随着来我国深空光学导航技术的发展,空间飞行器已经越来越趋向于采用光学姿态敏感器对飞行器进行实时姿态的捕获与测量。光学导航敏感器由于采用星光航导来代替惯导,用星图实时校正、稳定飞行器姿态来代替单轴或三轴陀螺稳定平台,目前已得到广泛的应用。光学导航敏感器标定系统作为高精度光学导航敏感器地面标定系统,为了适应其的检测精度的不断提高,有了突飞猛进的发展。其中光机系统作为光学导航敏感器标定系统的核心部件,其镜筒结构设计是否合理、材料选择是否正确,直接影响高精度星模拟器的标定精度。通过了解高精度星模拟器的工作原理,本文详细论述了光学导航敏感器标定系统光机系统总体布局。根据光学导航敏感器标定系统光学系统给定的光学尺寸和装调要求,完成了光学导航敏感器标定系统整体结构设计,重点建立了其高精度星模拟器镜筒及其支撑结构的三维仿真模型,并应用有限元ANSYS软件进行环境温度热力学、自重应力、模态分析,最终结果验证了光机结构设计的合理性,满足光学导航敏感器标定系统设计要求。