红外目标模拟系统是红外半实物仿真的重要组成部分,在航天探测领域得到广泛的应用,随着对导航敏感器精度要求的提升,研制高精度红外目标模拟系统迫在眉睫,并且高精度的地面标定方法同样是提高导航敏感器测试精度的重要环节。红外目标模拟系统可在实验室条件下,验证导航敏感器的识别和跟踪测试能力。本文研制的红外目标模拟系统是为了研究空间飞行器从地球飞往火星过程后段的成像情况。红外目标模拟器是验证空间飞行器导航方式的可行性及导航精度的重要设备,并且在研究分析国内外红外目标模拟器设计方法的基础上,提出了火星轮廓红外目标模拟系统的整体设计方案与地面标定方法。通过对目标模拟器的整体系统组成结构及各组成结构之间的关系分析,确定了系统整体设计方案和设计指标。在模拟系统光学设计方面,设计了一种长焦距高成像质量准直光学系统。在结构设计方面,为了保证静态目标模拟系统的标定精度与模拟功能,采取了快速抽插分划板的设计方法,实现精准定位。在基于DMD的动态模拟器中,为了避免聚光系统与投影系统结构上发生干涉,巧妙地设计便于光束折转的红外镜座。最后,完成目标模拟系统的装调与标定工作。针对静态目标模拟系统光轴平行性调整方面进行深入研究,引入高精度光束平移系统,并对该系统进行了精度分析,检测口径可扩展到1200mm。采用高精度的红外标定技术完成红外目标模拟器的标定工作。随后,利用Matlab编程将标定点的空间位置信息拟合出目标弧段的圆心坐标与半径,并针对整个标定过程进行系统误差分析,计算出系统标定的总误差为41.78″,满足标定要求。