本发明公开了一种空间机械臂在轨操作的地面模拟装置及模拟方法，上述模拟装置包括：双臂机器人，用来模拟操作目标物体的空间机械臂；吊挂装置，包括固定柱和被动杆，所述被动杆活动连接在所述固定柱的顶端，所述目标物体吊挂在所述被动杆上；模拟平台，所述双臂机器人及所述吊挂装置均固定在所述模拟平台上。与现有技术相比，通过在吊挂装置上设置被动杆，将目标物体吊挂在被动杆上，不仅克服了目标物体的重力，在受到外力影响时，被动杆可以带着目标物体移动，达到类似太空一样的悬浮效果，并且实现效果好，安全可靠。本发明的模拟方法并通过强化学习模型获得电机的控制策略从而实时调节目标物体的悬浮状态，实现太空中的悬浮效果。