极地研究杂志投稿格式参考范文：南极光学天文望远镜控制软件关键技术

　　本文重点从操作系统选择、远程建立望远镜指向误差修正模型方法、全自动观测软件接口、卫星通信及远程运维、望远镜实时状态监测和故障诊断等方面探讨了南极天文光学望远镜控制软件的关键技术和设计原则，并展望未来技术的发展，为南极天文望远镜的研制和控制系统研发提供技术储备。

　　我国在南极运行的光学天文望远镜所面临的挑战包括：低温低压冰冻等极端恶劣的自然条件、低带宽高延时的卫星通信条件、能源供给限制下的低功耗设计、昆仑站无人常年值守运行、年度短时维护和全自动观测需求等。因此，相比于中低纬度的普通台址，望远镜控制软件在设计之初要考虑解决以下特殊问题。无人常年值守的运行。目前位于南极冰穹 A 的中国南极昆仑站不具备人员越冬的条件，科考人员在南半球夏季到达昆仑站，在站维护期通常仅 20 天左右;因此，对于安装在昆仑站的设备，每年至少有 11 个月处于无人值守的运行状态。国内计算机与昆仑站设备之间远程交互所采用的通信链路是低带宽高费用的卫星通信。目前美国铱星公司的低轨卫星网络依然是南极通信的首选，铱星卫星在环地球轨道运行时，会聚集在南极和北极，为极区的铱星连接设备提供了很好的覆盖度 [1]。铱星通信的最高速率为 128 kbps，即最高(16 ~KB cdot s^{-1})，且收费昂贵。因此，在国内高速互联网条件下通常采用的远程桌面等技术手段，无法应用于南极天文望远镜的运行和维护中，控制软件需在这样的通信条件下实现远程交互。

　　能源供给有限。目前南极大陆的电力来源以柴油发电机为主，燃料选用污染较少的航空煤油;在非极夜时期，可用太阳能及蓄电池为辅助电能来源。因此，望远镜控制软件的运行平台，应尽量考虑低功耗设计、尽量减少计算机的数量。特殊部件的控制。南极望远镜系统中部分部件是针对南极而设计的。例如为了解决镜面结霜，镜子表面镀透明导电的氧化铟锡膜，利用其电阻特性，通电后产生热量，使镜子表面温度略高于环境温度，从而气化掉镜子表面的霜和雪;控制软件需要根据除霜的需求，远程或自主控制导电膜电源的通断 [2-3]。此外，为了尽可能减少单点故障，系统中多处采用了冗余备份设计，需要软件实现设备或工作模式的远程切换 [4]。

　　天文望远镜控制软件通常有自研型和标准型两种，核心功能主要是实现天体目标的指向和精确跟踪，其他功能根据需求各有不同。自研型控制软件通常由望远镜研制方根据硬件系统和观测需求进行定制，控制软件与其他用户软件的接口是望远镜研制方自定义的格式。标准型控制软件采用天文标准接口 (例如 ASCOM)，按照标准接口的定义和功能编写软件。标准接口型控制软件的优点是兼容性和适配性好，缺点是受限于标准接口的功能和框架，部分望远镜的特色型功能无法实现。南极望远镜控制软件为自研型，是根据控制系统的特点和功能定制的软件。针对以上南极光学天文望远镜的运行特点，结合十余年来南极光学天文望远镜研制中积累的经验，本文从望远镜控制软件的角度探讨其中的关键技术。

　　1 操作系统与软件架构

　　1.1 软件系统架构

　　截至目前，在南极大陆运行的光学天文望远镜，以中小型天文望远镜为主。例如 2008 年 1 月在 Dome A 安装并运行的 100 mm 有效通光口径的中国之星小望远镜阵 (Chinese Small Telescope ARray, CSTAR)[5]，2012 年和 2015 年在 Dome A 安装并运行的通光口径 500 mm 的南极巡天望远镜的前两台 AST3-1 和 AST3-2 [6]，2016 年在中国南极中山站安装运行的 300 mm 口径的南极亮星巡天望远镜 (Bright Star Survey Telescope, BSST)[7]，2022 年在南极中山站安装运行的 150 mm 口径的小望远镜阵 [8] 等。中小型天文望远镜软件系统通常包括望远镜控制软件套件、终端仪器控制软件套件、数据管理软件套件和观测控制软件套件等。望远镜控制软件作为软件系统的一部分，其核心功能是实现对天体目标的精确指向和跟踪、计算并补偿系统误差、控制关键部件 -- 包括调焦机构、滤光片切换机构、消旋机构和副镜姿态调整机构等 -- 以达到目标像质。南极光学天文望远镜控制软件在此核心功能基础上，还需增加电源分配系统控制、除霜、加热系统控制、设备及环境信息的采集和监测、全自动观测的交互接口、卫星通信条件下的远程访问及故障诊断等功能。南极光学天文望远镜控制软件运行在用户层和设备层之间的望远镜控制计算机上。

　　通过人机界面和软件接口协议实现与不同类型的用户层之间的信息交互，通过网络等接口实现与设备层的信息交互。控制软件中，最核心的功能是目标天体的指向跟踪，它是由控制软件与运动控制器的底层软件进行配合实现的。控制软件主要负责天体目标位置的计算，即根据天体目标历元 2000 赤经赤纬坐标，计算对应望远镜两轴的理论位置。计算流程为天文标准算法，主要包括视差校正、光的引力偏转、光行差、岁差和章动、站心坐标和大气折射校正等等。控制软件计算出两轴的理论位置后，通过网络通讯发送到运动控制器的寄存器中，由运动控制器来保证指向跟踪位置闭环的实时性和高精度，具体是由运动控制器的伺服运动程序实现，从寄存器中获取目标位置，做高实时性的插补和伺服控制，完成高精度的实时位置控制。这种基于分布式、软实时与硬实时结合的控制方式，项目组设计开发应用于南极望远镜控制系统中，具有高精度、分布性、实时性、可靠性、安全性和开放性的特点。

　　1.2 望远镜控制软件操作系统

　　Windows 和 Linux 作为两种主流的操作系统，是望远镜控制软件运行平台的主要选择。目前，南极光学天文望远镜的控制软件在这两种系统上都有应用的案例。以下将讨论两种系统各自的优缺点、应对缺点的解决方法以及选择操作系统时如何统筹考虑。Linux 系统的优点包括：安装 Linux 系统所需的硬盘空间较小，通常只需十几 GB 空间;有强大的开源软件资源，特别是天文开源软件包资源;有良好的稳定性和安全性;有强大的命令行交互，适用于南极低通信带宽下的远程操作。Linux 系统的缺点包括：内核及操作系统版本较多，不同版本之间的兼容性不佳;对硬件设备的支持性普遍弱于 Windows 系统，大多数硬件厂商为了控制成本，仅开发支持部分内核的 Linux 版本驱动程序。针对以上弊端，如果望远镜控制软件必须选择 Linux 系统，在硬件设备选型时，应尽量选择通用性好、支持跨平台的软件接口设备，而尽量避免定制驱动程序的设备。Windows 系统优点包括：版本较稳定且兼容性好，对硬件设备的支持性和稳定性普遍好于 Linux 系统。在需要硬件设备选型较多的应用时，Windows 系统会更容易满足需求。

　　为适应南极低温环境，望远镜控制系统在器件的选择上，通常选用可靠的工业级设备 (工作温度范围–40~85℃) 或军品级设备 (工作温度范围–55~125℃)，器件的选择面普遍较窄，若再将支持某版本的 Linux 驱动列为考虑因素，选择面会更加受限。因此，为了达到控制系统器件选型的要求，应当优先考虑对硬件支持较好的 Windows 系统。Windows 系统的缺点包括：Windows 系统被互联网病毒攻击的风险较大，稳定性普遍比 Linux 系统略差;Windows 的桌面系统在南极低带宽通信条件下无法使用;命令行交互能力弱于 Linux 系统。针对 Windows 系统易于被病毒攻击、稳定性略差的缺点，应避免将 Windows 系统直接接入互联网中，保证 Windows 系统只在局域网内使用;关闭 Windows 系统的自动更新和与微软公司服务器的自动连接;关闭防火墙以避免软件的运行受到影响，关闭电源省电模式，只安装必要的软件，开启必要的服务;良好的使用习惯和干净的软件设计是系统稳定运行的保障。南极巡天望远镜 AST3-1 和 AST3-2 的望远镜控制软件均采用了 Windows 系统，在南极昆仑站可连续运行数月，并未发生由于操作系统的不稳定而造成的问题。

　　针对 Windows 系统命令行交互能力不足的缺点，引入 Cygwin 开源工具集，其核心是 cygwin1.dll 动态链接库，它形成一个仿真层，并在此基础上构建了大量 Linux-like 的软件工具，为用户提供类似 Linux 的体验。用户可以通过 Unix shell (如 bash、tcsh 或 zsh) 与安装有 Cygwin 的计算机进行交互，而感觉不到这是一台 Windows 系统的计算机。南极巡天望远镜 AST3 项目的望远镜控制计算机，通过 Cygwin 安装了 openssh，rsync 和 vim 等常用的 Linux 应用程序，Cygwin 把 Windows 的磁盘挂载到 /cygdrive 下，Cygwin 中的应用程序可以读写 Windows 磁盘中的文件，Cygwin 的 shell 可以启动 Windows 程序，其高效的命令行工具与 Windows 应用程序互不干扰，让远程登录和维护非常方便。目前也有 docker 容器等技术可以实现类似功能，但 docker 对网络的影响较为复杂，考虑到无人值守条件下的稳定性，因此建议使用成熟的 Cygwin 技术。总之，Linux 系统和 Windows 系统都可以在南极全无人值守条件下实现可靠稳定地运行;需根据具体需求，统筹考虑何种操作系统更佳。

　　1.3 目前工作现状

　　南极望远镜控制软件目前以 Windows 系统为主要操作系统平台，其中的重要考虑因素是对于电机驱动器和运动控制器的驱动程序，Windows 系统版本更稳定和成熟。南极望远镜软件系统，包括观测控制软件套件 (Observation Control Software, OCS)、望远镜控制软件套件 (Telescope Control Software, TCS)、终端仪器控制软件套件 (Instrument Control Software, ICS) 和数据管理软件套件 Pipeline。整个软件系统的数据流通常为：OCS 根据观测计划选择天体目标，发送天体目标的历元 2000 赤道式坐标给 TCS，TCS 完成指向开始稳定跟踪后，OCS 收到 TCS 的返回信息，并控制 ICS 曝光及数据存储，Pipeline 负责进行数据处理 [9-10]。考虑到天文数据处理软件大多是在 Linux 环境下使用，因此 OCS、ICS 和 Pipeline 通常采用 Linux 操作系统。

　　2 无人值守建立望远镜指向误差模型的方法

　　2.1 望远镜指向误差

　　天文望远镜的指向精度是指望远镜光轴对准预定目标的精确程度。在实际观测中，通常用望远镜所成的天文图像中心的天体坐标与目标天体坐标之间的差来表征指向误差。望远镜指向精度高，对于小视场望远镜来说，能够保证目标天体在视场内，缩短寻找和鉴别目标天体的时间;对于大视场望远镜来说，能够提高长曝光图像的成像质量。望远镜指向误差受很多因素的影响，例如极轴的校准误差、极轴和赤纬轴之间垂直度的偏差、光学系统的准直误差、镜筒的重力弯沉、两轴的零点偏差和大气折射模型的偏差等 [11]。因此，望远镜安装后，还需通过天文观测获取足够的指向误差采样数据，以建立望远镜指向误差修正模型，即利用采样数据对采样点之间的天区进行指向误差的插补，进而修正全天区的指向误差。

　　2.2 南极光学

　　天文望远镜指向误差模型对于安装在南极昆仑站的望远镜，科考队员在现场安装和维护时都处于南半球极昼期间，现场无法进行夜天文观测。因此需要在无人值守的条件下，在极昼期结束、黑夜来临后，才能够进行天文观测和指向误差数据的采样。以赤道式望远镜为例，采样流程如下，具体步骤如下。选取观测目标列表。观测目标应当覆盖整个地平线以上的可观测天区，并尽量均匀分布;如果有部分天区没有被覆盖，将意味着模型只能依靠推测来矫正这块天区的指向误差，很可能导致较大的偏差。观测目标的个数应当在 30~50 个左右。将观测列表提交给南极台站的全自动观测系统，按列表顺序进行观测和曝光成像。

　　在南极台站的计算机上，用Astrometry.net或 SCAMP 软件包，以本地已存储的星表为参考，对观测列表所成图像进行中心位置定标，并计算出与目标坐标的偏差，记为指向偏差，并生成包含有观测目标和指向偏差列表的文件。根据指向偏差列表文件进行指向误差分析，计算出指向误差修正模型的各项参数;将参数传入望远镜控制软件，控制软件根据当前望远镜指向和指向误差模型，完成指向误差的修正。如果还需要进一步修正，重复以上 4 步，进行模型的优化。指向误差修正模型的建立，首先是建立基本参数模型，以赤道式望远镜为例，模型含有 6 个基本参数项和 6 个附加参数项，其中 h 表示时角，即望远镜赤经轴的位置，D 表示望远镜赤纬轴的位置。然后利用第 3 步骤获取到的指向偏差列表，进行最小二乘法数值拟合，得到各几何参数项的数值，需注意剔除误差明显偏离的采样点。最后，将参数项数值带入指向误差修正模型中。

　　2.3 目前工作现状

　　南极天文望远镜采用了上述一套无人值守建立望远镜指向误差修正模型的方法，从启动指向误差的采集到模型的建立，通常需要 2~3 h 即可完成;而传统方法需要数天才能完成。目前最佳的矫正效果是：校正前最大指向误差为 1024 arcsec，90% 的目标环绕在为 473 arcsec 的范围内，校正后最大指向误差为 51 arcsec，90% 的目标环绕在 39 arcsec 的范围内。相比于常规台址望远镜，该指向误差不算优秀，但考虑到极昼安装时，无法精确调整极轴指向，只能通过指向误差模型来矫正，且目前南极望远镜以大视场为主，这样的指向误差能够满足使用条件。

　　3 全自动观测的软件接口

　　3.1 软件接口设计

　　为了实现全自动观测、远程操作和维护，望远镜控制软件定义了一套基于 TCP/IP 协议的通信指令接口，用以向用户反馈运行状态、接收用户指令以完成指定动作。通信指令接口的设计原则如下。

　　非阻塞、并发式。望远镜控制软件接口的通信效率是全自动观测稳定运行的关键;因此通信链路的建立，必须是非阻塞、异步式的，当望远镜控制软件在执行某个冗长耗时的指令动作时，其他指令也能够被及时响应。

　　资源管理的抢占和中断原则。望远镜控制系统中的某个部分可看作资源 (例如望远镜、调焦机构和滤光片切换机构等)，并发的指令对于资源的占用需遵循互斥原则，即同一时间仅有一条指令占用该资源。高优先级的指令可以通过中断和抢占迫使低优先级的指令让出资源。低优先级指令被中断后，应当进入中断处理程序，让出资源，之后高优先级指令获取资源。通常来说，后接受的指令拥有更高的优先级。

　　只为本地网络设计。通信指令不应在公共互联网上使用，应当将网络安全的责任从指令设计中剥离出去，这是为了让通信尽可能简单紧凑并保证运行效率。

　　指令不做实时控制，只做低频交互。望远镜控制中的实时部分应由硬件控制器完成，在设备或子系统内部解决设备内部的安全防护和伺服控制，通信指令只考虑子系统之间的协调和交互，只在关键节点确认设备和系统的状态。

　　基于此设计原则，望远镜控制软件建立 1 个基于 TCP/IP 协议的服务器侦听端口，可同时接收多个客户端的连接，客户端的连接可以来自不同计算机上发起的多个连接，或来自同一计算机上发起的多个连接。

　　望远镜控制软件建立服务器端的流程如下。首先建立侦听端口，如有连接请求，以非阻塞方式立刻建立连接，并设置最大等待时长阈值;若建立连接后，等待时间超出阈值，则断开此次连接;若阈值时长内接收到客户端发送的指令，则判断指令的格式及数据是否合法，根据指令内容执行相应内容。执行期间判断是否有异常事件或者中止指令介入，直到指令内容执行完毕，根据执行结果给客户端发送指令的返回信息。

　　客户端发起连接和通信的流程如下。首先向服务器发起连接请求，如果成功建立连接，则发送指令，等待服务器的执行结果，接收到服务器端的返回信息后，客户端主动断开此次连接。

　　以南极巡天望远镜 AST3 控制软件的通信接口指令为例，说明通信指令的工作机制。

　　3.2 基于软件接口的全自动观测流程

　　在这种机制下，OCS 的流程如下：全自动观测前的自动判定。在太阳高度角低于阈值时，全自动观测程序获取当前天气情况，如果积累半小时的天气数据，都判定为适合观测，则自动检查望远镜状态，执行望远镜初始化工作，检查终端仪器状态，执行终端仪器的初始化工作。全自动观测期间的流程。

　　(1) OCS 周期性向台址监测软件 Site Monitoring Software (SMS) 查询气象信息，若气象条件不符合观测需求，例如云量过多或湿度过大，则应执行中止观测操作，将望远镜复位。若气象条件适合观测，则执行下一步。

　　(2) OCS 向 TCS 查询望远镜当前状态，若望远镜一切正常，则继续下一步，否则启动暂停观测和故障报警程序。

　　(3) OCS 向 TCS 发送含有观测目标坐标的指令。TCS 收到指令后，先进行参数检查，再执行指向跟踪等动作，正确执行指向跟踪任务后，向 OCS 返回信息。如果在此期间发生故障，或超过时限未能完成，则启动暂停观测和故障报警程序。

　　(4) OCS 向 ICS 发送查看相机状态的指令，若相机一切正常，则继续下一步，否则启动暂停观测和故障报警程序。

　　(5) OCS 向 ICS 发送含有曝光信息的指令，信息包括曝光时刻、曝光时长和曝光参数等。ICS 收到指令后，执行曝光动作，并给 OCS 返回状态信息。

　　(6) OCS 向 ICS 发送含有头文件信息的指令，信息按照约定的格式和内容进行发送，ICS 收到后，在数据文件生成阶段将头文件信息写入数据文件，并给 OCS 返回状态信息。全自动观测后的复位工作。当天气不满足观测条件，或太阳高度大于设定阈值，或发生需中断观测的故障时，启动观测后的复位流程，包括将望远镜复位到 Park 位置，将终端仪器设置为待机模式等。

　　3.3 目前工作现状

　　南极天文望远镜采用基于上述软件接口的全自动观测流程，远程只需启动全自动观测程序，或者更新全自动观测列表，即可实现全自动观测。正常观测期间无需人工干预，相比于传统的人工观测，效率更高，所需要的人工交互更少。

　　4 卫星通信与远程运维

　　4.1 通信链路的建立

　　截至目前，中国南极昆仑站的通信链路采用的是美国铱星系统。铱星系统是全球覆盖 (包括南北两极) 的卫星通信系统，有 66 颗低轨卫星分布在 6 个极平面上，以提供通话和数据为主 [1]。昆仑站主要使用铱星通信终端 Iridium OpenPort 提供的 1 路 RJ45 接口将现场的局域网接入通信网络，该端口的 IP 数据服务的最高传输速率为 128 kbps，即(16 ~KB cdot s^{-1})，通信资费按每 MB 计算，目前标准为 1 MB 数据 10 美元。中国南极中山站目前采用的通信系统为海事卫星系统，分配到各个节点，通信速率最高为几十(KB cdot s^{-1})。如果采用了 OpenPort 无固定 IP 地址的服务模式，互联网终端计算机不能直接访问卫星通信终端，必须由卫星通信终端主动发起链接。

　　为了建立可靠稳定的通信链路，实现通信连接、远程登录和文件传输等远程操作需求，目前的实施方案如下：即在国内和昆仑站各指定 1 台计算机，作为负责通信链路的主机，由昆仑站主机 A 主动访问国内主机 B，建立连接通道后，国内主机 B 能够访问昆仑站主机 A。昆仑站主机 A 定时检查通信链路是否正常，如果失去连接则自动发起重连。国内的其他计算机不能够直接访问昆仑站主机 A，必须通过国内主机 B 访问 A，主机 B 承担国内用户的权限管理、通信安全和流量监管等责任。安全外壳协议 (Secure Shell, SSH) 被用在南极卫星通信条件下的远程登录。SSH 是由国际互联网工程任务组 (The Internet Engineering Task Force, IETF) 制定的建立在应用层基础上的安全网络协议，专为远程登录会话和其他网络服务提供安全性的协议，采用了非对称加密技术 (RSA) 来保证客户端和服务器之间连接的安全，可有效弥补网络中的漏洞。SSH 可以跨平台使用，进行文件互传。

　　4.2 远程运行维护方法

　　目前有两种方式用以远程运行和维护南极天文望远镜，一种是即时的查询和远程交互;另一种是例行的定期状态获取。即时查询与远程交互的具体方法是：建立与南极的通信链路后，用户可以在任一支持 SSH 登录的终端上，登录南极现场计算机，并与局域网内的计算机通信。这样的终端设备包括智能手机以及任一安装了 Windows/Linux/Mac OS 操作系统的计算机等，需要运维人员手动操作。例行的定期状态获取是计算机软件全自动运行，用以保持运维人员对于望远镜状态的了解。具体方法如下：南极本地望远镜控制软件将采集到的信息记录为日志文件;国内运行控制计算机定时自动回传日志文件，将数据存储在数据库中，并在网站上进行信息的更新和发布。运维人员只需打开网站页面，即可获取某时间段内的运行情况。

　　4.3 目前工作现状及未来展望

　　在目前低速率高费用的通信条件下，南极天文望远镜采用了 SSH 作为建立通信链路的方式，以指令和纯文本交互为主，本地实时数据处理为辅，能够满足使用需求。针对南极低带宽通信，在中山站运行的 BSST 采用了一种基于 Python Tornado 的 web 服务框架，以 RTS2-HTTPD 和 REDIS 作为观测控制系统的访问接口，能够满足多用户远程观测需求 [12]。未来随着卫星互联网网络技术的不断发展，极地低速率高费用的通信条件将得到极大的改善，也将会有更多的远程交互手段应用于南极望远镜。

　　5 性能评估与故障诊断

　　5.1 数据采集与性能评估

　　通过对望远镜运行时状态和信息的采集，对望远镜控制系统当前运行性能进行实时评估，并进行故障的预警、提示和故障信息反馈等。望远镜控制系统、相机控制系统和台址监测系统组成的设备层提供数据，包括运行数据、观测数据和环境数据等。运行数据主要指望远镜运行时的各项数据和指标;观测数据是对望远镜最终输出数据质量的分析和测定;环境数据是台址气象站提供的外界环境数据。

　　根据上述采集的数据，可对望远镜当前运行性能进行实时评估。

　　首先，观测数据的预处理结果是整个系统性能最直观的反映。星象半高全宽过大、消光过大或指向偏差突然增大时，都可能是由于望远镜控制系统或观测环境的变化引起的。

　　其次，可以利用采集到的数据和信息，计算出控制系统的性能指标。不同的望远镜控制系统采用的控制策略的方法和特点虽有不同，但通常有共同的性能指标和特征参数，例如在时域上，有跟随误差、峰谷幅值、超调量和收敛时间等;另外各环路的电流、电压和电器表面的温升等也能够表征控制系统的工作状态。

　　最后，将性能指标汇总后得出评估结果。对运行情况进行分级，例如正常 (Normal)、警告 (Warning) 和错误 (Error) 等。Warning 级别的评估结果先由本地故障处理系统尝试解决，如果无法解决再升级为 Error 级;Error 级别的评估结果执行故障处理流程，并通知现场观测人员和国内相关人员。

　　5.2 故障诊断及处理

　　对于故障诊断及处理，具体实施方案如下。

　　首先，将望远镜故障进行分类，分为本体故障、计算机 / 软件故障、外围设备故障、通讯故障和其他故障等 [13];再将不同类型的故障进行细化和分解。

　　其次，建立专家知识的表示方法。为方便表达知识和建立规则，对故障类型进行编码。用 F (Fault) 表示故障名称，P (Phenomenon) 表示故障现象，R (Reason) 代表故障原因，S (Solution) 表示解决方案。用 “字母 + 3 位有效数字” 的形式对故障树中出现的所有节点进行编码。例如 F001 表示第 1 个故障，以此规则进行编码。知识库的设计采取基于关联数据库的设计方法，提高推理效率，方便专家系统知识库的扩展和维护。

　　最后，建立故障诊断和处理流程。在望远镜实际运行与调试过程中，如果发生故障，启动故障诊断及自动处理流程。通过望远镜状态信息的采集与分析，进行故障的分析与定位，如果定位成功，利用关联数据库进行原因推理，并提供解决方案，否则迭代专家库，补充新的解决方案。

　　5.3 目前工作现状

　　南极天文望远镜控制软件设定了十几种常见故障，例如两轴限位、跟随误差过大、电流过大和执行超时等，检测到故障后，以错误代码方式提供给用户。其中在 2016 年 2—6 月望远镜运行中，赤经轴系因受到冰雪侵袭，发生运转困难，跟随误差过大错误共计 32 次。

　　6 结束语

　　南极天文光学望远镜控制软件是整个望远镜软件系统的重要部分，其核心功能包括计算天体目标位置并精确指向跟踪、指向误差的修正、全自动观测的软件接口、基于卫星通信链路的远程运行维护和性能评估与故障诊断等。本文总结了目前南极天文光学望远镜控制软件取得的经验，未来随着人工智能技术、机器人技术和卫星互联网网络技术的进步，南极天文光学望远镜控制软件技术也会不断进步。人工智能的神经网络技术可以用于提高望远镜指向精度;计算机视觉技术可以代替人工，辅助判断望远镜运行状态;机器人技术可以代替人工，执行在站维护任务;卫星互联网网络技术将彻底改变极区低速率高费用通信的现状，将南极天文望远镜的通信接入高速互联网。这些技术的应用将大大提高南极天文光学望远镜运行的效率和天文观测的科学产出。

李晓燕;李运;孙天瑞;杨世海;杜福嘉;徐灵哲,中国科学院南京天文光学技术研究所;中国科学院天文光学技术重点实验室;中国科学院紫金山天文台,202401