天文导航与其他的导航方式相比，具有导航精度高，应用不受限制等优点，是今后航天器导航的重要发展方向。X射线脉冲的到达时间(time of arrival, TOA)为航天器提供精确的时间标准，不仅增强了航天器导航的自主性（不需要依赖地面站的支持），而且其可以与铯原子钟相媲美的长期稳定性，有可能提高时间标准的长期稳定性。因此，积极开展基于X射线脉冲星导航具有重要的战略意义。本论文拟采用基于微通道板(Micro-channel plate，MCP) X射线光子计数探测器来测量X射线脉冲的TOA。前端电子学是地面模拟系统的重要组成部分，其具有甄别出探测器输出的有效信号并完成定时的功能。本文首先针对X射线脉冲星导航对探测器的要求，比较各种X射线探测器的优缺点，选择基于MCP X射线光子计数探测器作为地面模拟系统的核心器件。根据探测器输出信号的特点和各种定时技术的优缺点，本文设计了两种定时方案：峰值定时和恒比定时。其中根据不同的成形方案，恒比定时方案又可以分为恒比定时系统1和恒比定时系统2。本文对两种定时方案的验证和元器件的选择作了详细的讨论。并用硬件电路成功实现了三个定时系统的功能，获得了实验结果波形图。其中定时精度和死时间是定时电路的重要性能指标。因此，设计了测量定时精度的实验方案，实验结果显示：峰值定时系统的定时精度为18ns，恒比时系统的定时精度为0.78ns；分析统计探测系统所探测到的相邻光子事件的时间间隔分布，获得使用两种不同定时方案时，整个系统的死时间分别为4.75μ s和105ns。将三个定时系统应用于地面模拟系统中，利用脉冲轮廓拟合的方法实现脉冲轮廓的重构。通过实验测试，分析和比较了不同Bin值对脉冲轮廓的影响，发现在脉冲周期为300ms，数据量只有6550时，Bin值取1.5ms较为合适；比较分析两种不同定时方案，三个定时系统的计数率和X射线脉冲轮廓的信噪比，恒比定时系统1的信噪比最高，恒比定时系统2的计数率最高；对恒比定时系统2的阈值、供电电压对计数率和X射线脉冲轮廓的影响进行讨论，阈值越高脉冲轮廓的信噪比越高，但计数率越低。恒比定时系统2的供电电压取±5.2V时，拟合出的脉冲轮廓效果最佳。