本发明一种深空探测系统星载程序在轨维护、验证系统及方法，根据星载软件更新的方式，提供了字节级，函数级和全文级三种在轨维护类型。采用地面终端系统实现地面预处理及验证。数据切割工具(Systools DATA Splitter)和封装函数(Function Config)按照注入协议将待执行程序自动拆分和封装。地面数字孪生系统中的数管模拟(OBDH Simulater)模块和GNC分系统并行验证模块完成封装指令的校验和地面1:1仿真验证，最后利用序列比对算法系统自动完成在轨维护结果的确认。本发明是有效增强航天器可靠性、拓展航天器实用性和提高航天器寿命的一种有效途径，为航天器软件后续功能和性能改进提供了良好的平台环境，为提升航天器在轨维护智能化程度提供了有力支持。