作为一种重要的航天运输工具，空间轨道转移飞行器正以其日渐灵活的机动能力不断拓展着自己的应用领域，而结合仿真技术对其进行的相关研究正越来越受到人们的重视。如何确保轨道转移飞行器能够以正确的方式进行轨道机动、完成在轨应用，并实现对其机动和应用的仿真是本文研究的重点。通过对飞行器轨道基础的相关研究，本文确立了以霍曼转移、双椭圆转移以及同轨道上的调相机动为代表的共面轨道机动形式和以最小能量机动、固定时间机动为代表的异面轨道机动形式。在对特定应用目标特性进行分析的基础上，建立了针对低轨目标的编队绕飞应用方式和针对高轨目标的悬停应用方式，并对其应用方式进行了建模。进一步，以卫星工具包STK软件为仿真工具，实现了对空间轨道转移飞行器轨道机动过程和针对不同目标应用方式的三维视景仿真，并对其应用仿真进行了效能分析。研究中，构建了基于HLA的分布式视景仿真系统，在该仿真系统中，空间轨道转移飞行器能够与低轨空间应用目标进行绕飞协同应用，与高轨空间应用目标展开悬停协同应用，通过不同仿真成员的协同工作，实现了分布于各个不同物理节点上的仿真对象成员之间的实时交互仿真，拓展了空间轨道转移飞行器应用视景仿真的应用范围。