报告发布方：中金企信国际咨询《2024-2029年全球及中国航天数字仿真市场发展战略研究及投资可行性预测咨询报告》
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（1）航天数字仿真领域发展现状：航天数字仿真系数字仿真与航天工程的交叉领域。航天数字仿真通过对航天任务进行模拟试验与分析，为航天任务规划设计、航天器平台和载荷优化、发射入轨及在轨运行等提供仿真环境，低成本、高效率地验证与优化航天任务方案，有效降低任务执行成本，提升航天任务效益产出。
通过航天数字仿真，能够提前筹划空间飞行器、航天运载器等的载荷需求、功能布局、技术指标，提升其研制效率、压缩研发周期、优化生产过程，能够有效降低空间飞行器、航天运载器等的研发与生产成本、促进航天产业的高质量发展。为加快航天产业发展，在经济、高效提升投入产出效益成为我国继续保持竞争优势的背景下，航天数字仿真对于提升航天产业综合实力愈加关键。
航天数字仿真的主要客户为特种领域客户和相关研究院（所）等，其中特种领域航天数字仿真对于我国全面建设航天强国具有重要意义。二十世纪80年代和90年代，美国NASA和DARPA最早将虚拟现实技术应用研制大型座舱飞行模拟器系统，对飞行人员进行飞行战斗训练。我国在航天数字仿真领域发展起步比欧美等发达国家晚，相关研究始于上世纪90年代初。在发展初期，我国高水平的航天数字仿真技术开发人员、产品研制人员、复杂系统设计集成人员等较为稀缺。进入21世纪，我国开始对分布交互式仿真、虚拟现实等先进建模、仿真、模拟等精细化设计技术及其应用开展研究，开发了较大规模的复杂系统模拟、仿真。
（2）航天数字仿真领域技术发展趋势
A、新兴技术进一步推动仿真市场需求：近年来，我国航天事业突飞猛进、在多个领域取得重大突破，北斗导航、载人航天、深空探测等诸多工程异军突起。这些成就标志着我国从世界航天大国迈向航天强国，反映出我国航天实力不断增强，也对航天数字仿真提出了更高的要求。随着我国航天任务的复杂度、航天工业信息化程度不断提高，对航天数字仿真的应用需求也越来越迫切。
航天数字仿真技术与手段正在向数字化、高效化、信息化、智能化等方向演进。当前业内研究热点包括复杂系统建模仿真理论与方法、网络化建模仿真、虚拟现实技术与仿真融合等。此类技术吸纳了新兴技术的研究成果，对传统建模仿真等设计手段的理论、方法与平台技术提出了严峻的挑战，将对航天数字仿真的继承与发展产生重大影响。航天数字仿真不仅将在功能、任务、应用场景等方面更加丰富，而且也正逐渐在立项论证、方案设计试验验证、生产制造、定型评估、服务保障等航天任务全生命周期发挥更大作用。此外，随着近年来生成式人工智能（AIGC）技术逐渐成熟，其在航天数字仿真领域的应用场景日趋多元，加快了航天数字仿真与多样化航天任务需求深度融合，提升设计水平的同时，也创造了广阔的市场需求。
B、特种领域等传统应用方向的仿真需求增加：特种领域是航天数字仿真的传统应用方向。2012年以来中国特种领域支出进入适度增长阶段，同时为应对各国对“太空军队”、“太空主权”、“混合战”的深化发展，国际军事装备的现代化、装备自动化、智能化竞争不断提高的挑战，国内航天数字仿真取得了更广阔的市场发展空间。
随着特种领域信息化建设竞争加剧、相关航天装备系统越来越复杂，航天系统研制、任务规划等方面的航天数字仿真应用场景持续丰富。世界各军事强国竞相在航天系统的研制、航天任务规划过程中不断完善仿真方法，改进仿真手段，以提高研制与规划工作的综合效益。
此外，由于航天领域高风险、高价值和高投入的特点，相关单位对航天装备的数字化论证和设计的要求更加迫切，航天数字仿真的需求更复杂、经费投入也持续增加。整体来看，航天数字仿真在特种领域等传统应用方向的需求将持续增加。
C、航天数字仿真技术持续优化：随着世界各国航天产业的不断发展，航天系统的复杂度逐步增加，超大规模星座不断涌现，星座在频率、轨道资源方面的冲突越来越多；由于星间链路的引入，星座内以及星座间业务与信息交互也更加复杂；同时随着航天系统在特种领域、民用领域以及商用领域的通信、导航、遥感应用逐步走向成熟，航天系统与各应用行业的业务交互更加复杂。而传统仿真软件无法支持超大的仿真规模，仿真业务较为单一，业务方向覆盖有限。
为了匹配更加复杂的实际系统，航天数字仿真需要不断提升技术水平，以提升仿真的精准度、仿真计算效率。在仿真建模方面，航天数字仿真需要针对卫星、地面站等实体在业务逻辑行为、业务数据流、测控信息流、能量流、动力学模型、空间环境等不同维度进行精细化综合性仿真，以实现对实际系统的精准仿真，生成更好更精准的评估分析报告。在仿真计算效率方面，为应对超大规模仿真需求，需要采用基于高性能计算的分布式仿真引擎、高实时信息交互中间件以及基于GPU的并行计算架构，最终助力超大规模星座（含卫星、地面站、终端等）按照“一比一”要求的实时或者超实时精细化仿真。
（3）行业发展的重要意义：2016年9月，《中国科学报》发表中国科学院魏奉思院士文章《“数字空间”是空间科技战略新高地》，在全世界范围内率先提出“数字空间”（也称“数字太空”）概念，即指地球之上空间的认知与应用通过数字化构建的空间，是由天基、地基观测数据驱动，以科学认知为依据，空间通信网络、大数据、云计算等现代信息技术为手段，以“天人合一”为根本，“牵一发动全身”为灵魂的空间信息大数据库，是集空间科学、空间技术、空间应用与空间服务为一体的重大空间基础设施。
数字太空建设系统通过航天测控管理和航天数字仿真，将涵盖致动器、传感器的物理世界和包括数据、仿真及分析的数字孪生串联起来，形成了一个完备的架构：数字太空系统架构近年来，随着各国太空开发加速、卫星等飞行器数量的增加，太空环境愈发复杂，太空碎片数量增加、飞行器轨道资源紧缺等问题愈发严重。据有关文献，过去20年间，太空发生了已确认的、非故意的、系统相关的在轨碰撞事件566次，产生了数以百万计的潜在有害碎片，导致“凯斯勒综合症”正在逐渐由理论设想变为现实困境。同时，随着各类飞行器设计功能复杂化、承担任务多样化，商业航天快速发展的背景下对于飞行器设计及运行的成本考核、提升飞行器运行效率、实现全生命周期管控等需求不断攀升，建设数字航天、智能航天已成为太空探索亟待解决的行业问题。
2020年8月，中国科学院向中共中央、国务院呈送《关于实施“建设‘数字空间’、打造‘空间大脑’重大科技工程”的建议》（科发学部〔2020〕55号，以下简称《建议》）。《建议》提出近二十年信息科技飞速发展，一切都可以数据化、一切均可编程、数字经济成为经济增长新引擎的数字时代已经到来，人类正进入空间大航天时代与数字时代融合发展的历史交汇期，数字航天、智能航天正成为第四次全球工业革命竞争的焦点。
然而，《建议》指出我国尚未建立能够为“空间硬实力”提供全过程及全周期服务的“空间软实力”支撑体系、缺乏数字化及智能化的空间安全“倍增器”，导致我国航天向数字化及智能化的高质量发展受“空间软实力”落后的制约。此外，我国在开拓人类空间新知识体系的竞争中落后西方国家甚远，空间硬实力的产出/投入比远不及美国一半，空间应用的广度、深度和效益亟待提升。推进数字太空建设，高质量发展国内航天数字仿真行业，已成为我国空间强国战略的迫切需求。