Введение к работе
Актуальность темы. Введенный в строй в 1959г. радиотелескоп РТ-22 ФИАН до настоящего времени продолжает оставаться вполне современным инструментом, одним из немногих телескопов мира, способных работать в миллиметровом диапазоне волн. Такое «долголетие» РТ-22 обусловлено двумя причинами. Первая из них заключается в прогрессивности конструкции телескопа, разработанной ее создателями А.Е.Саломоновичем и П.Д.Калачевым. В ней впервые в мире был применен принцип сочетания жесткого, но грубого каркаса и крепящихся к нему с помощью регулируемых шпилек очень точных панелей отражающей поверхности. Впоследствии такая конструкция крупных радиотелескопов стала общепринятой.
Вторая причина, благодаря которой поддерживался уровень РТ-22 ФИАН, заключалась в непрерывном развитии его аппаратурного комплекса, неотъемлемой частью которого является система автоматизации научных исследований. В современных условиях, когда средства вычислительной техники стремительно развиваются, уровень автоматизации научных исследований имеет немаловажную роль в конкурентоспособности научных результатов, получаемых на радиотелескопе. Благодаря применению в системах автоматизации научных исследований современных технологий повышается их надежность и производительность, качественно улучшается сервис обслуживания наблюдательного процесса и его наглядность, и , благодаря этому, возрастает возможность получения новых научных результатов.
Целью работы и основными задачами исследования являются исследования применения на полноповоротных радиотелескопах со-
временных методов и средств построения систем автоматизации научных исследований и создание комфортной среды для проведения радиоастрономических наблюдений, обработки результатов наблюдений, обслуживания постоянного функционирования инструмента на современном уровне. Это достигается путем правильного применения современных идеологий построения систем автоматизации, разработкой новых технических и программных средств, развитием и адаптацией существующих. Кроме того постоянное изучение инструмента, особенностей реального функционирования всех составных частей, обслуживающих инструмент, позволяют выявить и использовать скрытые его возможности.
Научная новизна работы состоит в том, что: І.В системе автоматизации спектральных радиоастрономических исследований на базе ЭВМ СМ-2М и двух микро-ЭВМ СМ1634 впервые в СССР была реализована структура распределенной системы управления для целей автоматизации радиоастрономических исследований на полноповоротном радиотелескопе. В системе были применены:
Оригинальная организация ведения времени с точностью до 10 мсек, существенно повысившая надежность системы в целом.
Тестовая подсистема, дополняющая отсутствующие в стандартных распределенных ОС аналогичные средства контроля и позволяющая простыми средствами оперативно проверять готовность оборудования сети ЭВМ.
2. Система автоматизации, заменившая в 1996г. систему на базе ЭВМ СМ-2М, обеспечила дальнейшее развитие радиоастрономических наблюдений на современном уровне, возросла надежность и эффективность работы. При разработке системы были:
Разработан и успешно применен уникальный комплект многофункциональных модулей связи с объектом, обеспечивающих проведение радиоастрономических спектральных наблюдений на полноповоротном телескопе. Эти модули нашли применении в других действующих радиоастрономических установках.
Впервые в России в системах автоматизации радиоастрономических наблюдений на ЭВМ типа IBM PC разработан аппаратно-программный комплекс для построения систем управления с распределением в режиме реального времени ресурсов ЭВМ между прикладными процессами.
Создана система управления от ЭВМ перемещением гиперболы, которая позволила впервые в России при проведении радиоастрономических исследований в штатном режиме использовать методику смещения гиперболы на +/- Я/8. Этот режим при исследованиях слабоконтрастных спектральных линий радиоисточников позволил компенсировать искажение нулевой линии спектрограммы.
Определен оптимальный период управления радиотелескопом, что позволило уменьшить среднеквадратичную инструментальную ошибку сопровождения с 6-7 до 2.5-3.5 угловых секунд. З.С использованием разработанных систем автоматизации с участием автора были проведены научные исследования, в результате которых:
Обнаружена линия метанола СН3ОН в источниках ОМС-1, W51, DR21(OH), W3(OH), SGR В2, ТМС-1.
Практической ценностью работы является то, что предложенные методы построения систем автоматизации, конкретные технические решения позволяют создавать дешевые и , в тоже время, эффективные системы управления, применение которых может дать значи-
тельный эффект не только в области научных исследований, но и в практически любой сфере деятельности. В современных условиях, когда ожидается рост и оживление в сфере производства, предложение готовых решений по созданию систем управления становится особенно актуальным.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на XXV и XXVI Радиоастрономических конференциях (Пущино, 1993; Санкт-Петербург, 1995), XXVII и XXI Всесоюзных конференциях по радиоастрономической аппаратуре (Ереван, 1985 и 1989), на конкурсах-конференциях, семинарах и научных сессиях ФИАН, РАС ФИАН, АКЦ ФИАН. Основное содержание работы опубликовано в 18 печатных работах. Результаты внедрены:
на радиотелескопе РТ-22 Пущинской радиоастрономической обсерватории АКЦ ФИАН и обеспечивают наблюдениях с 1987г.;
в отделении оптики ФИАН при измерениях спектров радиоизлучения атмосферного озона с 1995г.
Работа по автоматизации РТ-22 была удостоена первой премии на конкурсе Физического института по использованию современных средств вычислительной техники и автоматизации в 1988г.; она заняла также первое место среди технических работ, представленных на Научной сессии АКЦ ФИАН 1997г.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Объем диссертации составляет 106 страниц, включая список литературы из 85 библиографических ссылок, 9 таблиц и 30 рисунков.