基于RTS2的差分像运动大气视宁度监测仪的自动化研究

The research and technology development of the Differential Image Motion Monitor has been more mature, DIMM has already become the main instrument for measuring the atmospheric seeing.Fully automatic is the important trend of development of the DIMM,to meet the existing station site monitoring and astronomical site survey, especially for western China and the Antarctic unattended sites..Recently, the technology of the Robotic Autonomous Observatory achieved greater development,which to lay the technical foundation for autonomous DIMM. As the Robotic Telescope System 2nd version,a Linux-based observatory management system,used in the project of Burst Observer and Optical Transient System sucessfully,especially the BOOTES-4,the most advanced telescope of the project installed at the Lijiang observation station.Inspired by that,the research on the Linux-based autonomous DIMM driven by RTS2 came into being.Hoping to use the mature theory of DIMM and the mature and stable technology RTS2 to achieve the long-term,stable,accurate,autonomous measurement for atmospheric turbulence seeing..RTS2,aimed at achieving the completely autonomoous independent of the observation.including:choose the targets automation、telescope automation control、weather monitoring、response transient object observation、keep tracking、data acquisition and subsequent processing、assist in scientific research,etc.Research on the Linux-based autonomous DIMM driven by RTS2,not only for achieving the automated measurement of the atmospheric turbulence seeing for the station or the candidate site,but also in order to master the core technology of the RTS2,most of all the software control technology of the telescope.which will be very helpful and useful for our own robotic autonomous telescope's development.

差分像运动大气视宁度监测仪（DIMM）的相关研究和技术已发展的较为成熟，DIMM早已成为监测天文台址和候选站址大气视宁度的主要仪器。随着我国在海拔更高、条件更艰苦地区选址工作的开展，实现DIMM系统的自动化和无人值守就变得十分必要。.近年来，程控自主天文台（RAO）技术取得了较大发展，旨在实现天文台完全自主运行的全自动望远镜控制系统第二版（RTS2）就是RAO领域一个重要开源软件。2011年底，西班牙发起的伽玛暴与光学瞬变源观测系统的四号站（BOOTES4）在丽江天文观测站落成，目前已实现完全自主运行，RTS2即为BOOTES4的控制软件。本项目拟通过开发RTS2软件，使其能够应用于DIMM系统，主要包括：为RTS2添加寻星/导星模块、修改RTS2数据处理部分、软硬件系统集成等。本项目的研究不仅着眼于为我国条件艰苦地区的选址工作服务，更是为RTS2系统在我国更大天文望远镜上的应用做准备。

随着我国现代天文选址工作的广泛开展，天文候选址点的海拔越来越高，环境更为恶劣，这就对天文选址仪器提出了更高的要求，我们希望选址仪器最好是一个程控自主天文台系统，能够在完全无人值守的条件下开展天文选址工作。本项目的实施就是要研制一套满足以上要求的天文选址仪器，用来实现大气视宁度的自主化观测。. 该项目主要研究内容包括：基于远程望远镜控制系统第二版（RTS2）实现差分像运动大气视宁度监测仪系统的软硬件集成和观测自主化。具体体现在全自动圆顶的建设和控制，望远镜和CCD的集成控制，自主寻星和自动导星功能的实现，观测目标的队列化实现，观测数据的自主处理、保存和发布，以及整套系统的集成化和程控自主化实现。. 通过该项目的执行，我们研制了两套大气视宁度监测仪系统，为我国西部天文选址工作（在稻城无名山采集了一年多的夜间数据）和丽江站大气视宁度监测工作提供了支撑；2013年参加了在西班牙举办的第三届国际程控自主天文台会议，了解到国际上多种全自动望远镜控制技术及其最新发展情况；2014年举办了国内首届程控自主天文台控制系统国际研讨会，推动了程控自主望远镜控制技术在国内的发展；资助发表了两篇科技论文《丽江站BOOTES4综述》，《丽江天文观测站全天相机介绍》；获得一项实用新型专利的授权《一种便携式全天信息采集系统》。此外，我们还通过该项目的实施，进一步规范和完善了基于差分像运动方法测量大气视宁度系统本身。例如：完善了系统的精确定标流程，添加了子瞳罩防结露功能，增加了自主寻星和自动导星算法，增加了观测队列和目标筛选策略，改进了系统算法等。.程控自主天文台技术是当前国内和国际上较为热门和趋于成熟的天文技术，也是天文技术在望远镜控制系统领域的发展方向。未来还将结合人工智能技术，向更加智能和自主化的智能天文台方向发展。本项目结合了程控自主天文台技术和大气视宁度监测理论，不仅满足了国内现代天文选址运动的需求，还推动了全自动望远镜控制技术在国内的应用与发展，为开展通用光学程控自主天文台系统的研究提供了借鉴意义。