本发明公开了一种基于图像层级理论的太阳、月亮图像仿真方法，包括太阳模拟、凸月模拟以及残月模拟。本发明使用软件仿真出的太阳光晕从中心向四周呈灰度值递减；本发明能仿真出不同月相的月亮，并且月亮的亮度随月相而变化，满月时亮度最高，新月时亮度最低。本发明可用于模仿室外环境，对星敏感器进行测试和标定，既有效减少了星敏感器在室外进行测试与标定时可能受到的损害，又可以模拟出室外测试和标定星敏感器时所遇到的情况，减少了飞行器测定时的风险和成本。