2.4m望远镜远程观测系统 Step 1：观测目标查询子系统

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1 2.4m望远镜远程观测系统 Step 1：观测目标查询子系统
报告人：韦卡宁 指导教师：陈东 云南天文台

2 开发背景 2.4m安装完成后，即将投入使用 建立２.4m远程观测系统 虚拟天文台的启动
3、各国已经开始了虚拟天文台的建设，在国内，也启动了这项工作。云南天文台也正致力于这方面的工作和研究，例如这个观测目标查询系统 ，它是在数据归档的基础上提供简单的查询计算、数据的可视化服务。

3 我们拟建立的远程观测的流程是这样的：首先是做好观测前的准备工作，也就是确定观测目标。通过观测目标查询系统检索需要的目标，生成模拟星图及其相应的文本信息，然后上传到观测申请系统，填写观测计划，如果仪器正常或申请的时间适合观测，则同意观测，并将任务存储到观测计划数据库中，否则，重新申请．望远镜的Robotic System会根据任务列表进行自动观测．用户可通过网络在线观测：如观测仪器的选择，在观测过程中可通过观测辅助系统，实时监测天气情况、望远镜或仪器状态、图像质量等,并相应地远程控制望远镜或仪器， 。如果观测数据合格或满意，则将其压缩并存储到数据库中，否则可以删除数据。若有更多的目标，则继续观测，否则就可以结束在线观测。

4 星表的选择 USNO-A2.0星表的源很多； USNO和GSC是目前比较准确的星表，它们的位置和星等都比较准确。
SAO+GSC+USNO三个星表的联合，基本可覆盖全天从-1.6m~ 23.5m的星。 它们均为可见光波段的星表，适用于2.4m望远镜的观测要求。 2.4m望远镜适合观测暗天体，USNO的极限星等已达到了23.5m ，能符合2.4m望远镜的要求。 这个系统选择了三个星表：USNO、GSC、SAO作为数据源。原因是：

5 系统功能 星表查询（范围查询、批查询） 星表统计 观测准备工作：协助用户确定观测目标，确定观测目标的位置，并获取它们的已知信息．
生成模拟星图，将数据可视化，并提供一些辅助工具，如：恒星证认、计算距离。 系统功能：，主要分为： １）星表的查询（范围查询＼批查询） ２）星表统计，如USNO的B、R（GSC的B、V），通过色指数的查询，可对某类温度的天体进行统计分析。 ３）交叉证认，通过其它通过USNO与GSC的交叉证认，可进行多波段的研究（Ｂ、Ｖ、Ｒ） ４）协助用户查找观测目标， ５）生成模拟星图，可在实际观测时，与望远镜中的天图作对比。

6 系统设计 开发平台 系统组成 １）数据库表定义 ２）星表数据归档 ３）星表检索 ４）模拟星图 下面我介绍一下系统的设计方案

7 系统的组成 系统程序主要由三大部分组成，即星表数据归档、星表检索和模拟星图。星表数据归档程序负责将三个星表（USNO/GSC/SAO）的原始数据抽取并归档到数据库中。在客户端的WEB浏览器上，用户通过在星表检索和模拟星图的表单上，填写检索关键字并提交给WEB服务器，WEB服务器再通过其上的数据检索和数据访问程序处理用户的请求，然后连接数据库并取出相应的数据返回给用户。

8 开发平台 操作系统： Linux Fedora Core 2
开发平台：J2SE1.4.4+JSP/Servlet +Resin3.0.8+Apache for Linux 数据库：MySQL for Linux

9 数据库表定义 SAO数据库：一个SaoTable表
每个星表创建一个数据库。SAO星表创建SAO数据库，库中只定义一个SaoTable 表。其结构如下：在这里我就不一一解释，我 只解释USNO数据库表的结构。

10 GSC数据库：按它所划分的24个天区定义24个数据表，分别为：N0000、N0730、N1500、N2230、N3000、N3730、N4500、N5230、N6000、N6730、N7500、N8230、S0000、S0730、S1500、S2230、S3000、S3730、S4500、S5230、S6000、S6730、S7500、S8230 为GSC星表数据库建立一个GSC数据库，然后按原始星表所划分的24个天区分别建立24个数据表。bcode为B波段的一个代码，为了和johson系统的B波段区分，用一些代码表示照相底片与滤光片的组合所得到的B波段，bmag是B波段所对应的星等，及星等误差。

11 USNO数据库：按它所划分的24个天区定义24个数据表，分别为：C0000、C0075、C0150、C0225、C0300、C0375、C0450、C0525、C0600、C0675、C0750、C0825、C0900、C0975、C1050、C1125、C1200、C1275、C1350、C1425、C1500、C1575、C1650、C1725

12 首先初始化主菜单。如果选1，则请用户输入SAO星表原始数据所在的路径，然后判断路径及其下的文件是否合格，如果合格，则连接SAO数据库，并创建SaoTable表，读取.FIT文件并录入数据，最后关闭数据库SAO。如果2或3，流程则类似SAO星表。选0，则退出程序。

13 归档ＧＳＣ星表的运行实例

14 星图检索之用户流程 用户检索星表，有两种检索方式，一种是范围检索，要求用户输入以下的检索参数：输入历元epoch1：是用户输入的中心坐标的历元，而输出历元epoch2是输出结果的坐标对应的历元。结果以三种方式显示：HTML Table方式是为了方便用户分页浏览检索结果，它比较直观；VOTable形式是按照虚拟天文台定义的一种数据数据标准结构，为了结构化数据以便以后的信息交换。TEXT形式是为了让用户方便地修改并使用数据。另一种是批检索方式：它也需要填写：输入历元、输出历元、

15 每次检索，都要由WEB服务器中的数据检索程序进行处理，其处理流程如下： 因为这三个星表的历元为J2000年，由用户输入历元为epoch1的中心坐标，必须经过历元转换，得到J2000年的中心坐标ra2000、dec2000，通过天区大小，计算出J2000年下，天区的赤经范围以及赤纬范围。对于USNO、GSC星表，因为它们的数据繁多，为了加快检索速度，还需要按一定的规则分割成若干个小分块，并计算每个小分块的赤经范围和赤纬范围。联合其它检索条件，如星等限制，检索数据库，检索结果的坐标为J2000的，又要进行一次历元转换，转换为 用户需要的历元为epoch2下的坐标。

16 这是USNO星表的检索页面

17 这是范围查询。 选择输出结果排序的方式、显示的方式
这是批查询，这是选择上传的文件

18

19 这是VOTABLE表示的检索结果

20 若联合一个样式表，就可以直观地看到以VOTable表示的表结构

21 模拟星图之用户流程

22 下面，我着重说一下对“PLOT”按钮事件和鼠标移动事件的处理流程。 “PLOT”按钮事件的流程是这样的：首先根据用户输入的检索参数检索数据，作图时星像用圆形表示，所以必须确定圆形的坐标和半径。因为实际的天区是曲面的，必需将它投影到平面上，因此检索结果的球面坐标（α，δ）， 要转化为切平面坐标（ζ，η） ，然后计算出圆心的像素坐标（x，y)。提取检索结果的星等值，确定圆形的半径r。然后存储星的图形对象。另外将星表名、坐标、星等存储成星的信息。然后作图，并将星图显示出来。 而鼠标在图像上移动时，为了实时显示天区中任意位置的球面坐标（α，δ），需要通过鼠标当前的像素坐标（x，y)计算出平面坐标（ζ，η） ，再转化为球面坐标（α，δ）.

23 右边请用户输入作图的参数：选择星表、天区、星等范围。左边为图形区，以不同的图形来区分不同星表上的星．USNO以实心圆表示，ＧＳＣ以实线空心圆表示，ＳＡＯ以虚线空心圆表示．黄色五角星是假星，假星，并不是这三个星表中的星，假星可以帮助用户作其它星表与这三个星表的恒星证认，（若假星与星图上的某一星像的距离小于 1” 时可认定为同一颗星）．当鼠标移动到图形区时，上面将实时给出在天球上的位置坐标以及在图形区的像素坐标；当点击星像时，在界面的下方会列出星的信息（位置、星等），并可保存到文本文件中。 在此图中， 我们只选择了USNO和GSC星表， １＼２＼３颗星的实心圆旁边可看出有空心圆的边缘，在这里可能看不太清，表示在这几个位置ＵＳＮＯ和ＧＳＣ的星相互重叠，可视为同一颗星，这就达到了两个星表之间互相证认的目的。当鼠表移到此星像上，旁边显示出简短的信息，因此可以从图中直接看出哪些为USNO上的星，哪些为GSC上的星。

24 在图形区中点击星像时，图形的下方列出星的文本信息，并可保存为文本文件．另外，“Save 按钮”可保存整个星图为JPG文件。
选定图中的两颗星，可计算它们之间的位置，如计算假星与这颗星的距离 为: , 若小于１“可视为同一颗星，这样就达到了恒星怔认的目的．

25 未来工作 添加更多的星表,如2MASS等，实现多波段的检索。

26 谢　谢！

27 2.4m望远镜的指标 1 、光学系统 主镜 ： 直径： 2.4（+0.05，-0.00）米 主镜焦比： F/2.5 系统焦比： F/8
直径： （+0.05，-0.00）米 主镜焦比： F/2.5 系统焦比： F/8 焦长： ~19.2m 工作波段：300nm1000nm FOV： 未改正 ≥ 10′ 改正后 ≥ 40'

28 焦点： 卡焦： FOV ≥ 10'; 焦比: F/8 耐焦： FOV ≥10'; 焦比: F/8 像质量： 轴上（改正/未改正）：80% < 0.35″ 整个FOV: 80% < 0.5″ 滤光片： 一套Bessel UBVRI 虑光片，每片直径约100mm.

29 2、操作环境 3、控制系统 温度： -10 ~ 35 °C 相对湿度：<=90 % 风速：< = 15m/s （操作中）
硬件平台：可兼容的PC 软件平台（OS）：LINUX 或 WinNT/2000

30 4、辅助系统 实时OS：工业标准 图形用户界面 编程语言：C/C++（含源代码）和详细的文档 消旋器： CCD相机： 等级：0
大小：2K * 2K 像元大小：24μ

31 动态范围：>105 读出噪声：4e- (50KHz) 量化深度：16~18 位 自动导行器 视场： >=0.5°
暗流： <0.02nA/cm2 动态范围：>105 读出噪声：4e- (50KHz) 量化深度：16~18 位 自动导行器 视场： >=0.5° 更新率：> 1 Hz 远程控制接口 标准：局域网 IEEE802.3 协议： TCP/IP C/C++的SDK 以及格详细补充文档