面向天文选址的自主观测与数据传输技术研究

In China, the next generation astronomical sites would be at desolate regions of Tibet, Xinjiang or Yunnan. Obviously in the site testing, the biggest problem is that the candidate sites are not suitable for long-term work, as there are extremely remote and difficult for human living. On the other hand, the main site testing instruments currently still require manual operation to monitor the varieties of astronomical atmosphere parameters at night. This conflict has greatly affected the progress of site testing, especially for getting the long-term continuity and consistency monitoring data to compare with other sites or observatories. This proposal arms to solve the problems of autonomous observation in astronomical site testing on narrow-band, unstable network environment. The goal is to achieve automatic astronomical instruments operation on testing site, control and monitor the running status of instruments and data quality from remote site, and exchange data on narrow-band network between local site and remote office. There are four fields that will be researched, the framework of autonomous observation on site testing, the design and implement of communication protocol and script observation engine, the exchange of data on narrow-band network, and the online publish of real-time data. The key technologies include autonomous observation system under state computer, the data exchange mode under narrow-band, and QOS of application services.

目前选址工作环境异常艰苦，如何改善工作环境、持续有效地观测目标、及时获取观测数据在天文选址工作中具有十分迫切的要求，辅助解决这些问题将提高选址工作的成效。本研究立足于面向天文选址的自主观测与数据传输技术研究，研究内容包括：1）实现一个自主观测控制框架；2）设计和实现自主观测中的通信协议；3）实现脚本观测和目标调度的引擎；4）研究在低带宽条件下实时状态和观测数据传输。研究拟解决1)基于状态机的自主观测控制技术2)观测对象调度算法 3)基于应用层的服务质量保障（Qos）三大问题。研究创新之处在于1、实现立足于选址设备自主运行、远程监控相结合的自主观测控制框架。2、选址望远镜控制协议与脚本观测引擎研究3、低带宽下控制命令、实时状态、观测数据在传输中的拥塞管理机制和服务质量保障。本研究获得的研究成果可直接应用到我国的各种天文选址中, 具有共性需求，有良好的推广价值与科学研究前瞻性。

大型望远镜的建设极大地推动天文学前沿领域的发展，其中，天文选址是大型望远镜设备建设的关键性基础工作，直接关系着天文研究领域的投入决策和长远发展战略。科学地发现和有效利用优质的天文台址，对于安置我国未来大型地面光学红外观测设备、使我国挤身世界天文与空间强国具有重大的战略意义。. 本项目以选址现场设备远程控制下的自主观测为主要研究目标，拟通过计算机技术、现代通信技术、自动化控制和中间件技术，使用现有选址（以阿里或香格里拉地区为实验与系统部署测试地点）过程中广泛使用到的 DIMM 等设备为实验对象，研究选址（以阿里为例）观测中选址设备自主观测、远程控制的核心技术，在技术上验证选址过程中望远镜自主观测、远程控制的可行性。具体包括如下研究内容：1、自主观测控制框架2、自主观测中的通信协议3、脚本观测与目标调度引擎4、低带宽下实时状态和观测数据传输。. 本课题获得的研究成果已经应用于LAMOST、丽江2.4米望远镜、怀柔太阳磁场望远镜的远程控制中，可满足野外临时观测的需要，进一步可以为大中型望远镜的自主观测、远程控制、数据传输积累必要的经验。研究有共性需求，有良好的推广价值与科学研究前瞻性。