LAMOST网络控制系统结构

LAMOST(大型多天体分光望远镜)建成后将成为世界上视场最大、光谱观测效率最高的4m级口径以上的光学望远镜。它将要同时高效地观测4000颗星的光谱,这对网络控制系统的设计是巨大的挑战。该文主要从LAMOST网络控制系统构建的角度介绍了系统如何在大数据量、多任务的情况下实现各子系统控制、环境监测、授时和无线远程监控等功能,叙述了在该系统中运用的实时分布式操作系统、实时数据库,全球定位系统(GPS)和全球移动通讯系统(GSM)等多项技术．     

LAMOST观测控制系统用户界面设计

位于国家天文台兴隆观测基地的大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST)是世界上最大的、可操控的反射施密特望远镜。为了便于控制望远镜,提高观测效率,设计了观测控制系统图形用户界面。首先分析了LAMOST望远镜的控制软件体系结构,采用基于场景的以用户为中心的设计方法,对界面进行了分析和设计。使用Qt、CORBA、多线程技术和MVC模式,实现了用户界面,并对界面进行了测试。最后,用户界面得到了用户的认可,成功应用于LAMOST观测。     

LAMOST远程无线监控系统研究

国家重大科学工程项目“大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜”LAMOST（Large sky Area Multi-Object fiber Spectroscopic Telescope）目前已经进入了安装调试阶段,在2007年即将逐步投入使用．LAMOST总控系统是一个复杂的软件工程,需要对望远镜实时监控并给维护者提供多种控制手段．随着手机成为大众日常通讯工具,利用基于GSM（GlobalSystemforMobilecommunication）网络的手机短信对LAMOST望远镜进行远程无线监控,已经成为总控系统的一种辅助监控手段．文章着重描述该系统的软硬件原理、接口、控制流以及安全性的考虑．该项研究的使用在国内望远镜控制系统中尚属首次,目前已获得国家发明专利申请号．     

基于优先策略的动态选星算法

论述了LAMOST巡天观测战略系统(SSS)中观测策略的实现方法选星算法问题．以国外SDSS望远镜为例介绍了静态选星算法，分析了其不足之处，并结合LAMOST望远镜的特点，提出了一种新的选星算法-“动态选星”算法．动态选星算法基于优先策略原理，可以在满足覆盖完备性的基础上，优化观测效率，并能方便地兼顾观测条件的约束．给出了算法的原理和框架描述，并针对算法进行了模拟计算，证明了算法的有效性．另外需要指出的是动态选星算法不仅适用于LAMOST，它可以普遍地应用于多目标光纤望远镜的巡天选星．     

LAMOST观测控制系统

LAMOST的观测控制系统将实时地与望远镜控制系统和焦面仪器控制系统一起来完成LAMOST的光谱巡天工作,同时与数据处理系统紧密联系以安排观测计划和数据处理任务。研制观测控制系统的目的是自动地完成整个光谱巡天工作,以最有效地获得科学产出。     

LAMOST异构环境信息检索系统的设计与实现

环境信息是大天区面积多目标光纤光谱望远镜(the Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope, LAMOST,又叫郭守敬望远镜)运行状态的一部分,用于辅助望远镜的日常维护、观测以及后期数据处理。环境信息来源于多个子系统,而子系统的数据存储由不同单位设计,数据存储环境复杂,不利于统一检索。基于异步协程提出了一种异构环境信息检索的方法,该方法利用数据库代理对象工厂(Data Base Agent Factory, DBAF)整合多个数据库及检索字段信息,通过客户端和网络浏览器提供远程服务,以自定义检索命令的方式实现对异构数据库的检索。本方法充分考虑了后期升级的需求,保留多种数据库和应用接口,便于更多数据库和应用的接入。目前基于该方法开发的检索系统已部署于郭守敬望远镜,在运行中简化了运行环境检索操作,提高了环境数据获取的精准度,提升了望远镜的维护和观测效率。     

LAMOST中基于时槽环的命令执行控制算法

针对LAMOST望远镜控制的特点和其观测运行方式,利用时槽环技术实现了命令执行控制,为复杂控制系统内部子系统的协调提供了一种可借鉴的控制算法．     

BIT地面观测软件

本文介绍紫台30公分红外望远镜(BIT)地面观测所使用的软件系统。该软件是在BIT地面修复过程中以地面观测为使用目的而开发的。软件用于望远镜指向等系统参数显示和星场照相机控制显示,并预置了软件接口,可进一步实现对望远镜指向的计算机控制。软件已在BIT地面实验观测中使用,运行可靠,操作方便。     

NVST狭缝扫描及定标单元的电动控制实现

利用1 m红外太阳望远镜(New Vacuum Solar Telescope,NVST)对太阳进行观测和研究,需要控制狭缝扫描系统和磁分析系统中各设备的运动以配合观测系统采集数据。针对实际观测中对设备运动控制的需求,并利用控制器对相应设备的直接控制,提出基于TCP协议及UDP协议的Win Sock网络编程以及串口通信编程的设计方案,设计了一套基于Client/Server架构的控制系统软件,实现各仪器在局域网范围内的远程控制。通过对设备的运动控制测试,客户端发送控制命令给服务器端,服务器计算机解析命令并通过串口控制各仪器运行,同时采集设备的状态信息反馈给客户端,测试结果表明此系统能良好地控制各设备运行,结合网络通信及串口通信的设计为后续的观测系统功能升级打下了基础。     

近地天体望远镜的控制软件系统

配合CCD相机更新,2013年近地天体望远镜(CNEOST,China Near Earth Object Survey Telescope)对硬件系统进行了改造,在此基础上重新设计并实现了控制软件系统,软件采用了基于Web Socket协议的消息机制,具有良好的扩展性;基于Web的用户界面,实现了近地天体望远镜在不同用户终端下的远程观测.自投入使用以来,系统运行稳定,大幅度提高了设备运行效率,降低了操作复杂度;同时也为未来类似的望远镜或望远镜云的系统设计提供了一次有益尝试.     

FocusGEO软件系统的设计与实现

FocusGEO是上海天文台自行研制的新一代地球同步轨道动态监视系统,与大部分商用成熟的天文望远镜相比缺乏标准的硬件底层驱动,同时受运行环境的限制,无法设计开发基于Linux的RTS2或基于Windows的ASCOM的全自动软件系统。研究团队针对FocusGEO的特殊需求,自行设计开发了一套基于Windows的软件系统,可实现望远镜自动观测、资料实时处理、数据传输与数据管理等过程。介绍了软件系统的实现框架、整体流程和数据并行处理的原理,并重点讨论图像实时转换与传输和数据实时处理与入库的实现方法。长时间的观测运行表明,软件系统工作稳定可靠,可为非通用望远镜系统的自动控制软件开发提供借鉴。     

新疆天文台26米射电望远镜压缩机压力监控系统设计与实现

新疆天文台南山基地26 m射电望远镜的接收机使用氦气压缩机制冷,压缩机需要定期维护,氦气管在使用过程中会因为磨损而漏气,影响望远镜的正常观测。针对压缩机压力监控的实际需求,设计开发了一套压缩机压力监控系统,可以实现压缩机压力记录、实时监控、实时报警、通过邮件发送报警信息及压力日报表、查询历史工作记录、处理报警信息等功能。介绍了软件系统的框架、软件流程、数据处理原理、实现思想、模块功能、软件界面。系统具有报警迅速,查询功能强大,界面简洁友好,扩展性强等优点,能够满足当前及未来应用的需求。     

前照条件下LAMOST焦面板光纤单元定位精度检测系统设计

大天区面积多目标光纤光谱望远镜(Large Sky Area Multi-object Optical Spectroscopic Telescope,LAMOST)是目前国际上口径最大、视场最宽、光谱获取率最高的大型施密特望远镜,通过借助并行可控式双回转光纤定位系统,其焦面系统上的4 000根光纤可以在数分钟内按预定天体坐标快速精确地对准各自观测目标并进行精调。望远镜观测时每一个光纤单元定位情况的好坏直接决定接收天体光谱的质量,然而目前针对光纤定位精度情况仅有的信息就是定位时光纤单元步进电机驱动情况的反馈,是一个内部信息,并不全面,无法给出每一个光纤单元的实际定位精度情况。因此需要搭建一个可用于LAMOST现场的检测系统,在望远镜观测间隙,在前置光源照明条件下,可以第一时间获取焦面板光纤单元定位图像,快速分析之后,检测出定位误差较大的光纤单元,由此决定进一步观测处理措施,以保证观测光谱的有效性和准确率。     

LAMOST子镜镀膜研究进展

对大口径光学/红外天文望远镜而言,为保障其稳定高效运行,镜面镀膜是重要的维护环节之一.镀膜质量的好坏直接影响镜面光学反射率的高低,也严重影响到天文望远镜的成像质量、观测效率.国家重大科技基础设施—大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope, LAMOST,又名郭守敬望远镜)自2009年6月通过国家竣工验收并逐步投入巡天观测,目前已进入第2个5 yr巡天计划阶段,取得近两千万的光谱产出和大批高显示度的科学成果. LAMOST共拥有24块施密特改正镜子镜和37块球面主镜子镜,为了确保在野外恶劣观测环境下镜面反射率维持在较高水平,每年要对大批子镜进行镀膜.主要介绍了镀膜需求、镀膜设备,并基于大量实验和多年的完善探索出一套可行的镀膜工艺流程,确保了LAMOST子镜极高的镀膜质量.镀膜后子镜平均反射率高达90%以上,满足了LAMOST光谱巡天的镜面反射率要求.     

基于WebSocket的RTS2 Web控制研究

望远镜自主观测软件是自主控制天文望远镜技术中的重要组成部分,也是当前天文技术研究的一个热点。开源的RTS2是目前非常流行的望远镜自主观测的软件系统,但RTS2中提供的Web控制仅是一个演示,功能相对简单,也不具备实时性。随着HTML5和WebSocket技术的发展,在深入分析RTS2源码的基础上,实现了RTS2服务器端的WebSocket支持,利用HTML5的WebSocket技术完成了一个望远镜实时监控Web终端系统原型,为远程控制与状态实时监控提供了一个简单、方便的平台,为后续研究工作打下了良好的基础。     

LAMOST观测控制系统的网络稳定性分析

观测控制系统是为LAMOST(大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜)开发的基于网络的、自动运行观测流程的软件系统。在研究观测控制系统的实际网络拓扑结构和通信协议的基础上,利用网络模拟软件NS2对其进行模拟和分析,并对网络性能进行了实测。网络模拟和实测的结果证明,目前开发的观测控制系统在现有的网络结构和通信协议下能够稳定工作。同时,本研究也为观测控制系统的网络故障诊断提供了方法。     

一米新真空太阳望远镜光谱扫描观测系统设计

1 m新真空太阳望远镜(New Vacuum Solar Telescope,NVST)是国内用于对太阳进行观测和研究的大型科研设备,针对太阳活动区光谱观测的需求,在现有的大色散光谱仪及多波段光谱仪基础上,设计了光谱扫描设备,并基于C#设计了一套观测控制系统软件,实现扫描设备的运动控制和观测数据的采集。进行光谱扫描观测时,计算机控制扫描设备步进运动,并利用图像采集卡通过Camera Link总线采集CCD/CMOS相机的探测数据,基于多线程技术采集观测数据,将采集的图像数据存储成FITS(Flexible Image Transport System)文件,并将光谱图像数据处理成灰度图像用于软件界面监视。此套软件已用于1 m太阳望远镜光谱扫描观测,测试结果满足预期功能需求,为后续观测系统功能升级提供了良好的扩展性。     

丽江2.4米望远镜观测日志辅助系统的设计与研发

望远镜的观测日志在用户进行数据处理以及台站对观测数据进行存储、归档和发布时都非常重要,观测日志往往能提供很多信息以供用户判断观测数据的质量。在观测过程中,观测日志通过观测助手或用户手工记录,存在信息不全、笔误等多种可能,且纸质的观测日志也不利于后期数据的归档和发布。针对丽江2.4 m望远镜云南暗弱天体成像光谱仪的观测数据,设计研发了一套自动记录观测日志的辅助系统,该系统可以自动记录观测数据的日志信息,并提供修改错误信息的功能;系统中以用户的观测时间申请书编号为唯一代码对数据进行管理,从而实现了根据不同用户进行观测数据打包的功能。在保护观测数据权限的同时,降低了笔误带来的影响,提高了观测日志的准确性,最终提高望远镜的观测效率。     

2.4m望远镜观测目标查询系统的建立

为提高观测效率,节约运行成本,云南天文台将建立一套2.4 m望远镜远程观测系统.2.4 m望远镜观测目标查询系统作为远程观测系统的一个重要组成部分,它支持国际虚拟天文台通用的VOTable格式;它提供丰富的星表检索,并生成模拟星图和目标列表,同时还具备了交叉证认,距离计算等辅助功能.     

大型拼接镜面望远镜子镜装卸装置的研究

自从400 yr前伽利略第1次使用望远镜观测天空以来,人类为了探索更深的宇宙,望远镜的口径越做越大,拼接镜面望远镜成为趋势.本世纪初一批大口径拼接望远镜先后被研制出来,这其中包括我国的大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜LAMOST.随着望远镜口径增大,子镜单元增多,子镜单元的装卸问题日益突出.本文试图对这一问题进行探讨,设计了一套用于LAMOST球面主镜的子镜单元装卸装置,希望为大口径望远镜的子镜装卸提供一些思路和借鉴.