随着航天技术的快速发展，太空已经变得越来越拥挤。空间目标的存在，给国家安全、航天探测活动的安全甚至全人类的安全均带来了威胁。为此，世界各主要大国发展并不断增强了对空间目标的监视。光电技术特别是光电望远镜系统技术在空间监视中扮演了十分重要的角色，因此，研究天基光电望远镜对空间目标的监视有着十分重要的意义。 本文以天基空间监视应用为背景，对天基光电望远镜的相关关键技术进行建模仿真研究。论文的主要内容包括： 1．提出了一种天基光电望远镜对空间目标成像的模拟方法。以0星等和10星等为参考，用计算机模拟得到256级灰度图，仿真结果表明，论文提出的方法既能有效地模拟卫星的运动，又可克服对相同星空背景的重复模拟。 2．针对空间多目标模拟成像的难点，提出了一种模拟天基光电望远镜对空间多目标成像的方法，建立了天基光电望远镜对空间多目标成像的统一数学描述模型。为获得大量空间目标的参数数据，设计并建立了了一个空间目标参数数据库，并为数据库提供了基本的维护管理功能。计算机仿真实验结果表明，本文提出的方法可以有效的模拟天基光电望远镜对空间多目标的成像。 3．以成像模拟技术为基础，实现了天基光电望远镜对空间目标的检测和跟踪。给出了基于Hough变换的分步凝视检测前跟踪方法和基于星图匹配抑制的目标实时跟踪方法。通过计算机仿真，实现了天基光电望远镜系统从对空间目标成像到目标跟踪的整个动态过程。 4．分析了天基光电望远镜系统中目标和背景光度特征以及系统的噪声特性，