近年来,我国小卫星技术取得了飞快的发展。尤其在智能观测领域,小卫星凭借其功能专一、载荷设计灵活及研制成本低等特点,相对于大卫星更易专注于观测智能化系统的研究与设计。文章从研究真实小卫星组成结构开始,在系统研究了小卫星的通用平台组成及设计方案、常用数据传输总线如CAN总线在小卫星系统中的应用、卫星载荷设计原则等内容的基础上,又介绍了本模拟系统设计中应用到的相关技术,如FPGA芯片及其选型、本系统方案中用到的相机载荷选型及参数信息、惯性/GPS组合导航系统的基本概念及数据协议等内容。最后,详细阐述了本文中多相机载荷智能控制系统及观测验证系统的设计与实现,其主要内容包括：一、研究了小卫星地面模拟智能观测整体设计方案,明确了多相机载荷智能控制系统的功能接口及整体设计方案。在串口通信的基础上,制定了上位机与载荷控制电路的双端通信协议,更好的通过上位机向控制电路发送指令对相机进行外触发同步拍摄。同时,设计基于FPGA的多相机载荷同步外触发控制电路,主要对上位机发送来的指令进行解析并控制相机进行拍摄。二、观测验证系统主要目的是为了在地面模拟小卫星在实际飞行中智能观测系统的运行情况,因此,系统设计的重点为对航迹规划实时控制方案的设计。本文采用惯性/GPS组合导航系统作为系统实时位置信息来源,以航迹规划的方式对载荷控制系统进行验证。为整体地面模拟系统的验证方案提供参考。在完成系统设计后,设计了系统性能的测试方案。运用专业的测试工具对关键的模块设计及相关指标进行测试,验证结果均达到设计要求。文章最后对本文工作进行了总结并阐述了下一步的工作计划及研究展望。本文设计系统一方面为整体的智能观测与智能传输系统的有机组成,同时为下一代小卫星载荷观测智能化提供了功能上的预研与验证,并节约了成本,积累了经验,达到了预期目的。此外,以此课题为背景,发表中文核心学术论文一篇,参与飞行试验一次。