摘要
航天任务设计软件贯穿航天任务全寿命周期,被视为航天工业设计软件体系中的主根系软件。国防科技大学团队基于在载人航天领域近30年的技术积累,于2020年启动了自主工业软件航天任务工具箱(aerospace tool kit, ATK)的研制工作,2024年底正式发布ATK 3.0版本,包括标准平台、可见性与覆盖分析、任务分析、轨道设计和二次开发5大类21个功能模块。ATK研发得到了中国载人航天工程的深度持续支持,探索实践了“工程侧需求牵引+院校侧集中研发”的研制模式,在航天工程、空间安全和院校教学等领域产生了广泛影响,迈出了替代STK的坚实第一步。回顾了ATK的发展历程,阐述其功能特点,重点分析ATK在大型软件架构设计、计算内核开发和轨道机动规划等方面的核心技术突破,并阐述了ATK的未来发展目标定位和建设思路。
Abstract
Space mission design software spans the entire lifecycle of space missions and is regarded as the cornerstone of the aerospace industrial software system. Leveraging nearly three decades of technical expertise in the field of manned spaceflight, the research team from the National University of Defense Technology initiated the development of the independent industrial software ATK(aerospace tool kit) in 2020. By the end of 2024, the ATK 3.0 version was officially released, encompassing 5 major categories and 21 functional modules, including standard platform, visibility and coverage analysis, mission analysis, orbital design, and secondary development. The development of ATK has been deeply and continuously supported by China Manned Space Engineering exploring a collaborative research and development model characterized by "engineering-driven demand+centralized academic development". This software has had a significant impact in aerospace engineering, space security, and academic education, marking a solid first step toward replacing STK. The development history of ATK was reviewed, and the functional features was elaborated on. Focuses on analyzing its core technologies breakthroughs of ATK, such as large-scale software architecture design, computational kernel development, and orbital maneuver planning were selective analysed. While ATK faces challenges in enhancing its functionality and building its application ecosystem, its future development roadmap and strategic objectives were outlined.
Keywords
工业设计软件在工业活动中发挥着“枢纽”作用,是我国当前科技领域亟须重点攻克的卡脖子问题。航天工业设计软件在推动航天技术进步、保障型号研制和重大工程任务中发挥了重要作用。我国航天事业发展取得了巨大成就,成功实施了载人航天、北斗导航、深空探测等一系列重大工程。但与之相比,至今仍没有发展出被行业普遍认可和接受的航天工业设计软件[1]。航天任务分析与设计以轨道、弹道设计为基础,扩展到总体、控制、通信、导航、遥感等任务,贯穿于航天任务的全寿命周期,直接制约着航天任务实施的成败、性能和效能。正因为航天任务分析与设计的关键地位,文献[1]将航天工业设计软件分为航天领域软件、军工行业软件和工业通用软件,分别定位为主根系、侧根系和不定根系软件,以任务分析与设计软件为唯一的主根系软件。文献[2]对国内外典型航天任务分析与设计软件包括STK、ASTOS、GMAT等进行概述总结和分析。文献[3]进一步剖析了以STK为代表的商业软件的发展历程和发展启示,提出自主软件的发展对策和思路建议。整体来看,我国目前尚未开发出成熟的航天任务分析与设计工业软件,与国外相比存在明显差距。但需要指出的是,中国航天工业是非常具有正向设计能力的行业领域,而轨道、弹道正是其中的核心专业,我国在航天事业60多年的发展中已自主掌握了核心技术,早已具备了国产替代的深厚基础。
笔者团队长期围绕我国载人航天工程重大需求,在过去30余年间致力于解决逃逸与应急救生仿真、交会对接轨道规划、空间站运营任务规划、载人登月轨道设计等航天任务分析与设计问题,研制了10余套专用软件,并形成了相关模型、算法和程序库积累[4-6]。以这些成果为基础,以对标软件STK为目标,于2020年启动了航天任务工具箱(aerospace tool kit,ATK)研制工作,现已正式推出3.0版本[7],目前已经在工业部门、军队单位、科研院校等170余家单位得到推广应用,走出了替代STK的坚实一步。
本文是文献[2-3]的姊妹篇,简要介绍ATK的研发历程和基本功能,重点剖析了ATK的主要技术创新和突破,并展望ATK的后续发展规划。与STK相比,ATK在功能丰富性和应用生态等方面存在明显差距,希望通过本文介绍,有更多人认识和使用ATK,从而加速ATK的迭代开发。
1 ATK发展历程
笔者团队长期从事航天飞行任务规划与系统仿真研究,从技术积累角度回顾ATK的发展历程,大体上可分为三个阶段,如图1所示。第一个阶段是从1992年至今的工程专用系统研发,第二个阶段是2010年至2020年的半通用系统开发和基础创新研究,第三个阶段是2020年至今的ATK产品集中研制。

图1ATK技术积累发展历程
Fig.1History of ATK technology accumulation and development
1992年起,团队围绕载人航天工程需求,相继研制了逃逸与应急救生仿真、交会对接轨道规划与系统仿真、空间站运营任务规划、载人登月轨道设计等10余套任务系统,成功应用于神舟一号以来的历次载人航天飞行任务,团队被表彰为中国载人航天工程突出贡献集体。回顾国际上大型航天工业软件的发展史,它们无一例外都是孵化和成长于重大航天工程。笔者团队作为院校团队通过持续30余年的工程专用系统研发,储备了相关技术基础,同时对工程需求、专用系统局限性有了更深刻的认识,为ATK研制奠定了坚实的基础。
2010年起,团队持续开展航天动力学基础创新研究,包括交会动力学、非线性偏差演化、太空旅行商、轨道博弈、地月轨道设计、轨道优化算法等[8-11],在航天动力学基础模型与算法方面取得了突破,同时面向通用化需求,研制了航天动力学库AstroLib、航天任务仿真平台AstroSim、优化算法库SOAOC等半通用平台。这期间的工作培养了一批ATK研发的骨干人才,作为技术积累和队伍成长的一个体现,团队在2019年NASA JPL主办的第十届国际空间轨道设计竞赛中,实现了中国参赛队伍的历史首次夺冠[12],并于2021年成功主办了第十一届比赛,竞赛成果以专刊形式在Acta Astronautica发表[13]。
2020年起在载人航天工程科技创新团队支持下,正式启动了ATK研制工作。该创新团队由中国载人航天工程总体牵头,成员包括工程各系统的总师、技术骨干以及相关高校研究人员。借助于创新团队源自工程一线、集中研发能力强等优势,探索形成了“工程侧需求牵引+院校侧集中研发”的软件研制模式。创新团队组织工程侧以会议研讨、专题应用等形式梳理需求,开展中间版本的用户应用与反馈。国防科技大学组建了ATK开发团队,基于已有技术成果,采用快速迭代模式推进研制工作,在5年间先后推出了7个中间版本,实时面向用户,获得第一手需求和软件问题。
图2总结了自2020年起ATK的研制和版本发布历程。2022年7月推出了软件的第一个版本V0.1,此后通过不断迭代使得软件功能不断扩展和完善;2023年2月、2023年12月和2024年11月分别推出了1.0、2.0和3.0三个正式版本,3.0版在第六届载人航天学术大会面向全国正式发布,并召开了用户专题研讨会。

图2ATK研制和版本发布历程
Fig.2Development and version release history of ATK
2 ATK 3.0的功能及应用推广情况
2.1 基本功能特点
ATK 3.0版本针对当前航天任务设计的迫切需求,开发了标准平台、可见性与覆盖分析、任务分析、轨道设计和二次开发等系统功能,共包含5大类21个模块,如图3所示。除了基本覆盖STK基础功能(标准平台、可见性与覆盖分析)、航天专业功能(任务分析、轨道设计)、二次开发等模块,还紧密结合工程现实需求推出了碰撞规避、偏差分析、高级星座设计等特色功能模块。相较于国内同类型软件,ATK是一款较为全面实现STK常用功能的软件,并提供中英两种语言的操作界面。其功能及特点简要概括总结为如下5个方面。
2.1.1 通用任务场景建模
ATK最基础的功能是进行近地、地月、深空等多类型复杂场景的通用仿真,这一功能是通过对现实世界物理对象的通用建模实现的。ATK对象用来对现实世界物体/装备的时序位置、速度、姿态、可视关系等进行建模,支持卫星、飞机、舰船、地面站、敏感器等17类对象的建模管理,包括对象定义、对象属性和对象操作,支持对象的轨道、姿态、约束、二维和三维可视化等属性参数配置。

图3ATK模块组成
Fig.3Modules of ATK
2.1.2 丰富可靠的分析验证
ATK在场景通用建模的基础上,提供多个专业工具实现丰富多样的分析验证,目前的核心功能包括两个方面:一是以对象间的可见性为基础的,进行通用场景的可见性、覆盖、区域覆盖、通信的高精度多指标分析;二是具备以轨道为核心的接近分析、偏差传播、碰撞规避、机动检测等任务分析功能。
2.1.3 通用轨道设计与机动规划
STK在航天领域得到认可的一个重要因素是其Astrogator模块的强大轨道设计与机动规划能力。ATK突破了轨道机动规划通用化建模与求解技术,覆盖了STK Astrogator的80%功能;提供12种轨道段、19种轨道预报停止条件和11类61种约束条件的交互式建模界面,可自由定制任务和约束,适应轨道转移、交会、维持等单个及其组合的任务场景;求解器收敛性与Astrogator相当,并具备近距离交会与操作、摄动Lambert、星座反向设计等特色算法。
2.1.4 高效定制的图文与可视化
为了方便用户更好地理解和分析信息,ATK综合考虑数据类型、图形表示、空间布局、交互方式等因素,通过插件集成了二维和三维可视化工具。支持加载数字地球、海量目标模型(点目标数量>50 000,三维目标数量>2 000),可实现太阳系/地月/近地/卫星的跨尺度统一场景高效显示;提供全定制化数据模板,支持包括二维曲线、三维曲线、实时数据、数据报告等图文交互。
2.1.5 灵活的二次开发接口
面向高效集成式开发,ATK提供了C++组件库和可跨平台的对象模型接口,探索了统一内核的多语言支持方法(C++、MATLAB、Python、Java等),目前实现了170个类。面向敏捷分布式开发,ATK支持脚本语言(connector)模式,提供了与C++、MATLAB、Python、Java等的统一脚本语言接口。面向MBSE数字工程,ATK通过FMI协议、插件等连接机制实现了与MagicDraw及国产MDesign、MWorks软件的直接连接。
2.2 推广应用情况
ATK目前面向全国免费注册使用,初步构建了软件应用生态,建设了发布网站、产品宣传册、用户培训课件、用户交流群、用户反馈邮箱等软件资源与用户沟通机制,对主要用户单位提供软件部署与培训等服务。已在军队单位(16.88%)、工业部门(23.49%)、高等院校(33.73%)、商业公司(25.90%)这170余家单位推广应用,累计注册用户超2 200个。在载人航天、空间安全、教育科普等领域产生了较广泛的影响。
2.2.1 扎根重大工程
ATK扎根载人航天工程,重视解决工程实际设计问题,其自主可控优势有利于与用户单位快速迭代升级。在2024年神舟十九号、天舟八号任务中,团队与工程任务团队紧密合作,使用ATK完成了空间站调相机动规划,工程任务测试验证了软件可用性和结果正确性。进一步,面向载人登月数字化设计需求,ATK具备登月轨道机动规划能力,实现了与MBSE软件MagicDraw的直接链接,替代了MagicDraw+MATLAB+STK模式,已部署于实际任务设计平台中。研发团队正在与载人航天工程部门深度合作,打造一款在空间站工程和载人登月工程中广泛应用的强大设计工具[14],并逐步推广到其他重大工程中。
2.2.2 军队单位国产自主替代
当前国家正在全力推进软硬件环境国产自主化,ATK的自主可控使得其可快捷适配。2024年以来,随着ATK的功能日益完善,多家单位对ATK提出了适配需求。ATK快速推出了适配飞腾CPU、麒麟V4/V10的版本,已在军事航天部队基地等多家单位实现全国产化部署,应用于任务可视化、轨道控制、碰撞规避和测控覆盖分析等。ATK以高可信轨道为基础,以时空关系为核心,兼顾信息域、能量域基本约束,可用于多域联合作战任务分析与设计,显著优势是作为货架产品,既可由工程师、技术骨干等专业人员使用,又可直接由参谋、士兵等普通用户使用。ATK在军队单位具有广阔的推广前景,但目前尚有很多功能亟待新增开发。
2.2.3 院校人才培养
院校是工程师的摇篮。团队高度重视ATK在院校中的推广,目前已推广至全国45所高校,其中国防科技大学、航天工程大学等高校已较为深入地应用于课程教学。中国空间轨道设计竞赛是国内航天领域的高水平专业性竞赛,自2009年发起以来已经成功举办13届。这项赛事有较高的技术门槛,过去主要面向研究生和专职研究人员[12]。在2024年第十三届比赛中,笔者团队首次开设了本科生赛道,创造性地引入了基于软件解题的竞赛新模式,参赛者使用ATK开展了星座轨道方案设计与优化[15]。全国19所高校共有79支本科生队伍参赛,竞赛参与者对竞赛模式和ATK给予了充分肯定,同时通过竞赛期间的极限使用也暴露了ATK的诸多问题和不足。2025年第十五届全国周培源大学生力学竞赛将由国防科技大学协办,基于本次竞赛的探索经验,计划增设“空间轨道设计”赛道。
3 ATK的主要技术突破
工业软件定位于高端的工业产品,软件研制需要解决一系列技术难题[16]。ATK在研制中不断突破解决了软件总体架构设计、计算内核、通用轨道机动规划等关键技术。
3.1 设计了自主分层组件化架构,奠定了ATK 核心竞争力
工业级航天任务设计软件的标志性特征是具备良好的功能覆盖度、复杂问题适应性、高计算效率以及高可信度数据生产能力,带来的首要技术挑战是大型通用软件的架构设计问题。针对航天任务设计流程复杂、通用化建模难的特点,基于团队在相关技术领域的积累和认识,自主设计了“标准平台+算法组件+工具插件”三层软件架构,如图4所示,实践证明这一架构确保了软件的稳定性、通用性和拓展性,奠定了ATK的核心竞争力。
这一架构具有以下技术特点和优势:
1)模块化与松耦合设计,扩展性好。实现标准平台与工具插件解耦,使得软件架构具备良好扩展性,支持雷达、光电、导弹等高级工具模块标准化接入、云服务部署等功能拓展;多种脚本与应用程序接口(application programming interface,API)编程接口满足特定任务的定制化需求;相对于STK单一的“回放”模式,该架构可拓展兼容“实时+回放”模式。

图4ATK分层组件式架构组成
Fig.4Layered component architecture of ATK
2)面向物理对象的抽象化建模,通用性强。软件标准平台通过卫星、火箭、飞机、传感器等物理对象抽象化建模封装,以及精细接口设计,能支撑不同类型对象在近地、地月、深空等不同时空背景下进行对象运动状态建模,评估分析各种对象之间的几何关系、能力级指标等动态关系。
3)可视化形式支撑任务设计,易用性好。软件标准平台中面向物理对象的建模方式,支撑用户通过拖拽式界面生成复杂任务逻辑,降低非编程用户的使用门槛,并能结合二、三维和数据交互界面直观展示所设计的任务场景,支撑用户以“所见即所得”的方式构建场景。
3.2 突破了高精度高效率计算内核技术,整体达到STK水平
CAD、CAE等设计类工业软件的计算内核是其核心技术,具有很高的技术门槛。STK作为工具箱类型的工业软件,具有多样功能,对于其计算内核在认识上会有不同观点。文献[17]是STK技术专家对STK功能和内在机制的论述,采用了本体论建模理论,对其的概括总结如图5所示。

图5基于本体论的STK功能框架描述
Fig.5STK functional framework based on ontology
STK的最基本功能是对卫星、飞机、导弹和传感器等物理对象进行建模,采用各类分析工具进行覆盖、链路、通信和测控任务的分析设计。在诸多STK对象中,最为核心的是卫星,其最基础的属性是位置和速度,即轨道仿真。很多STK分析工具和分析任务都依赖于卫星与各类对象之间的可见性计算。
因此,不难总结出,轨道仿真和可见性计算是STK的计算内核。对于航天专业而言,通常认为轨道仿真和可见性计算并非技术难题。事实对于理论研究和专有系统开发而言,也确实如此。但对于开发一个功能丰富的通用工业软件,则存在很大的技术挑战,在ATK过去5年的研发历程中,逐步认识到这些问题并予以解决。
面向通用性需求,轨道仿真和可见性计算的复杂性总结为如下三个方面。
1)基础模型和约束条件复杂。如轨道模型包含星历、天体指向、天体形状、引力场、潮汐力、大气阻力、太阳光压等10余类基础模型,每类又包含多种模型选项及其配置项,并且模型间存在相互依赖。可见性约束包含基本约束、太阳约束、视线约束、视场约束等,与所有场景对象均有关联。
2)计算精度与计算效率问题。计算精度与效率是航天任务设计工业软件首要考虑的指标。保证高精度的同时,必然会带来效率的降低,这对矛盾是通用模型实现中的一个难题。特别是当前卫星数量日益增加,任务场景日益复杂,轨道和可见性计算的效率面临巨大挑战。
3)模型算法的通用性与可拓展性。通用轨道和可见性模型需要适用于近地、深空等多种任务和场景,适应地球、月球、行星和小天体等不同中心天体。模型还需要具备良好的可扩展性,如深空可见性计算需要考虑光行差、时间基准及信号接收发射等因素。而通用性和可扩展性往往与计算效率之间存在矛盾,如何在两者之间找到平衡也是一个关键问题。
针对上述难题,经过研发团队持续不断的攻关,ATK的计算内核性能基本达到了STK的水平,并形成了自己的特色和优势,具体体现在以下三个方面。
1)轨道模型覆盖性、计算精度和效率与STK基本相当。ATK软件通过组件化建模与面向对象的程序接口设计,有效解决了轨道模型类型多、关系复杂、可拓展性要求高等难题,高精度轨道预报模型组件与接口关系设计如图6所示。团队选择了3个代表性问题进行测试对比,分别是全面考虑各种摄动因素的近地、地月和环月轨道问题,如表1所示,从位置差异来看,1个月内近地、环月和地月轨道外推相对STK的预报误差在m级,同时ATK计算效率稍高于STK。
2)可见性分析工具模型精度、效率与STK相当。基于变步长数值法,搭建了通用化计算架构,适配多种轨道外推模式,支持分析陆、海、空、天多类型对象,可考虑遮挡、几何、光照、通信多类型约束,实现快速高精度求解,支持一对一、一对多、多对多分析场景,可满足通信、导航、遥感等任务需求。可见性计算工具已覆盖常用的10种对象、26类约束,内置报告10种,支持13类数据报告定制化。与STK相比,ATK可见性分析时段计算误差在ms量级,验证了模型的正确性,计算时间和内存消耗相当。
3)利用后发优势,ATK形成了局部优势。可见性计算上,相对于STK的单对多分析,ATK新增了多对多分析功能,更适应当下的巨型星座问题;在内核算法组件上,采用面向对象方式设计,大幅提升了软件的通用性;在软件实现上,通过数据结构优化、编译优化等提升底层计算效率,底层算法设计为可重入的无状态函数,支撑顶层的并行调用。
3.3 突破了通用轨道机动规划技术,形成了航天专业优势
Astrogator模块是STK各个功能模块中知名度最高的模块,是一款功能强大的交互式轨道设计工具。STK在发展的早期,利用Astrogator完成亚洲三号卫星抢救入轨、和平号空间站离轨等重大轨道设计问题,受到了航天工程领域广泛关注和认可,奠定了STK的核心设计能力。Astrogator起源于NASA戈达德航天飞行中心于1978年开发的任务软件,1989年开始商业化,1994年被AGI公司引进,1996年正式以Astrogator名称对外推出。这一发展历程体现出了其较高的技术门槛。目前国内开发的航天任务仿真软件,尚未真正突破Astrogator的通用轨道机动规划技术。

图6ATK高精度轨道预报模型组件设计
Fig.6Component design of ATK high-precision orbit prediction model
表1ATK与STK轨道预报性能对比
Tab.1 Comparison of orbit prediction performance between ATK and STK

轨道机动规划问题是航天动力学领域经久不衰的研究热点,主要由于航天技术发展带来多种多样的轨道机动问题,包含轨道维持、轨道转移、轨道交会、引力辅助、返回再入、编队飞行、星座保持等诸多类型,涉及近地任务、地月任务、火星任务、小天体任务等多样化任务场景,针对每一类具体问题的解决均需要精心的建模与算法设计,做一个通用软件则面临着更大的技术挑战。
ATK突破了轨道机动规划通用化建模与求解技术,包括:①通过设计初始、预报、机动等抽象“段”,利用积木式“段”组合实现机动规划问题通用建模,ATK目前支持12类轨道段;②通过预报停止条件与约束参数多坐标系统通用程序架构设计实现复杂计算流程灵活配置,ATK支持19种轨道预报停止条件和11类61种约束条件;③通过轨道动力学瞄准器(Lambert算法等)化解强约束、猜测初值,发展基于参数敏感性的微分修正、序列二次规划(sequential quadratic planning,SQP)等优化算法实现通用机动规划模型稳定收敛。
ATK轨道机动规划模块目前覆盖STK Astrogator约80%功能,根据STK提供的标准测试用例以及交会对接、载人登月轨道设计等实际任务算例的测试对比,ATK轨道机动规划模块收敛性与Astrogator相当。此外,基于团队在轨道方向的扎实学术积累,ATK推出了轨道为核心的接近分析、偏差演化、碰撞规避等专业分析工具,具有鲜明的模型和算法特色与优势。这些轨道专业工具共同支撑构成了ATK的航天专业优势。研发团队正在大力提升轨道机动规划模块的功能和性能,探索人工智能技术的引入,计划2025年底正式以Astromaster名称对外推出。
3.4 掌握了三维可视化和二次开发技术,奠定了软件好用基础
STK受到广泛推崇的原因除了强大的专业分析设计能力,很重要的因素是领先的可视化技术和效果,以及面向高级用户友好的二次开发接口。ATK掌握了三维可视化技术和二次开发技术,为软件的好用奠定了技术基础,并形成了一定的特色。
ATK采用模型对象共享技术,提高多个同类对象在多窗口中显示内存使用效率。采用多线程数据处理与渲染技术,并将数据处理与场景渲染分开,提高场景渲染效率。采用场景管理树,根据模型远近,自动优化模型渲染粒度,提高场景渲染效率。可流畅运行2 000个以上卫星对象带模型与轨迹的三维场景显示,数万个点目标可视化展示,可同时打开多个三维可视化窗口。
ATK二次开发接口设计如表2所示,ATK支持Connect、Component、MBSE等多种二次开发接口形式。特别是基于Connect模式的二次开发接口,实现了与总体任务设计软件MagicDraw的直接连接,并支持C++、MATLAB、Java、Python多种语言通过Connect模式和组件直接驱动ATK仿真运行。
表2ATK二次开发接口设计
Tab.2 ATK second development interface design

4 ATK后续发展思路
回顾STK的发展历程,经历了Satellite Tool Kit和Systems Tool Kit两个阶段[3]。已经推出的ATK 3.0基本实现了STK第一阶段功能。ATK目前得到了军队单位、航天工业部门、商业航天公司、高等院校等的广泛关注,它们对ATK的后续发展提出了很多需求和期望。但ATK目前功能相比STK还有显著差距,尚不能满足当前诸多急迫需求。研发团队下一步计划将ATK 3.0拓展到以航天为基础的系统工具箱(aerospace-related-system tool kit),从“强基、拓域、成体系”三个层次拓展完善功能,如图7所示。
1)强基:加强航天功能对标性研发,研发任务调度、高级定轨、空间环境等模块,实现航天功能完全替代;完善实时数据、二次开发接口和二、三维可视化等软件通用平台与标准化外部接口;集成飞行器三维模型、地理信息系统、城市数据库等标准产品,以及国内自主的时空基础模型。
2)拓域:拓展导弹、高级航空器、高级航海器等模型,具备陆、海、空、天等全空间领域分析能力;拓展雷达、光电与红外等模型,向光、热、电磁等多学科领域融合,具备以时空为基础的全域分析能力。
3)成体系:突破ATK软件通用平台与工具服务化、云端部署、多用户管理、并发计算、数据云存储等技术,实现国产CPU/GPU高效适配及虚拟化、容器化技术,形成以ATK为根系软件的体系数字化集成架构,深度融入工业部门、军队单位的业务系统。
STK丰富多样的功能得益于AGI公司与大量不同专业团队长期的技术协作和联合开发,其迭代完善得到了NASA和美国军方重大任务持续牵引支持。纵观国外典型航天工业软件的发展历程[3],在孵化工业软件的研发初期,国家层面的政策机制与持续经费支持、稳定维系的专业化核心研发团队、深入工程任务的广泛用户使用与反馈、跨学科协调的功能丰富拓展等因素至关重要。工业软件是工业知识的有效载体,对软件内核的专业性、可靠性要求使得工业软件的研发需要工程任务的反复打磨和持续攻关,不能一蹴而就。

图7ATK后续发展规划
Fig.7ATK roadmap for future development
文献[1]对航天任务分析与设计工业软件发展启示及相关政策建议进行了系统论述。ATK软件研发的初步成功得益于团队在载人航天工程牵引下的近30年技术积累,形成了可靠的软件内核;得益于在载人航天工程科技创新团队支持下,形成了“工程侧需求牵引+院校侧集中研发”的研制模式;得益于在创新团队支持下,研发团队近5年集中攻关过程中全身心的研发性投入。另外,工业软件研发是专业领域主导的多学科交叉融合,专业知识功底和创新能力强的稳定核心团队对研发工作至关重要。
国防科技大学热忱欢迎优势单位共同参与研发,也欢迎更多的用户应用ATK,对ATK的发展提出需求。期望通过与各领域优势单位和广大用户的深度协作,再经过5年的努力,实现对STK主要功能的替代,探索走出军工特色工业软件自主发展新路径。