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随着计算机可视化技术的迅速兴起，其与系统仿真技术相结合在航天领域内发挥着越来越大的作用，目前，许多国家都在开发基于可视化技术的航天视景仿真系统和航天虚拟现实系统，希望通过具有真实感的三维可视化仿真结果，使用户更直观地了解航天任务的进行情况，协助研究人员完成飞行方案的设计、测试、验证、筛选和确定。本文主要围绕可视化仿真系统的构建和空间目标的三维造型这两个内容进行展开。在构建仿真系统过程中，航天器建模由于工作量大，易于出错而逐渐引起人们的关注。本文通过介绍STK模型文件与VRML模型文件各自的特点，两者的异同及两种不同格式的文件基于高级三维图形工具包Open Inventor的转换，并在此基础上，提出并实现了对STK三维模型的三个不同层面的可视化：模型的三维显示、模型的层次结构显示和模型的文本细节描述显示，后以此为主框架开发了一个初级的对STK三维模型的可视化编辑工具。本文还对可视化技术、视景仿真技术和虚拟现实技术及其应用作了深入的研究，对一般意义上更通用的可视化系统的布局和建构进行了分析，结合航天器飞行目标的运动特性，参照商业软件STK和Vega的相关实践经验，将航天任务仿真计算和航天场景的三维可视化进行了分离，利用Open Inventor构建了一套以三维可视化仿真为核心的、具有可扩展特性的航天可视化仿真系统。结果表明，本文提出的可视化系统框架及实现途径是有效的，不但能够满足航天器飞行的三维可视化仿真，而且可以在此基础上设计其它航天任务的三维可视化仿真系统和其它专业方向的可视化仿真系统。