随着我国“嫦娥”系列卫星的发射，以及紧随其后的登月计划，与航天工程相关的研究得到了广泛关注。在这些航天工程中，航天员出舱活动是一项非常重要的任务。由于航天工程都是高风险，高成本，髙难度的，为了保证航天员出舱活动的安全并能完成规划任务，在工程实施甜，基于虚拟现实的三维可视化仿真是非常必要的。它给操作者提供了一种三维、逼真并可交互的机器人仿真平台。在此平台上，操作者可以借助智能系统，来解决航天员出舱活动和机械臂遥操作问题，并可以验证机械臂运动规划及控制指令等。本文分析了空间站在轨飞行、航天员出舱和机械锷操作的交互过程，实现了多对象的运动仿真，其中运动仿真反应了航天员、机械臂真实的运动状态。首先利用OpenGL函数库和So丨idworks绘图软件，对空间站、航天员及机械臂进行了精确的几何建模，然后通过Exploartion软件将几何模型转换成可导入VC的数据形式，在VC中对其操作。通过对齐次方程转换的研究，使空间站、航天员完成—些飞行动作；对机械臂建立运动学方程并反解该方程，利用程序使机械臂在可达空间内完成各种动作。最后结合运动学模型和几何模型，在Windows环境下利用OpenGL、VC++开发了空间站在轨飞行运动仿真系统，实现了空间站活动的实时仿真。该系统具有较强的交互性和实时性，为航天工程提供了一个模拟平台。