以Starlink为首的巨型星座快速发展对空间安全、天文观测等方面造成巨大影响，急需对其进行有效监测，光学观测是最有效的观测手段。根据Starlink在轨和计划发射的全部42000颗卫星的轨道信息和卫星结构特征建立了卫星轨道模型和光学反射模型，模拟了不同地区在不同季节和夜晚不同时间的卫星视星等分布；根据光电系统对Starlink卫星观测的成像特性建立了成像信噪比模型，模拟了50mm口径光电系统在不同地区、不同季节和夜晚不同时间观测Starlink卫星的成像信噪比分布，并用50mm口径图像全站仪进行观测实验验证。结果表明测站纬度越高，Starlink卫星夜间可观测时间越长，夏季可观测时间最长、冬季最短，在高纬度地区夏季整夜可见；南北纬40°附近可观测到卫星数量最多，为最佳观测位置；卫星越接近测站天顶位置视星等亮度越高，光电系统进行观测时成像信噪比也越高。