【摘要】：天文學(xué)是一門研究天體、宇宙的結(jié)構(gòu)和發(fā)展的科學(xué),它的發(fā)展離不開觀測(cè)實(shí)驗(yàn)。天文學(xué)的研究依賴于天文觀測(cè)所獲得的觀測(cè)數(shù)據(jù),觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量好壞直接會(huì)影響到天文研究的成果。從望遠(yuǎn)鏡發(fā)明到照相底片、CCD芯片的發(fā)明和應(yīng)用,到如今大型望遠(yuǎn)鏡的建設(shè)、精密觀測(cè)終端的建造等等,都是努力在提高觀測(cè)質(zhì)量從而獲取更好的觀測(cè)數(shù)據(jù)。隨著望遠(yuǎn)鏡口徑的不斷增大,觀測(cè)終端設(shè)備性能的不斷提高,使得可以觀測(cè)的目標(biāo)變得越來越多,也使得望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)時(shí)間變得越來越寶貴,如何通過觀測(cè)控制系統(tǒng)有效地對(duì)望遠(yuǎn)鏡、觀測(cè)終端、待觀測(cè)目標(biāo)進(jìn)行合理的調(diào)度,最優(yōu)化地利用有限的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)時(shí)間獲得更多高質(zhì)量觀測(cè)數(shù)據(jù),成為國(guó)內(nèi)目前亟需研究的課題。麗江2.4米望遠(yuǎn)鏡依然是國(guó)內(nèi)口徑最大的通用型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡,自2008年投入觀測(cè)以來,已逐漸成為我國(guó)重要的天文觀測(cè)研究平臺(tái)之一。本文將以麗江2.4米望遠(yuǎn)鏡為研究平臺(tái),對(duì)其中的望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)智能化控制、觀測(cè)終端基于信息融合技術(shù)的統(tǒng)一控制、觀測(cè)數(shù)據(jù)處理及反饋的數(shù)據(jù)流等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,并將這些技術(shù)應(yīng)用到了麗江2.4米望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)控制系統(tǒng)的研發(fā)過程中,完成了如下幾個(gè)方面的工作:1)麗江2.4米望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)框架研究。在對(duì)國(guó)內(nèi)外望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)控制系統(tǒng)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,提出了麗江2.4米望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)框架結(jié)構(gòu),并對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)部分的功能進(jìn)行詳細(xì)的分析,概括出建設(shè)麗江2.4米望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)控制系統(tǒng)需要完成的相關(guān)工作目標(biāo)。2)望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)的集成研究。在沒有望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)源代碼的前提下,完成了望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)通信接口的升級(jí)改造,建立望遠(yuǎn)鏡狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)�；谛蛄锌刂频哪Ｊ�,完成了對(duì)望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)控制指令的二次開發(fā),開發(fā)完成了一整套望遠(yuǎn)鏡的序列控制指令集,將其應(yīng)用到望遠(yuǎn)鏡自動(dòng)測(cè)光觀測(cè)任務(wù)中。通過該部分工作,已經(jīng)為實(shí)現(xiàn)觀測(cè)控制系統(tǒng)對(duì)望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)的統(tǒng)一控制和調(diào)度提供了基礎(chǔ)。3)終端控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)。在對(duì)麗江2.4米望遠(yuǎn)鏡的主要觀測(cè)終端及其控制系統(tǒng)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,提出了適合麗江2.4米望遠(yuǎn)鏡的基于序列控制的終端控制系統(tǒng)。采用了序列控制的思想,實(shí)現(xiàn)了對(duì)多波段測(cè)光系統(tǒng)(PI CCD)和高色散光譜儀(HiRES)兩個(gè)終端的控制系統(tǒng)的研發(fā)。從而實(shí)現(xiàn)觀測(cè)控制系統(tǒng)對(duì)三個(gè)主要觀測(cè)終端的統(tǒng)一控制和調(diào)度。此外,定義了三個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)的規(guī)范,包括觀測(cè)數(shù)據(jù)文件名的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、FITS頭信息中望遠(yuǎn)鏡信息的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和FITS頭中WCS信息的標(biāo)準(zhǔn),并將其成功應(yīng)用到終端控制系統(tǒng)中。4)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)。為麗江2.4米望遠(yuǎn)鏡建立了包含存儲(chǔ)、備份、預(yù)覽、檢查、預(yù)處理、入庫(kù)歸檔和發(fā)布這七個(gè)模塊的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。根據(jù)不同的地理分布將數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)劃分成站內(nèi)系統(tǒng)和站外系統(tǒng),對(duì)應(yīng)完成不同的工作。建立了完整的觀測(cè)數(shù)據(jù)歸檔和入庫(kù)的流程,通過跨網(wǎng)段的傳輸方式實(shí)現(xiàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)的異地備份。建立了觀測(cè)數(shù)據(jù)在線預(yù)覽和檢查系統(tǒng)以及離線檢查系統(tǒng),在觀測(cè)過程中及時(shí)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查,從而向觀測(cè)控制系統(tǒng)提供反饋。5)系統(tǒng)集成與統(tǒng)一調(diào)度。對(duì)觀測(cè)調(diào)度相關(guān)的關(guān)鍵因素進(jìn)行分析,在此基礎(chǔ)上研發(fā)完成了一系列觀測(cè)調(diào)度輔助系統(tǒng),為觀測(cè)控制系統(tǒng)各個(gè)部分的集成提供了很好的基礎(chǔ)�；诖�,為引力波事件后隨觀測(cè)建立了完整的觀測(cè)調(diào)度模型,及時(shí)響應(yīng)引力波事件并開展后隨觀測(cè)。目前已經(jīng)完成了麗江2.4米望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)控制系統(tǒng)中望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)、終端控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的相關(guān)工作,并已經(jīng)在實(shí)際觀測(cè)過程中進(jìn)行了應(yīng)用。接下來將繼續(xù)完成觀測(cè)調(diào)度相關(guān)工作的研究,逐步提高麗江2.4米望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)效率。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái))
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P111
【圖文】：

麗江 2.4 米望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究 OSTOST 望遠(yuǎn)鏡，又名郭守敬望遠(yuǎn)鏡，坐落在中國(guó)河北的興隆天文.1 所示），是一架中星儀式反射施密特望遠(yuǎn)鏡，望遠(yuǎn)鏡的主體射施密特改正板 MA，球面主鏡 MB 和焦面，等效口徑達(dá)到了 4000 根光纖，由光纖將天體的光傳輸?shù)?16 臺(tái)光譜儀上，arged Coupled Device）可以一次性獲得 4000 條光譜數(shù)據(jù)。

圖 1.2 LAMOST 觀測(cè)控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)Figure 1.2 Basic structure of observatory control system for LAMOST1.2.2 利物浦望遠(yuǎn)鏡和 LCOGT利物浦望遠(yuǎn)鏡坐落在西班牙加納利群島的拉帕爾瑪（La Palma）島上，是一架口徑 2 米的全自動(dòng)地平式望遠(yuǎn)鏡（如圖 1.3 所示），由英國(guó) TTL（TelescopeTechnology Limited）公司研制，到目前為止仍然是世界上口徑最大的全自動(dòng)望遠(yuǎn)鏡。

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本文編號(hào)：2733961