随着红外成像系统的广泛应用，对红外成像系统的仿真及其性能的评估变得越来越重要。作为仿真实体以及性能评估的重要手段，红外成像系统虚拟样机在其中扮演着至关重要的角色。但是受限于CPU的串行数据处理机制，虚拟样机的仿真速度受到严重限制。本文给出了基于CUDA平台的红外成像系统虚拟样机的仿真方法。该方法充分利用了现代GPU的强大数据处理能力。在GPU上实现了虚拟样机的调制传递函数模型以及一维偏置/增益模型，具有高速精确等特点。首先，本文简单回顾了GPU的发展过程，并介绍了现代GPU的特点，分析了CUDA的软件体系及运行机制；其次，利用可分离卷积原理，对调制传递函数模型进行了处理；最后，初步实现了红外成像虚拟样机的CUDA框架，该实现可高速精确的完成红外成像系统虚拟样机的仿真工作。本文特点是：以CUDA为基础平台，以并行运算实现处理加速为出发点，实现了红外成像系统虚拟样机的高速运行。以CUDA平台的特点为基础，对仿真算法进行了优化。