全天时星敏感器在大气层内进行观测任务时，难以避免受到大气的影响。为了深入研究全天时星敏感器白昼观星困难的原因，需要对全天时星敏感器在成像过程中所受到的大气影响进行分析。利用MODTRAN软件对大气的干扰进行仿真计算，对不同观测条件下大气的影响进行了研究，并得到大气对全天时星敏感器成像影响的计算模型。研究结果显示，选择合适的光谱范围有利于全天时星敏感器的白昼观星任务。结合黑体辐射定律、恒星星等和恒星光谱型等信息，对恒星辐射的计算进行了修正，建立了恒星目标光谱辐射计算模型。最后，利用得到的大气影响的计算模型和修正后的恒星目标光谱辐射计算模型，并结合相关探测参数，进行仿真信噪比和仿真星图的计算。通过将仿真结果与实际实验结果进行对比，验证了所提出模型的正确性。