合作目标/背景红外特性数据的积累直接决定了导弹预警卫星对目标识别的准确率，不同季节、不同时段地球/大气背景的复杂性使得理论推算和数字仿真获取弹道导弹红外辐射特征的准确性难以保证，因此有必要在轨开展合作目标红外辐射特性的合作测量。而卫星在轨测量前，合理制定测量方案是测量任务能否有效完成的关键。因此需对测量方案进行大量的分析与实验。本文以“某卫星数据地面处理系统”项目为背景，该地面处理系统主要完成对卫星下传的数据进行检验、评估、定标、处理、反演的任务。由于地面处理系统研制过程中需要卫星在轨数据对其接口与处理等模块进行开发、集成与调试，而目前在系统研制过程中无法获得在轨卫星的有效数据，故需要采用仿真技术生成相应的数据，支持系统的开发与研制；同时，由于天基大气背景测量对象的多样性与复杂性，使得卫星在轨测量方案中的视线指向数据解算不同于常规卫星的测量，开展对已形成的试验方案进行复算，并对试验方案进行可行性评估是非常必要的。本文设计开发了测量相机数据仿真系统，对本系统的总体设计、数学建模、软件组件开发、集成与测试开展了深入地研究工作。主要工作如下：在测量相机数据仿真系统总体设计方面，根据测量任务的需求，规划了仿真系统的功能；在全面分析地面处理系统开发所需的接口和功能基础上，明确了仿真系统的设计思路与技术实现途径，确定了仿真系统的总体结构，建立了各功能模块间的相互关系。在测量相机数据仿真系统数学建模方面，给出了仿真系统中坐标系的定义，建立了坐标系的转换关系；为了描述成像物像关系，完成测量方案复算功能，在坐标系的转换基础上建立了成像测量几何定位模型；建立了目标（地面固定目标区域与合作目标）跟踪计算模型，给出了卫星调姿跟踪和转动摆镜跟踪模式的解算模型。在测量相机数据仿真系统软件组件开发方面，对组件所采用的STK/X及STK/Connect关键技术作了概述，给出了各组件对象的详细配置。在MatlabR2012a的开发环境下采用STK的STK/X组件与STK/Connect模块，设计了测量相机数据仿真系统的组件实现方法。在测量相机数据仿真系统集成与测试方面，采用模块化集成的思想，搭建了仿真系统的Matlab GUI总体结构，将各个功能模块进行集成，实现了具有人机交互功能的仿真系统；针对此仿真系统各功能模块的正确性和一致性进行了测试，并着重对测试结果进行了分析。目前，测量相机数据仿真系统已经与地面处理系统进行了联调与测试，测试结果表明该仿真系统有效的支撑了地面处理系统的研制工作，其功能满足系统研制要求。