本发明公开了一种星群协同控制地面仿真系统，包含通信连接的数学模拟子系统与物理模拟子系统；所述数学模拟子系统用于根据总体任务生成任务指令数学仿真星群全员全状态的动力学和运动学，并根据数学模拟子系统内部实时反馈的星群仿真数据及物理模拟子系统实时反馈的卫星模拟数据实时协同控制星群的在轨运动；所述物理模拟子系统用于根据数学模拟子系统生成的任务指令物理模拟星群中任意颗卫星间的相对动力学和动力学，并实时采集卫星模拟数据发送至所述数学模拟子系统。本发明采用数学和物理联合仿真实验的方式，实现了大规模星群的协同控制，解决了大规模星群地面试验真实性差的问题。