红外地球模拟器是红外地球敏感器在仿真实验室内进行测试与试验的专用设备。在仿真实验室内对红外地球敏感器测试精度的高低,将直接关系到卫星姿态控制的精度。本文根据准直式红外地球模拟器的工作原理和设计要求,针对18000Km、35786Km和42000Km这三个卫星轨道高度,设计了一种Φ300mm口径的红外地球模拟器,解决了红外地球敏感器在工作前的精度测试与仿真试验问题。本文论述了高轨道准直式红外地球模拟器的总体布局、组成以及其工作原理,对地球模拟器的机械结构进行了详细设计。采用有限元分析法,对地球模拟器机械结构进行有限元分析,以确定所设计的地球模拟器结构的合理性与可行性。结合地球模拟器的装调方法,将影响地球张角精度的各项因素进行误差合成,结果表明,本文所设计的地球模拟器模拟的三种地球张角误差均小于±0.05°,满足了红外地球敏感器在太空中对真实地球张角测试误差精度的要求,为红外地球敏感器的进一步研究提供了技术支持。