小行星和彗星等小天体的探测已经成为新世纪深空探测的热点之一。光学自主导航作为一种重要的深空导航方法，日益受到重视。本论文针对彗星探测接近段的特点，对彗星探测接近段导航图像的仿真与处理技术进行研究，以期为深空自主导航方法和自主导航仿真验证平台提供数据与技术支持。论文主要内容如下：　　首先，对彗星的三维实体建模技术进行研究，并根据坦普尔-1彗星的真实数据，利用虚拟现实建模软件3DMAX建立彗星三维实体模型。　　其次，对彗星探测接近段的导航图像进行了仿真。提出了基于恒星星表的背景恒星仿真方法；根据“深度撞击”任务最后两小时撞击器与彗星的轨道数据，实现基于仿真软件OSG(OpenSceneGraph)驱动的彗星探测接近过程的可视化演示；利用建立的虚拟相机成像模型，实现彗星探测接近过程的导航图像序列仿真。　　再次，为解决彗星探测任务中用亮心近似形心的形心提取算法随着距离越近误差越大这一问题，给出了一种阈值分割与图像边缘拟合相结合的形心提取方法，仿真结果表明，该方法能有效的提高形心提取的精度。　　最后，基于上述的导航图像仿真与处理技术，设计并研制了彗星探测接近段导航图像仿真与处理半实物系统，并进行仿真实验。仿真结果表明，所提出阈值分割与图像边缘拟合相结合的形心提取方法是可行的。