数字样机技术是基于产品描述的数字化平台，通过建立基于计算机的数字化样机模型，并在产品全生命周期内使用，以达到减少或避免使用物理样机的一种产品开发技术。为实现低成本、短周期、高质量的微小卫星设计提供了一条可行的技术途径。本论文以实现微小卫星结构的数字化设计为研究目的，探索了微小卫星结构数字样机设计以及应用的技术与方法，明确了结构数字样机的概念与内涵，凝练并突破了卫星结构数字样机设计及应用的关键技术，给出了结构数字样机的多个典型应用，取得如下创新研究成果。　　在分析卫星结构总体设计任务及传统物理样机应完成功能等的基础上，给出了卫星结构数字样机的概念及内涵，分析了其应具备的功能，提出了结构数字样机技术研究的框架及内容，凝练出卫星结构数字样机设计及应用的主要关键技术。　　针对组成卫星组部件的几何建模问题，提出了基于参数化设计技术的几何建模方法，该方法用一组参数约束几何图形的一组结构尺寸序列，通过调整不同参数序列值产生新的目标几何图形，从而实现组部件模型的可变性、可重用性等；针对组部件模型的行为建模问题，提出了基于面向对象的行为建模方法，建模过程中将组部件的动力学、控制等行为特性以及交互特性等定义为模型对象的一个类，使交互模型具有可扩充性、可重用性等。　　在具备支持卫星总体布局功能的结构数字样机设计方面，分析了数字样机应具有的功能，建立了总体布局过程中卫星质量特性实时计算模型，提出了待布物体操作及待布物体干涉检验方法等；最后以总体布局优化为例对本章所提出的相关技术进行了验证，检验其有效性。　　最后，设计了卫星结构数字样机原型系统的总体方案，以Pro/E等软件为基础二次开发建立了卫星结构数字样机原型系统。