航天器充电问题会影响航天器的工作状态甚至导致航天器工作异常。因此，对于航天器充电的研究可以为航天器设计提供重要的参考。本文通过结合解析法及FD-PIC方法来模拟航天器表面充电及其鞘层特性。在太阳风和光照的作用下，航天器表面会形成正电势或负电势，可以形成三种不同的鞘层：电势存在势垒的鞘层，电势单调下降的鞘层和电势单调上升的鞘层。数值模拟中，航天器表面简化为平面模型，假设电子和光电子速度满足麦克斯韦分布。解析法通过速度分布函数推导出电子、离子和光电子的密度分布函数，求解泊松方程，得到航天器表面鞘层中的电势分布、电场强度分布和电荷密度分布。基于解析法建立的鞘层模型，分析了太阳风漂移速度对鞘层特性的影响，模拟了随着太阳风漂移方向和光照方向的变化，航天器表面鞘层的变化趋势。FD-PIC法通过选取合适的计算区域和边界条件，给定模拟粒子的发射及放置方法，建立了航天器充电的鞘层模型。在相同空间环境参数下，运用解析法得到的结果验证了FD-PIC法在模拟航天器表面充电问题的正确性和可行性。对FD-PIC方法中的电势振荡问题进行了分析，并通过减小步长、增加计算区域中模拟粒子数等方法减弱了电势振荡。