X射线脉冲星是一种自转周期非常稳定的中子星，其最显著的特性是所辐射的信号具有非常稳定的周期和独特的轮廓，这使其在授时和自主导航等领域展现出巨大的应用前景。　　本文设计并实现了一种高精度X射线脉冲星地面模拟系统，该系统包括X射线脉冲星光子信号模拟系统和单光子探测系统。光子信号模拟系统中采用直接数字频率合成技术和恒温晶振产生高精度脉冲星标准轮廓信号，以可见光源模拟脉冲星辐射，设计并实现了线性可控光源及光衰减和光学屏蔽装置；单光子探测系统中采用高速、低噪光电倍增管将光子信号转换成分立电脉冲，经由所设计的高速甄别器放大、降噪和整形，设计并实现的高时间分辨率电子读出系统对脉冲到达时间进行标定，并研究了光子计数中的噪声，提出一种可提高信噪比的方法。　　通过测试，各模块达到设计需求，且光子到达时间数据经周期叠加可得到相应脉冲星轮廓，可满足X射线脉冲星导航技术研究的应用需求。