型也是适用的，补偿后的星像坐标用以实现星光姿态确定，并进一步对陀螺漂移完成补偿。