航天遥感器的设计和运维是一个涉及光、机、电、物理等多学科的复杂的系统工程。航天遥感器的特殊使用环境,决定了它的研制、使用是一个高成本、高风险的过程。而结合计算机技术的发展,在计算机上模拟遥感器系统的工作,一方面能极大的促进遥感器的研制、加快研制进度和缩减成本,另一方面现在各种仿真和虚拟化技术的发展也使得遥感器的虚拟化趋势更为明显,同时也能更精确地模拟现实。　　 本文以中分辨率光谱成像仪为例,详细分析了对地成像的物理过程,建立了各组件的数学模型。同时在实现方法上创新地将具体物理问题和仿真系统架构分离开来,一改往日以仿真目标搭建系统;而是在实现物理仿真的同时,也注重计算机系统的搭建,这样使得一个项目开发的结果不是一次性的,通过在不同的相似学科中重复使用可发展系统结构和填充组件,使得迭代式地增进该软件结构的边界和功能,每一次的开发都站在巨人的肩膀上。基于这样的开发理论,本文建立了一个两层的仿真系统,其中底层是一个面向第一个目标——就是在不同的项目之间复用的公共服务层,它不假设特定的应用环境,而是将大部分应用中的公用环节,如大文件IO、组件管理、分布式访问、多线程等主要面向计算机学科的问题分离出来单独对待和演化。另外一层是遥感仿真层,在上面描述的底层系统的支持下,以中分辨率对地定位成像为初始用例,利用Agile开发方法,逐次迭代地实现了该成像过程,然后将在该过程中开发的组件“云服务化”,部署在网络上,在更大的时间和空间范围上为各种系统提供服务,扩展该软件系统的寿命与价值。最后指出了在该研究基础上还可以完成的工作以及系统以后可能的进化方向。