星模拟器是星敏感器精度地面标定与功能验证试验的重要设备,其主要技术指标单星位置误差的精度测试水平直接影响星敏感器的标定试验精度,进而影响卫星在轨工作时姿态确定的准确性。为此本文针对Φ35.5°视场以下星模拟器单星位置误差的测试问题,开展星模拟器精度测试方法研究,其对提高星模拟器精度的测试水平以及高精度星敏感器的研究均具有重要意义。本文通过对现有星模拟器精度测试方法的分析、研究和总结,提出了一种经纬仪与面阵CCD相结合的测试方法,并研究了相应的测试系统,通过高像质星点成像光学系统将经纬仪视场内星点成像在面阵CCD接收器上,利用CCD图像采集系统,完成星点图像采集,并传送给计算机,通过亚像元星点质心提取算法确定星点位置,实现星模拟器单星位置误差精度的测试。根据星像点成像要求,利用ZEMAX软件优化设计了一种高像质星点成像光学系统,并对其进行了像质评价,分析结果表明,星像点成像质量良好;设计了一种下位机CCD图像采集系统,实现了星点图像采集、信号处理和数据传输;研究了亚像元平方加权星点质心提取算法,利用MATLAB设计了一种星点质心提取软件,通过仿真实验分析了算法误差,达到亚像元的位置测量精度;通过对整个测试系统的误差分析及实验验证,结果表明所研究的测试系统测试范围为Φ35.5°,单星位置误差测量精度优于5’’。