# ast

**Repository Path**: space-ast/ast

## Basic Information

- **Project Name**: ast
- **Description**: ast (/æst/) 是一个专注于航天仿真领域的算法库，提供了轨道力学、姿态控制、轨迹规划等核心算法的现代C++实现。
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Apache-2.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: https://space-ast.github.io/ast
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 4
- **Forks**: 1
- **Created**: 2025-11-15
- **Last Updated**: 2026-02-06

## Categories & Tags

**Categories**: mathlibs

**Tags**: 航天, 算法

## README

# ast - 航天仿真算法库

[![Codacy Badge](https://app.codacy.com/project/badge/Grade/dad4615cdda145a5a4a3ed6681b66ed9)](https://app.codacy.com/gh/space-ast/ast/dashboard?utm_source=gh&utm_medium=referral&utm_content=&utm_campaign=Badge_grade)
[![codecov](https://codecov.io/gh/space-ast/ast/graph/badge.svg?token=FIUMJKSPGZ)](https://codecov.io/gh/space-ast/ast)
![build](https://img.shields.io/github/actions/workflow/status/space-ast/ast/build.yml?branch=master&style=flat-square&logo=windows)
![C++](https://img.shields.io/badge/C++-11+-blue.svg)
![License](https://img.shields.io/badge/License-Apache2.0-green.svg)
![Platform](https://img.shields.io/badge/platform-linux%20%7C%20windows%20%7C%20mingw%20%7C%20wasm-lightgrey.svg)


**ast** (/æst/) 是一个用C++编写的开源航天仿真算法库，为航天任务分析和设计提供计算基础。

*像星辰般精准，为航天仿真而生*


## 🌟 项目简介

**ast** (/æst/) 是一个专注于航天仿真领域的算法库，提供了轨道力学、姿态控制、轨迹规划等核心算法的现代C++实现。

如果你想要了解更多，请参考：[在线文档](https://space-ast.github.io/ast/), [Github](https://github.com/space-ast/ast)以及 [Gitee](https://gitee.com/space-ast/ast) 和 [GitCode](https://gitcode.com/space-ast/ast)。

## 🚀 核心特性

### 🛰️ 算法领域

- **轨道力学**：二体问题、轨道外推、兰伯特问题求解
- **姿态系统**：四元数运算、姿态动力学、控制算法
- **坐标转换**：J2000, MOD, TOD, ECF, LVLH等坐标系间的转换
- **环境模型**：大气密度、引力场、太阳辐射压
- **数值方法**：常微分方程数值积分、线性代数求解


## 📦 快速开始

### 环境要求

- C++11兼容编译器 (MSVC 2015+, GCC 5+, clang)
- [xmake 2.9+](https://xmake.io/)


### 构建项目


```bash
git clone https://github.com/space-ast/ast.git --recursive
cd ast
xmake
```

## 🏗️ 项目架构

```
ast/
├── data/          # 数据
├── docs/          # 文档
├── examples/      # 示例代码片段
├── include/       # 头文件
├── projects/      # 示例工程
├── repo/          # 第三方库配置文件
├── scripts/       # 工具脚本
├── src/           # 源文件
├── test/          # 测试工程
└── thirdparty/    # 第三方库
```

## 🎯 API 设计理念

### 命名规范
项目采用以下命名约定：

```cpp
// 命名空间 ast
namespace ast
{
    // ...
}

// 全局函数 - 单个'a'前缀
aPropagateOrbit();
aSolveLambert();
aRotateQuaternion();

// 类型别名 - 'A'前缀
typedef ast::OrbitPropagator    AOrbitPropagator;
typedef ast::AttitudeController AAttitudeController;

// 枚举 - 'E'和'e'前缀
enum EFrame { eECI, eECEF }; 

// 常量 - 'k' 前缀
const kEps15 = 1e-15;
```

可以发现：在以上命名规范里，所有以小写字母开头的都有值或者地址


## 🤝 参与贡献

我们欢迎各种形式的贡献！无论是代码改进、文档完善、bug报告还是新功能建议，都是对项目的宝贵支持。

### 贡献流程

1. Fork 本仓库
2. 创建功能分支 (`git checkout -b feature/AmazingFeature`)
3. 提交更改 (`git commit -m 'Add some AmazingFeature'`)
4. 推送到分支 (`git push origin feature/AmazingFeature`)
5. 开启 Pull Request

请确保代码遵循项目的编码规范，并添加相应的测试用例。

## 📄 许可证

本项目采用 Apache2.0 许可证 - 详见 [LICENSE](LICENSE) 文件。

## 🛠️ 开发状态

**当前状态**: 🟢 积极开发中

项目目前处于早期开发阶段，API可能会有较大变化。我们正在积极完善核心功能，欢迎早期使用者的反馈和建议。

### 模块规划

内核模块将仔细设计与开发，并通过测试工程提升测试覆盖率

- AstUtil:   工具函数
- AstCore:   动力学核心
- AstOpt:    非线性规划接口库
- AstOCP:    最优控制问题求解
- AstSim:    仿真引擎

下面的模块将通过AI辅助进行开发

- AstScript: 脚本系统
- AstInterp: 交互式控制台
- AstMex:    MatLab封装
- AstPy:     Python封装
- AstWasm:   Web Assembly封装
- AstGfx:    可视化
- AstGui:    图形化界面
- AstCoder:  代码生成器


## 📞 联系我们

- 💬 讨论区: [GitHub Discussions](https://github.com/space-ast/ast/discussions)
- 🐛 问题报告: [GitHub Issues](https://github.com/space-ast/ast/issues)


## 参考资料

ast项目的开发参考和使用了很多资料与工具，感谢所有开源社区贡献者的辛勤工作，以及航天仿真领域研究人员的理论贡献，这些宝贵的资源为ast项目的开发提供了坚实的基础。

### 开源代码

- [Orekit](https://www.orekit.org/): Java语言编写的航天动力学库，提供丰富的轨道和姿态算法
- [GMAT](https://gmat.atlassian.net/): 通用任务分析工具，NASA开源的航天任务分析软件
- [AstroLib](https://gitee.com/wanghmail/AstroLib): 航天/卫星建模与仿真算法库AstroLib
- [Pagmo2](https://esa.github.io/pagmo2/): 欧洲空间局开发的并行全局优化库
- [PyGMO2](https://esa.github.io/pygmo2/): Pagmo2的Python绑定，用于科学计算的优化工具
- [PyKEP](https://esa.github.io/pykep/): 欧洲空间局的航天动力学Python库，专注于轨道优化
- [Eigen](http://eigen.tuxfamily.org/): 高性能C++模板库，用于线性代数、矩阵和向量运算
- [Scipy](https://scipy.org/): 一个Python库，用于科学计算和技术计算，提供了许多数学、科学和工程领域的功能
- [GNU Octave](https://octave.org/): 开源数值计算软件，提供与MATLAB兼容的语法
- [Hipparchus](https://hipparchus.org/): 一个Java数学库，提供了丰富的数学函数和算法
- [Qt](https://www.qt.io/): 跨平台C++图形用户界面应用程序开发框架
- [Python](https://www.python.org/): 流行的通用编程语言，在科学计算领域广泛应用
- [julia](https://julialang.org/): 一种高性能的动态编程语言，专为科学计算和数值分析而设计
- [glibc](https://www.gnu.org/software/libc/): GNU C库，提供了C语言标准库的实现
- [abseil](https://abseil.io/): 一个C++库，提供了许多常用的功能，如字符串处理、内存管理、并发编程等，是Google开源的一个项目

## 项目依赖

### 工具链

- [Xmake](https://xmake.io/): 基于Lua的现代化C/C++构建工具

### 第三方库

- [iau-sofa](https://www.iausofa.org/): 一个C库，提供了许多常用的天文计算函数
- [Eigen](http://eigen.tuxfamily.org/): 高性能C++模板库，用于线性代数、矩阵和向量运算
- [fmt](https://fmt.dev/): 一个用于格式化字符串的C++库，提供了类似于Python的格式化语法
- [openscenegraph](https://www.openscenegraph.org/): 一个跨平台的3D图形库，用于渲染和交互显示3D场景
- [opengl](https://www.opengl.org/): 一个跨平台的3D图形库，用于渲染和交互显示3D场景
- [Qt](https://www.qt.io/): 跨平台C++图形用户界面应用程序开发框架


## 🌌 项目名称灵感

**ast** 这个名字蕴含着多重深意，每一层都呼应着航天仿真的本质：

### 🪐 **词源深意**

- **星辰之源**：源自希腊语词根 `aster` (ἀστήρ)，意为"星辰"
- **天文传承**：与 astronomy（天文学）、astronaut（宇航员）、Astrodynamics(航天动力学)等同源
- **宇宙探索**：象征着我们通过仿真技术探索宇宙奥秘的使命

### 🚀 **专业内涵**

- **Aerospace Simulation Tool**    - 航天仿真工具
- **Advanced Space Technology**    - 先进空间技术  
- **Astrodynamics Solver Tool**    - 航天动力学求解工具

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"在代码的宇宙中，我们绘制航天的星辰轨迹"

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