在天基探测设备在空间态势感知中扮演着越来越重要角色的背景下,基于星载一体化的卫星设计理念,结合微纳卫星机动灵活等特点,通过以反作用轮作为执行机构,驱动卫星本体姿态机动,实现光电探测设备完成对目标跟踪成为了一种可能。本文提出的跟瞄方式是一种新型的空间跟瞄方式,有一定的探索性,具有学术和实际运用价值。为了验证以反作用飞轮作为执行机构完成卫星姿态机动,以实现跟瞄功能的可行性,本文设计了基于单轴气浮台的微纳卫星光电跟踪物理仿真系统。本文主要进行了以下几个部分的工作:1)根据任务需求,完成了微纳卫星光电跟踪物理仿真系统的组成结构设计。2)首先,依次完成了反作用轮建模、微纳卫星光电跟踪物理仿真系统的建模;其次,为提高物理仿真系统的性能,分别对反作用轮和气浮台所受到的干扰力矩进行分析;最后,针对微纳卫星光电跟踪物理仿真系统存在的系统噪声,对其进行分析并给出了相应的解决方案。3)首先,针对反作用轮存在的干扰力矩和加、减速时间常数不对称的问题,设计了增益调度和力矩补偿相结合的反作用轮控制策略;其次,采用双闭环-速度前馈的控制结构,完成了微纳卫星光电跟踪物理仿真系统的控制系统设计;最后,完成反作用轮控制系统和微纳卫星物理仿真控制系统的计算机仿真与分析。4)对微纳卫星光电跟踪物理仿真系统的硬件组成进行了详细的说明,分析了上位机人机交互界面、控制算法程序、滤波算法程序的设计思路,并给出了相应的程序设计流程图。5)为了验证设计的有效性,完成相应的实验,并对实验结果进行了分析。实验结果表明将原用于稳定姿态的反作用轮,作为星载光电跟踪系统的执行机构,以实现跟瞄功能的方案是可行的。