从上世纪五十年代末开始月球一直是世界各国开展深空探测的热点,中国航天科技集团公司(CASC)于2004年正式开展月球探测工程,并命名为"嫦娥工程"。航天设备具有工程复杂、费用高昂等特点,用实物进行试验必然成本过高、周期过长,因此在开展探月活动中航天仿真技术的应用必不可少。为了保障月球探测器的研制需求,本文设计并实现了月球探测三维可视化仿真系统。基于仿真分析与过程演示总体需求,月球探测三维可视化仿真系统被划分为三大模块:特效仿真模块、测控可视分析模块、月面场景构建与渲染模块。特效仿真模块负责特效的添加、更改以及实时渲染。在特效渲染算法上使用了粒子系统实现火焰特效,给用户提供了逼真的火箭喷火效果。测控可视分析模块负责天线与地面测控站之间的信号接收分析。与传统测控分析相比,该模块不仅提供了多种可视化手段用于测控分析,还基于相机成像原理实现了天线与测控站之间信号是否被航天器遮挡的快速判定。月面场景构建与渲染模块主要负责月面地形构建以及场景渲染,在月面地形的导入上不仅支持MESH格式,还提供了DEM格式的转换与导入功能;在月面场景渲染上通过对Shadow Mapping算法流程的改进简单高效的实现了月面阴影效果。