光学系统设计是星敏感器设计的关键，光学系统参数决定将影响星敏感器的性能指标，而参数的选择需要考虑天空背景辐射、图像传感器参数等多种因素。采用Modtran软件仿真分析了不同情况下的天空背景辐射。在此基础上，通过引入能量集中度以及传感器噪声，推导出更精确的可探测极限星等公式，并深入分析了星敏感器可探测极限星等、探测概率以及探测精度与各影响因素的关系。对典型设计参数的可行性进行了分析，分析结果可为全天时星敏感器光学系统设计提供参考。