LAMOST博士论文答辩演讲稿.ppt

中国科技大学博士论文答辩 LAMOST观测控制系统的设计与实现 答辩人： 万长胜 导师： 金革 教授 内容提要 LAMOST工程背景 LAMOST观测控制系统分析设计 OCS消息总线 OCS命令解析器 OCS命令执行器 OCS视图控制器 OCS其他组件 OCS与子系统的接口 OCS-2级系统实现 工作总结 LAMOST工程背景 大口径兼备大视场望远镜 对天体性质和行为的认识，光学波段光谱最有用 目前只有约1:104进行过光谱观测 以往的望远镜大多一次只能观测一个目标 国际上同类望远镜比较 国际上同类望远镜比较 美国的SDSS 英国和澳大利亚的AAT 美国的SST 中国的LAMOST 性能指数QI 在同样的光谱仪、同样的探测器、同样的台址条件下，对同一亮度的一批天体，在同样信噪比的要求下和在某一给定曝光时间里，所能记录下的光谱数量 LAMOST观测流程 控制系统的复杂性导致观测流程的复杂性 观测流程 观测前准备工作 观测过程 结束观测 LAMOST观测流程示意图 LAMOST观测流程示意图 LAMOST观测流程示意图 LAMOST观测流程示意图 LAMOST观测流程示意图 LAMOST观测流程示意图 LAMOST观测控制概念的引入 控制系统的复杂性 LAMOST运作过程中需要调整多个部件的状态 观测流程的复杂性 全自动观测 观测控制系统的基本任务 协作望远镜各部件完成观测任务 LAMOST观测控制系统进度要求 OCS-0级系统 原型系统 OCS-1级系统 系统框架设计 OCS-2级系统 设计与实现 OCS-3级系统 功能完备的系统 LAMOST观测控制系统分析设计 LAMOST控制系统模型 LAMOST控制系统各子系统功能简介 观测控制系统（OCS） OCS是控制系统的核心，它协作子系统完成天文学家的观测任务 观测战略系统（SSS） 制定观测计划 望远镜控制系统(TCS) 控制望远镜的各机械系统 焦面仪器控制系统（ICS） 光纤定位、光谱仪控制、CCD曝光、信号读出等 数据处理系统（DHS） 光谱数据的在线处理和保存 OCS命令驱动模型基本思想 LAMOST对OCS的功能要求 协调子系统完成观测流程 OCS的基本做法 在OCS中，命令起着至关重要的作用。为了使整个观测流程顺利完成，OCS发送一系列的命令来驱动各个子系统完成其相应的命令。同时，OCS监视各个子系统的运行状况，根据运行状况，在必要时向各个子系统发送命令，完成需要调整的行为或命令。 命令的分层 分层的原因 OCS协调子系统完成天文学家的观测任务的过程中，既要面对天文学家又要面对子系统 观测命令 观测命令面对的是天文学家，它是最上层的命令 基本命令 基本命令面对的是子系统 子系统命令 子系统命令定义了子系统中具体操纵硬件的命令 命令驱动模型实现观测流程过程中需要考虑的问题 命令的发送 如何把天文学家的观测任务转换成子系统的任务 如何按照一定的观测逻辑执行观测任务 如何制定OCS与子系统进行命令通讯的协议 命令相关的数据集的格式与数据的定义 子系统反馈信息的处理 如何从子系统获得状态信息 如何对子系统的信息进行综合分类 如何完成子系统信息在OCS内部各组件间的分发 子系统状态信息的格式与数据的定义 命令驱动模型结构图 命令驱动模型中的关键问题 软件构架 消息总线 语义转换 命令解析器 协作子系统 命令执行器 OCS消息总线 消息总线在命令驱动模型中的位置 消息总线的优点 便于统一管理控制信息 组件间的松耦合 消息总线的实现技术 CORBA事件服务 生产者组件把产生的控制信息交给消息总线，消息总线把该信息交给感兴趣的消费者组件 CORBA通知服务 通知服务是事件服务的扩展集，提供事件过滤等高级功能 OCS消息总线组件 消费者组件 生产者组件接口 生产者组件的基本功能是通过消息总线组件提供的接口发布信息，因此，它所做的工作就是获得消息总线组件引用，并通过消息总线接口发布信息。生产者组件不需要为消息总线提供接口操作，采用消息总线模式对生产者组件的实现没有任何影响。 OCS命令解析器 命令解析器在命令驱动模型中的位置 命令解析器概述 命令的分层 观测命令 基本命令 子系统命令 基本功能 天文学家观测语言到子系统基本命令的转换（即观测命令到基本命令的转换） 命令解析算法要求 各层命令集可以扩充 命令间映射关系允许改变 上下层命令的映射关系必须唯一 解析后的结果对运行观测是合理的，没有冗余命令 对解析的结果，需要判断和防止硬件冲突 命令格式 命令 命令由命令动词(CmdVerb)，选项(op)，参数(para)组成，格式如下：CmdVerb –op1 para1 –op2 para2 …… 命令动词 CmdVerb的首字母使用子系统的名称，每