近年来，众多的空间科学任务使得我们对该类卫星的设计开发周期有了更多、更新和更高的要求。为了提高空间科学卫星在工程设计、测试和运行等各个阶段完成的质量和效率，世界各航天机构都采用建模和仿真技术作为空间科学任务的辅助手段。空间科学探测任务的仿真属于大型复杂系统仿真，涉及复杂的学科领域和专业子系统、众多的协作单位和复杂的集成关系。因此，需要一个能够为虚拟卫星仿真服务的、高效的、可快速配置的仿真引擎，开展任务和系统级仿真。　　论文针对虚拟卫星仿真引擎，在总结分析国内外相关研究工作的基础上，研究了空间科学卫星系统组成与仿真模型的特征，并给出统一的仿真模型描述、快速的仿真模型组装方法、有效的仿真驱动方法和开放的仿真引擎架构。本文的主要工作及创新点包括:　　1)虚拟卫星仿真模型特征分析　　从模型之间的紧耦合性、连续与离散变量并存、线性与非线性并存、多学科、复杂性等方面，对空间科学卫星的各个组成部分及其仿真模型进行分析，总结空间科学卫星仿真模型特征，并对卫星系统内部各分系统、及与其运行环境和探测目标之间的交互关系进行了初步探讨。　　2)虚拟卫星仿真模型描述方法研究　　根据空间科学卫星模型特征分析，研究现有的仿真模型描述方法，分析其对于虚拟卫星仿真引擎存在的不足，提出面向虚拟卫星仿真引擎的模型描述方法及相关概念。　　3)虚拟卫星仿真模型组合与组装方法研究　　通过对模型组装、仿真可组合性以及模型组合理论进行研究，提出一种适用于虚拟卫星仿真引擎的模型组合方法。通过模型组合来实现综合系统建模，在一定程度上实现模型的重用。　　4)虚拟卫星仿真引擎驱动方法研究　　仿真引擎驱动分为时间和事件两种基本驱动方式。前者关注的是事物的量变;后者对应于过程，关注事物质的变化。由于卫星系统有离散时间和事件两重需求，因此本文对仿真的驱动方式进行了研究，并提出虚拟卫星仿真引擎混合驱动方法及其流程，并根据连续系统仿真的最佳步距的概念，提出模型的权和最佳仿真步长的概念。　　5)构建虚拟卫星仿真引擎架构　　仿真引擎研究主要解决管理服务、模型主要接口设计，以及引擎的交互性、开放性、扩展性等问题。它为空间科学任务的仿真推演提供底层的运行环境，在满足稳定性和高效率的前提下，系统尽可能压缩“引擎”的功能，使“引擎”与仿真任务分离。因此，采用“微内核”的方式构建仿真引擎，将应用层面的功能分配给模型进行实现。　　最后测试结果表明，本文提出的仿真引擎的架构及其相关算法是可行的，具有较好的稳定性，能够为空间科学卫星的设计、分析和测试等提供有力的技术支持。