在轨服务对象(如卫星、空间站)轨道外推仿真计算对快速了解空间状况和新航天发射任务完成有重要意义。本文对轨道外推算法模型进行了研究,使用Scilab/Xcos为轨道外推算法模型设计了仿真系统,实现了轨道外推模型仿真计算功能,主要研究工作如下:(1)在轨服务对象轨道外推基本理论分析。研究航天系统时间表示方法、空间坐标系表示方法及转换、空间物体位置描述方法和空间环境影响因素。(2)在轨服务对象轨道外推计算模型分析与研究。分析和研究解析法中开普勒Kepler模型、J2模型、NORAD模型和数值法的计算方法并建立数学模型。(3)在轨服务对象轨道外推仿真研究。采用Sdlab/Xcos仿真软件将解析法的开普勒Kepler模型、J2模型、NORAD模型和数值法中的HPOP模型封装成模块并集成为Xcos工具箱。搭建四种轨道外推模型的仿真工程。基于上述研究,完成了Scilab/Xcos平台下的轨道外推仿真系统设计。本文对系统中的四种轨道外推模型进行外推仿真,将仿真结果与STK软件同条件下的轨道外推结果进行对比分析,证明了本文研究的轨道外推模型计算精度符合标准;对NORAD中的SGP4模型进行批量外推,将轨道外推结果存储在HBase数据库中备查,同时为可视化仿真系统提供数据支持。对在轨服务对象进行轨道外推计算并使用仿真数据在可视化仿真系统中展示在轨服务对象飞行状态,经过某航天研究院检查,本文研究的内容及获得的成果符合预期要求。