为了适应空间技术的发展，满足复杂航天器的数据处理需求，国际空间数据系统咨询委员会(Consultative Committee for Space Data System, CCSDS)于1986年开发了高级在轨系统协议(Advanced Orbiting Systems, AOS)。AOS以标准化的方式进行数据处理与交换，能够在空间链路中双向传输音频、视频、科学实验等多种不同类型的数据。目前，AOS在航空航天技术领域中的作用越来越突出，从而对AOS系统的理论研究和仿真研究变得非常重要。目前，单个仿真系统已无法反映AOS系统的诸多性能，要实现多个仿真系统进行联合协同仿真经常用到高层体系结构(High Level Architecture, HLA)。本文重点对AOS系统中帧同步模块、虚拟信道分用解包模块、解码模块进行仿真设计与实现。给出AOS接收系统的原理框图和仿真总体设计，给出开发工具的配置方案，联邦功能的设计，通过主机之间通信接口的设计来实现整个AOS接收系统的仿真研究。对帧同步模块进行仿真设计与实现。分析帧同步原理，漏检现象和虚警现象，帧同步过程状态的转换。根据帧同步的参数建议取值，给出帧同步仿真设计的流程图，采用VC++进行仿真设计。在完成了单一信源的帧同步设计，并进行帧同步码的搜索之后，完成三个信源的帧同步仿真实现。对虚拟信道分用和解包模块进行仿真设计与实现。通过对虚拟信道分用原理和解包原理的分析，根据虚拟信道中APID和包复用高效率算法，给出程序设计流程图。仿真采用VC++进行设计，实现虚拟信道分用和解包的功能。对解码模块进行仿真设计与实现。通过对解码原理进行分析，根据正反码进行编码，给出解码仿真设计的流程图，采用VC++进行仿真设计，在AOS系统接收实现解码的功能，相应的解码出三个文件。对基于HLA的AOS接收系统进行了很好的仿真验证。