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基于MSTS的列车运行视景仿真系统三维建模王怀松;陈荣武;杨城【摘要】近年来,随着计算机技术的飞跃式发展,无论是硬件设备功能还是软件工具平台都已具备了强大的处理功能,列车运行仿真方法日趋多元化.提出了一种基于MSTS(Microsoft Train Simulator)平台的列车运行仿真方法,并通过建立成遂线的线路模型介绍了利用该方法建模的基本过程和内容,分析了建模过程中可能存在的问题并提出了相应解决办法.最后依据成遂线真实运营场景逼真模拟了列车运行客观环境.实践证明,该方法具有高效性、灵活性与可扩展性.【期刊名称】《系统仿真技术》【年(卷),期】2015(011)004【总页数】6页(P298-303)【关键词】列车运行仿真;线路模型;MSTS;场景【作者】王怀松;陈荣武;杨城【作者单位】西南交通大学信息科学与技术学院,成都611756;西南交通大学信息科学与技术学院,成都611756;西南交通大学信息科学与技术学院,成都611756【正文语种】中文【中图分类】TP391.9自上个世纪八十年代末九十年代初，我国开始将三维仿真技术应用于城市轨道交通领域，起初的目的主要是为培训列车司机提供一种模拟驾驶平台［1］。
近年来，随着我国铁路现代化建设快速推进以及计算机软硬件技术的飞速发展，列车运行仿真技术也在不断进步，其应用领域更加广泛。
作为现代化的培训平台，列车运行仿真系统可以使列车驾驶员或乘务员更好更快地熟悉和掌握机车的编组和运行工况。
作为模拟演示平台，我们可以在虚拟却高度真实的场景里模拟各种有可能在现实世界里发生的突发情况［2－3］，为相关人员处理突发事故积累经验。
作为研究测试平台，不论是新线的试运营还是旧线的改造，都可以通过该仿真系统观察预期效果，了解是否满足运营和安全需求。
本文所提出的建模工具MSTS（MicrosoftTrain Simulator）是美国微软公司推出的基于模拟火车驾驶的软件开发平台，MSTS是一个比较开放性的软件平台，用户可以根据它提供的工具来进行二次开发，按照自己的需求进行线路编辑以及创建各种模型，然后进行实时交互性的模拟驾驶，现被广泛用于各种火车模拟游戏的开发中。
航空航天领域中的航空航天器仿真与建模技术在大规模的工程设计和研发过程中，如航空航天领域，使用仿真与建模技术是一种高效且经济的方法。
航空航天器的仿真与建模技术在改进设计、验证系统性能以及训练航天员方面起到了重要作用。
本文将介绍航空航天领域中的航空航天器仿真与建模技术，并讨论其应用的各个方面。
一、背景介绍航空航天领域中的航空航天器仿真与建模技术是指通过使用计算机程序模拟和重现现实世界中的航天器设计和性能。
这种技术可以通过在虚拟环境中进行实验和测试，减少对实物样机的需求，并在设计过程中对各种参数进行分析和优化。
二、航空航天器仿真技术的应用1.飞行器性能仿真航空航天器的仿真技术可以模拟飞行器在不同气象条件下的性能表现。
通过仿真技术，工程师可以预测飞行器在各种情况下的飞行特性，如起飞、巡航和降落等。
这有助于设计更安全、更可靠的飞行器。
2.设计优化仿真技术还可以在设计初期通过对不同参数和模型进行多次仿真来优化设计。
通过修改设计参数，工程师可以在不同条件下测试不同设计方案，并找到最佳解决方案。
这种方法可以显著降低开发成本和减少实验周期。
3.系统集成航空航天器仿真技术可以用于验证整个系统的集成和交互工作。
通过将不同模块的仿真结果进行整合，工程师可以检验系统在各种情况下的工作情况，并解决可能出现的问题，确保整个系统的顺利运行。
三、航空航天器建模技术的应用1.物理模型建立航空航天器的建模技术是指将实际物理对象转化为计算机可处理的虚拟对象。
这包括建立航空航天器的几何形状和物理属性，并创建与实际对象相对应的模型。
这种建模技术可以用于设计、动力学分析和现场操作等。
2.数字孪生数字孪生是一种将物理系统与计算机模型相结合的技术。
通过建立精确的模型，数字孪生可以实时监测和评估航天器在运行过程中的状态和性能。
这可以帮助工程师及时发现问题并采取相应的措施。
3.虚拟实境培训虚拟实境技术在航空航天领域中得到广泛应用。
通过建立虚拟场景，航天员可以在模拟情况下进行训练，并模拟各种复杂的任务和应急情况。
基于STK的卫星实时视景仿真系统设计
杜耀珂
【期刊名称】《空间控制技术与应用》
【年(卷),期】2009(035)002
【摘要】卫星在轨运行的可视化仿真,能够直观、逼真反映卫星的实时轨道和姿态运动.卫星工具软件包(STK)是进行卫星系统仿真和分析的重要工具,能够满足卫星二维和三维的可视化仿真要求.在深入研究STK/Connect模块的基础上,应用WindowsSockets和多线程编程技术,开发了STK实时视景仿真驱动程序,该程序利用UDP协议接收模拟遥测计算机给出的卫星参数,通过与STK/Connect模块的通信,实时驱动STK的仿真运行,成功实现了卫星在轨运行实时视景仿真的演示效果.【总页数】5页(P60-64)
【作者】杜耀珂
【作者单位】上海航天控制工程研究所,上海,200233
【正文语种】中文
【中图分类】V448
【相关文献】
1.基于STK的卫星视景仿真软件的设计与实现 [J], 张欣光;刘芸;唐硕;许志
2.基于SiPESC平台的卫星编队飞行视景仿真系统设计和实现 [J], 柳明;李云鹏;彭海军;索洪超;徐良寅
3.基于STK的侦察卫星预警系统设计与仿真 [J], 代明鑫;王雪松;张文明
4.基于STK的卫星通信视景仿真 [J], 周帆;潘成胜;常小凯
5.基于dSPACE的卫星控制实时仿真系统设计 [J], 杨旭;孙兆伟;朱承元;翟坤因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
大下视场飞行模拟器视景系统的设计与实现邓晴莺;李国翬;王宝奇;姚建铨【摘要】飞行模拟器视景系统是飞行模拟器的重要组成部分.针对飞行模拟器视景系统实时性要求高、视场角较大、场景覆盖范围较大、逼真度高等特点,基于某直升机飞行模拟器研制对下视场要求较大的特定需求,对大下视场模拟器视景系统的显示系统、多通道网络结构、视景仿真软件以及视景数据库进行了设计和实现,并对其中的关键技术如成像球幕加工技术、多通道同步和融合技术进行了深入研究.实际效果表明,该系统能够实现大下视场视景系统研制任务的需求,达到了国内领先水平.【期刊名称】《系统仿真技术》【年(卷),期】2016(012)002【总页数】8页(P123-129,139)【关键词】视景系统;飞行模拟;球幕;大下视场【作者】邓晴莺;李国翬;王宝奇;姚建铨【作者单位】天津大学天津开发区奥金高新技术有限公司,天津300072;北京摩诘创新科技股份有限公司,北京 100029;天津大学天津开发区奥金高新技术有限公司,天津300072;北京摩诘创新科技股份有限公司,北京 100029;天津大学天津开发区奥金高新技术有限公司,天津300072;北京摩诘创新科技股份有限公司,北京100029;天津大学天津开发区奥金高新技术有限公司,天津300072;北京摩诘创新科技股份有限公司,北京 100029【正文语种】中文【中图分类】T391.9随着计算机性能大幅度提高,地景图像技术、图形绘制技术、投影等相关技术的发展,虚拟现实渐渐成为建模与仿真技术的关键[1]。
飞行模拟器作为虚拟现实应用之一,可以让飞行员的训练不受气候、地形地域和环境的限制,可以针对飞行特情进行训练,大大提高了训练的安全性并降低了训练费用。
以我军某型号的飞机为例,该机购置费2.5亿元,飞行小时训练费用为23万元左右。
飞行模拟器购置费5000万元,每小时训练飞行费用为3200元。
只有实际飞行小时训练费用的1/70。
月球软着陆控制系统综合仿真及分析（课程设计）在月球探测带来巨大利益的驱使下，世界各国纷纷出台了自己的探月计划，再一次掀起了新一轮探月高潮。
在月球上着陆分为两种，一种称为硬着陆，顾名思义，就是探测器在接近月球时不利用制动发动机减速而直接撞击月球。
另一种称为软着陆，这种着陆方式要求探测器在距月面一定高度时开启制动系统，把探测器的速度抵消至零，然后利用小推力发动机把探测器对月速度控制在很小的范围内，从而使其在着陆时的速度具有几米每秒的数量级。
显然，对于科学研究，对探测器实施月球软着陆的科学价值要大于硬着陆。
1月球软着陆过程分析目前月球软着陆方式主要有以下两种方式：第一种就是直接着陆的方式。
探测器沿着击中轨道飞向月球，然后在适当的月面高度实施制动减速，最终使探测器软着陆于月球表面。
采用该方案时，探测器需要在距离目标点很远时就选定着陆点，并进行轨道修正。
不难发现，该方法所选的着陆点只限于月球表面上接近轨道能够击中的区域，所以能够选择的月面着陆点的区域是相当有限的。
第二种方法就是先经过一条绕月停泊轨道，然后再伺机制动下降到月球表面，如图17-1所示。
探测器首先沿着飞月轨道飞向月球，在距月球表面一定高度时，动力系统给探测器施加一制动脉冲，使其进入一条绕月运行的停泊轨道；然后根据事先选好的着陆点，选择霍曼变轨起始点，给探测器施加一制动脉冲，使其进入一条椭圆形的下降轨道，最后在近月点实施制动减速以实现软着陆。
主制动段开始点图17-1 月球软着陆过程示意图与第一种方法相比，第二种方法有以下几个方面较大的优越性：1）探测器可以不受事先选定着陆点的约束，可以在停泊轨道上选择最佳的着陆点，具有很大的选择余地。
2）在停泊轨道上，可以对探测器上的设备进行全面的检查、修正，为下一步的霍曼变轨段做好准备。
如果是载人登月，停泊轨道还可以给航天员以充足的准备时间，做好心理等方面的准备。
3）由于可以把轨道舱停留在停泊轨道上，而只控制着陆舱(包括下降发动机、推进剂、GNC 系统和在月面上作业的有效载荷等)降到月球表面，故可以减少探测器着陆部分的质量，从而减少着陆过程推进剂的消耗。
基于stk的航天器轨道动力学仿真教学方法研究航天器轨道动力学是航天器在太空中运动的基础理论，对于航天器的轨道规划、控制和设计等方面都起到至关重要的作用。
而在航天器轨道动力学的研究中，仿真方法是一种重要的手段，可以通过仿真模拟航天器在不同条件下的运动情况，为航天器的设计和控制提供参考依据。
为了提高航天器轨道动力学的教学效果，基于Simulink的仿真工具箱（STK）被广泛应用于航天器轨道动力学的仿真教学中。
STK是一种功能强大且灵活的软件，可以对航天器进行复杂的轨道动力学仿真。
通过使用STK进行仿真教学，可以帮助学生深入理解航天器轨道动力学的基本原理和运动规律。
在基于STK的航天器轨道动力学仿真教学中，可以采用以下方法：1.理论讲解和实例分析：首先，教师可以在课堂上对航天器轨道动力学的基本理论进行讲解，包括航天器的运动方程、轨道参数、调整方法等内容。
然后，通过实际案例分析，讲解和分析航天器在不同条件下的轨道运动情况，帮助学生理解理论知识的实际应用。
2.STK软件操作演示：教师可以通过演示STK软件的操作过程，向学生展示如何使用STK进行航天器轨道动力学的仿真。
包括如何建立航天器模型、设置初始条件、调整轨道参数等。
学生可以通过观看操作演示，掌握使用STK进行仿真的基本技巧。
3.学生实践操作：在学生已经具备一定的STK操作基础后，可以让学生通过自己动手操作STK软件进行航天器轨道动力学的仿真实践。
教师可以提供一些仿真题目或者案例，让学生根据要求进行仿真，实践所学的航天器轨道动力学知识。
4.仿真结果分析：学生在完成仿真实践之后，需要对仿真结果进行分析和总结。
教师可以组织学生讨论，探讨仿真结果与理论知识之间的关系，帮助学生进一步理解航天器轨道动力学的原理和规律。
通过基于STK的航天器轨道动力学仿真教学，可以提高学生对航天器轨道动力学的理解和运用能力。
学生可以通过实际操作和实践，更加深入地理解理论知识，并能够将其应用于实际问题的解决中。
STK实验卫星轨道参数仿真要点STK（Systems Tool Kit）是美国AGI（Analytical Graphics Inc.）公司开发的一款用于空间系统分析和仿真的软件工具。
在STK中进行实验卫星轨道参数仿真可以帮助用户更好地了解和分析卫星轨道的运行情况，以便优化设计和规划任务。
以下是进行STK实验卫星轨道参数仿真的要点：1.卫星轨道选择：首先需要选择合适的卫星轨道。
常见的轨道类型包括地球同步轨道（GEO）、太阳同步轨道（SSO）和低地球轨道（LEO）等。
不同的轨道类型适用于不同的应用场景，如通信、气象、资源监测等。
在选择轨道时，需要考虑卫星的任务需求和预算限制。
2.轨道参数输入：在STK中，可以手动输入或导入卫星的轨道参数。
轨道参数包括卫星初始位置、速度、轨道倾角、轨道高度等。
这些参数直接影响卫星的运行轨迹和性能。
用户可以根据实际需求来设定这些参数，以便进行后续的仿真分析。
3.进行轨道传播：在STK中，可以选择合适的方法进行卫星的轨道传播。
常见的轨道传播方法有数值积分法、两体问题解析法和伪谱法等。
不同的传播方法有不同的精度和计算复杂度。
用户需要根据需求和计算能力来选择合适的传播方法。
4.进行轨道优化：在STK中，可以通过调节不同的轨道参数来优化卫星的轨道。
例如，可以调整轨道高度以改变轨道周期；可以调整轨道倾角以达到太阳同步轨道；可以调整轨道偏心率以改变卫星的运行速度等。
优化轨道参数可以提高卫星的性能和效益。
5.分析卫星的运行情况：在STK中，可以通过轨道时刻表、轨迹图、覆盖范围图等工具来分析卫星的运行情况。
这些工具可以帮助用户了解卫星的轨迹、覆盖范围、通信性能等。
用户可以根据分析结果来评估卫星的性能，并做出调整和改进。
6.进行多卫星协调仿真：在STK中，可以模拟多颗卫星之间的协调和合作。
例如，可以设置多颗卫星在同一轨道上运行，以实现无缝覆盖；可以设置多颗卫星之间的相对运动，以实现对地面目标的追踪和监测。
Vol．9No．2 Apr．，2012天文研究与技术ASTRONOMICAL RESEARCH＆TECHNOLOGY第9卷第2期2012年4月CN53－1189/P ISSN1672－7673嫦娥二号探测器在轨运行视景仿真系统的研究与实现*高兴烨1，2，刘建军1，任鑫1，邹小端1，李春来1（1．中国科学院国家天文台，北京100012；2．中国科学院研究生院，北京100049）摘要：针对嫦娥二号探测器在轨运行阶段的仿真需求，充分发挥视景仿真的优势，利用嫦娥一号探测器获得的地形和影像数据、日地月嫦娥二号探测器星历数据，基于OSG（OpenScene Graph）设计了针对嫦娥二号任务的在轨运行视景仿真系统。
论述了该系统的开发平台，系统总体框架，并对系统的实现进行了详细描述。
论述了月球模型数据构建，嫦娥二号探测器构建，星历数据库构建与访问，仿真实体空间位置的实时更新，CCD立体相机探测过程的仿真，视点的控制等实现方法。
仿真结果表明系统完全能满足嫦娥二号任务在轨运行仿真的要求，并已应用于嫦娥二号任务执行过程中。
关键词：视景仿真；嫦娥二号探测器；OSG中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1672－7673（2012）02－0114－07嫦娥二号探测器是我国发射的第二颗绕月探测器，其主要任务是对嫦娥三号预选着陆区虹湾开展高分辨率成像［1］。
执行月球探测任务的嫦娥任务探测器不同于地球轨道的航天器，其飞行过程复杂，飞行风险大，探测环境未知性强，科学探测过程具有唯一性，所以必须根据探测器的状态，针对科学探测过程中的重大关键事件进行地面仿真验证，以便进行决策分析，优化探测计划。
针对以上仿真任务的需要，本文发挥视景仿真的优势，结合嫦娥一号探测器获得的地形数据以及嫦娥二号探测器的星历数据和日地月星历数据，利用计算机图形学知识，设计了针对嫦娥二号任务的在轨运行视景仿真系统，它通过时间驱动三维可视化场景更新，直观展示嫦娥二号探测器绕月探测全过程以及日地月时空关系，不仅能为有效载荷的科学探测计划提供决策依据，而且能够通过回放功能，再现嫦娥二号探测器绕月探测过程，对工程汇报和科普工作的开展具有重要意义。
1系统开发平台介绍目前视景仿真系统主要有两种构建方案。
第一种基于OpenGL、DirectX等底层三维应用程序编程接口（Application Programming Interface，API），从系统底层进行构建，采用这种方案设计灵活，系统精简，但开发效率低下，工作量大，开发周期长。
第二种是基于已有三维开发平台进行二次开发，采用这种方案，可以大大提高开发效率，但系统难免冗余。
目前主流的开发平台有Vega、OpenGVS、OpenSceneGraph（OSG）等，这些软件各有特色，都能完成大型视景仿真程序的构建。
其中OSG是一个面向对象的三维图形软件开发包，它包含了丰富的类库，性能优越，操作灵活，更重要的是OSG是开源软件，因此受到广泛关注。
目前OSG在世界仿真软件市场的占有率已超过51%［2］。
本文通过结合OSG开发包和VirtualPlanetBuilder（VPB）扩展工具包以及微软基础类（Microsoft Foundation Classes，MFC）完成仿真系统的构建。
OSG使用可移植的ANSI C++编写，并使用已成为工业标准的OpenGL底层渲染*基金项目：国家自然科学基金（10903017）；863项目（2008AA12A214）资助．收稿日期：2011－03－17；修定日期：2011－04－09作者简介：高兴烨，男，硕士，研究方向：虚拟现实技术，Email：gaoxy@nao．cas．cnDOI:10.14005/ki.issn1672-7673.2012.02.0012期高兴烨等：嫦娥二号探测器在轨运行视景仿真系统的研究与实现API ，具有良好的跨平台特性。
OSG 运行时文件由一系列动态链接库和可执行文件组成，这些链接库共分为5大类，共同构成了OSG 的体系（图1）［3］。
运用OSG 提供的体系结构，导入构建的三维模型，能够完成场景的高效渲染。
VPB 是OSG 针对海量地形图形显示需求所开发的扩展工具包，能够以各种格式的地形和影像数据源构建OSG支持的高速读取的地形模型，通过结合OSG 可以完成海量地形数据的高速渲染。
VPB 的特点在于支持海量的地形数据处理，甚至可以同时处理和容纳几个星球的地形和影像数据［4］。
2系统总体设计2．1功能需求图1OSG 体系结构Fig．1OSG architecture 为通过可视化仿真嫦娥二号探测器绕月探测过程达到验证嫦娥二号探测器探测指令可行性的目的，本系统设计完成以下主要功能：（1）根据星历数据动态更新嫦娥二号探测器、日地月空间位置及完成三维动态显示。
（2）根据用户要求设定系统内部时间分辨率，动态改变显示速度，并以时间驱动仿真过程。
（3）利用嫦娥一号探测器获取的地形数据及影像数据，显示嫦娥二号探测器星下点月形月貌。
（4）根据飞控指令文件与CCD 立体相机安装参数，仿真嫦娥二号探测器CCD 立体相机数据获取过程。
（5）视点的切换和控制。
（6）动态显示卫星位置、速度、当前飞控指令等信息。
2．2系统的总体框架根据以上功能需求，设计的嫦娥二号探测器在轨运行视景仿真系统由三维显示模块、仿真时间驱动模块、数据管理模块构成，总体框架图如图2。
图2系统总体框架图Fig．2Block diagram of the system数据管理模块用于存放和组织系统所需要的数据，主要对嫦娥一号获取的月球地形数据（DEM ）和影像数据（DOM ）处理后得到的地形数据库进行管理；仿真时间驱动模块主要功能是通过时间驱动完成仿真实体状态及空间位置的更新；显示模块提供系统的渲染及可视化功能。
511天文研究与技术9卷3系统实现视景仿真程序的实现大致分为视景仿真环境制作和仿真驱动［5］。
仿真环境制作主要是构造出真实的三维模型，而仿真驱动则是根据数据和力学模型更新三维模型空间位置，以及完成系统的实时交互响应及事件响应等。
3．1仿真环境制作嫦娥二号探测器不同于以往的地球轨道航天器，在大部分任务周期中，它都将进行绕月探测，构建逼真的月表模型和精细的嫦娥二号探测器模型，可以大大提高对探测任务所处的空间环境仿真的真实度。
至于地球模型和太阳模型并不是仿真的重点，可以在仿真程序中通过纹理贴图的方式实现。
下面对构建月球和嫦娥二号探测器精细模型的实现方法进行论述。
3．1．1月球模型数据构建利用嫦娥一号探测器获得的影像和地形数据实现月表形貌环境的真实模拟。
嫦娥一号探测器获得的120m 分辨率的正射影像数据和500m 空间分辨率的地形数据的数据量在GB 级，考虑到大规模地形数据流畅绘制的问题，采用层次细节模型（Level of Detail Model ，LOD ）绘制算法绘制月表地形地貌。
层次细节模型绘制算法是指在场景中进行模型绘制时距离视点越远的地方分辨率越低，距离视点越近的地方分辨率越高，而且随着视点的变化，场景的变化具有连续性，这样即能保证显示大规模数据的流畅性，又不影响显示的效果［6］。
OSG 为了加快海量数据的渲染，其内部支持层次细节模型绘制算法，采用PagedLOD 分页数据库的方式对层次细节模型进行调度。
具体构建月球模型的步骤是采用OSG 扩展工具包VPB 中的OSGDEM 应用程序将嫦娥一号探测器获得的tif 格式正射影像和月球地形数据进行处理，生成osga 格式的月球三维模型。
将生成的模型导入到三维场景中，完成月表地形地貌环境的可视化（图3）。
图3经OSGDEM 程序处理的嫦娥一号探测器获得的部分月球DEM 数据的格网显示Fig．3Terrain grid of the DEM data obtained by the Chang ’E-1as processed by the OSGDEM program3．1．2嫦娥二号探测器模型的构建目前三维建模软件已经相当成熟。
相比采用程序进行模型的构建，采用成熟的三维建模软件进行三维模型建模，可以明显提高建模效率及模型的精细程度。
3D Studio MAX 是个人计算机上最普及的三维动画和建模软件，集成了丰富的第三方插件，支持多种格式导入与导出［7］。
本文采用3DS MAX 2010构建精细的嫦娥二号探测器（图4），通过第三方插件导出OSG 支持格式的模型供三维场景导入。
6112期高兴烨等：嫦娥二号探测器在轨运行视景仿真系统的研究与实现图4嫦娥二号探测器3D 模型Fig．43D model of the Chang ’E-2spacecraft3．2仿真环境的实时驱动在仿真环境构建完成之后，需要根据仿真任务的要求驱动模型按时间进行空间位置的更新。
模型的空间位置变化通过仿真循环实现（图5）。
在系统的每次仿真循环中，系统内部时间根据设定的时间步长进行更新，然后系统根据当前系统内部时间访问星历数据库，检索星历数据，利用检索到的星历数据更新仿真实体的位置和状态，达到以时间驱动仿真实体变化的目的。
仿真驱动的具体实现方法如下。
3．2．1星历数据库的构建与访问作为根据星历数据更新仿真模型空间位置的仿真系统，每一次仿真循环都要访问星历数据进行场景的更新，所以能否实时高效地访问星历数据是保证系统流畅运行的关键。
本文采用数据库的方式对星历进行组织，可以有效地提高星历数据的访问速度。
原始日、地、月、嫦娥二号探测器的位置数据和卫星的姿态数据以文本格式存储，本系统先将星历数据转换为以时间为索引的数据库文件。
在系统实时运行的某个时刻，访问该星历数据库，查询任意时刻仿真实体的空间位置和卫星的姿态信息等，速度达到毫秒级，完全能保证系统实时更新三维场景的仿真实体，达到实时渲染的目的。
图5系统仿真流程图Fig．5Flowchart of the simulation system711天文研究与技术9卷3．2．2仿真实体空间位置的实时更新OSG的主要功能是提供场景树类，它将场景中的对象按照树的形式进行组织［8］。
通过场景树的方式可以大大提高场景的渲染效率。
场景树由若干节点构成，节点可以是不同的类型，如叶子节点、根节点、枝干节点。
节点还可以被整合到多个组节点中，作用于组节点的变换矩阵同样会作用于整合组节点中的子节点。
在本系统中为方便日、地、月、嫦娥二号探测器空间位置实时更新，在场景的根节点中添加日、地、月、嫦娥二号探测器更新变换组节点，再将对应的模型节点整合到对应的组节点中（图6）。
每一次仿真循环，系统访问各个仿真实体的星历数据库，根据当前系统内部时间读取各个星体的空间位置数据，然后实时地更新对应的组节点的变换矩阵，以达到更新场景模型空间位置的目的。
