目前遥感卫星系统在军民各领域应用广泛,发展迅猛。但由于开发遥感卫星地面接收机时不便与在轨卫星联调,所以研制由地面接收机和与其匹配工作的模拟器组成的卫星图像数据传输系统意义重大。本文首先对卫星图像数据传输系统的研究现状与发展趋势进行了调研和总结,在此基础上,提出了本课题中卫星模拟器及接收机的系统架构和总体设计方案。本文在分析了卫星图像传输系统的设计目标和技术要求后,确立了基于FPGA的系统设计方案。整个方案包括硬件和软件两大部分。硬件系统采用FPGA作为主控芯片,配合Xilinx公司ML605开发板上外设实现数据的传输与处理;实现了PCIE DMA接口,完成数据在PC机与板卡间的高速传输;提出了基于AXI4总线的DDR3多端口存储控制方法,解决了多个控制模块同时访问一块DDR3存储器时可能存在冲突的问题;设计了条带噪声去除模块接口和信道编解码模块接口,集成了图像处理和基于CCSDS标准的信道数据处理功能。软件系统主要分为应用程序和驱动程序两部分,本文设计的应用程序负责与用户交互,通过驱动程序完成对图像数据收发过程的控制。最后,本文对软、硬件模块和系统整体图像数据传输功能进行了测试。硬件测试针对FPGA资源消耗和时序分析、DDR3多端口存储控制器性能和条带噪声去除接口功能展开。软件测试验证了DMA传输速率和应用程序的基本功能。结果表明,卫星模拟器和接收机能完成图像数据的模拟发送、大容量缓存、信道编解码、条带噪声去除和接收显示的各项设计功能。虽然部分模块的性能仍有待提高,但作为设计原型,本文的设计方案为后续卫星图像数据传输系统的进一步研究奠定了基础。