地球大气是典型的非均匀介质，光在其中传播时将会受到随机的扰动，主要体现为光的波前随机起伏，即大气非等晕效应。波前随机起伏将造成成像分辨率的极大降低，是诸如成像望远镜，航空测绘等工作于大气环境中光学系统都必然遭遇的问题。　　本文针对这种情况，考虑利用数值模拟方法来对大气湍流条件下的望远镜成像过程进行模拟研究。工作的主要步骤如下:　　第一，从大气湍流统计特性出发，结合频率域上的傅里叶变换法和空域上的Zernike多项式展开法建立模拟大气湍流的随机相位屏的数学模型，并对这两种方法采取相应的技术改进。　　第二，对相位屏数学模型进行仿真，并对比相位结构函数曲线的相似度验证所得相位屏的正确性。结果表明:两种方法模拟得到的相位屏都符合Kolmogorov谱的统计特性。同时，从相位函数结构曲线可以看出，改进的次谐波补偿和增加Zernike多项式的项数这两种技术都能很好的改善模拟相位屏的不足。　　第三，在标量衍射理论基础上，结合多层相位屏和射线轨迹，建立理想望远镜成像系统的菲涅尔衍射成像模型。标量衍射理论建立菲涅尔衍射积分公式，多层相位屏计算每层的大气相关长度，射线轨迹得到物面上每个点对应的不同相位屏，三者结合起来就是本文对大气非等晕的研究。　　第四，进行理想望远镜成像系统的菲涅尔衍射成像模型仿真并对结果进行分析。结果分析:1）衍射成像的结果表明仿真所取参数能保证系统衍射极限;2）斑点成像结果对比表明多层相位屏的大气成像非等晕效应低于单层相位屏的情况。