Программно-аппаратный комплекс автоматизированного измерения параметров приемной системы радиотелескопа

Программно-аппаратный комплекс автоматизированного измерения параметров приемной системы радиотелескопа РСДБ сети “Квазар-КВО” Лавров А. С. Институт прикладной астрономии РАН, Санкт-Петербург 1

Введение РСДБ сеть “Квазар-КВО” состоит из трех радиотелескопов РТ-32, расположенных в п. Светлое (Приозерский район Ленинградской области), вблизи станицы Зеленчукская (Карачаево-Черкесская республика) и урочище Бадары (Республика Бурятия). 4282 км 2015 км 4405 км Географическое расположение обсерваторий и расстояния между ними. 2

Актуальность Проблемы: • Отсутствие автоматизации радиометрических наблюдений. • Специфика инфраструктуры комплекса «Квазар-КВО» - одна команда специалистов, три радиотелескопа, располагающиеся на большом удалении от центра управления. • Квалификация операторов - для диагностики неисправностей приемной системы требуется значительный опыт работы, профессиональные навыки. Решение: Необходимо создать программно-аппаратный комплекс, в основе которого - система управления приемной аппаратурой. Комплекс должен иметь функции автоматизированной компенсации (радиометрия), автоматизированных измерений параметров и диагностики аппаратуры приемной системы. Нужно предусмотреть возможность дистанционного доступа к функциям комплекса из центра управления в ИПА РАН (Санкт. Петербург). 3

Приемная система радиотелескопа Состав приемной системы и расположение управляемых устройств 4

Особенности системы управления • Непосредственное сопряжение с центральным управляющим компьютером. • Гибкая, расширяемая архитектура. • Интеграция приемной системы в единую с точки зрения управления структуру. • Минимизация количества кабелей и кабельных соединений. • Повышение надежности за счет увеличения уровня интеграции. • Наличие “интеллектуальных” функций защиты от сбоев. • Универсальный протокол обмена данными. (До 127 устройств. 128 команд, 10 из которых - общие. ) 5

Архитектура системы управления 6

Устройство и принцип работы Блок-схема системы управления (некоторые устройства не показаны) 7

Аппаратно-программный комплекс Упрощенная блок-схема программно-аппаратного комплекса (показаны только основные элементы) 8

Аппаратно-программный комплекс Возможности: • Автоматическая компенсация в радиометрическом режиме. • Автоматическое измерение: Шумовой температуры системы Чувствительности в радиометрическом режиме (квазинулевом) Чувствительности в режиме без модуляции (в модуляционном канале) Параметров узлов приемника • Автоматическая диагностика (процедуры автоматического измерения и компенсации автоматически распознают и сообщают вероятные причины неисправности) • Мониторинг. Автоматическое проведение серий измерений через равные промежутки времени в течение длительного промежутка времени. 9

Применение. Радиометрические наблюдения в полностью автоматическом режиме Запись выходного сигнала в течение тестового наблюдения (Источник 3 c 147. Приемник 10 3. 5 -II. Обсерватория “Зеленчукская”, 29. 04. 2009. )

Применение. Автокомпенсация Время UT Запись сигнала приемника во время автокомпенсации. Диапазон 3, 5 см. Холод. Обсерватория «Зеленчукская» . 11

Применение. Мониторинг шумовой температуры Время UT Tsys=57. 48 Tsys=57. 60 Tsys=57. 35 Tsys=57. 48 Tsys=57. 32 Tsys=57. 37 Запись сигнала приемника во время мониторинга Tsys. Диапазон 3, 5 см. Холод. Обсерватория «Зеленчукская» . Tsys=57. 65 Tsys=57. 45 Tsys=57. 15 Tsys=57. 42 12

DT=7. 99 m. K DT=10. 09 m. K DT=7. 54 m. K DT=7. 86 m. K DT=8. 63 m. K DT=7. 70 m. K DT=9. 66 m. K DT=6. 68 m. K DT=9. 67 m. K DT=8. 58 m. K Применение. Мониторинг чувствительности (радиометрия) Время UT Запись сигнала приемника при мониторинге чувствительности. Диапазон 3, 5 см. Холод. Обсерватория «Зеленчукская» . 13

Квазинулевой режим (радиометрический) Запись сигнала приемника при мониторинге чувствительности. Диапазон 3, 5 см. Холод. Обсерватория «Зеленчукская» . DT=6. 92 m. K DT=5. 65 m. K DT=6. 45 m. K DT=6. 78 m. K DT=6. 42 m. K DT=7. 10 m. K DT=6. 55 m. K DT=7. 15 m. K DT=5. 50 m. K DT=6. 37 m. K Применение. Мониторинг чувствительности в режиме без модуляции Время UT 14

Применение. Автоматизированное получение «разрезов» атмосферы “Разрез” атмосферы по азимуту на угле места 7° для радиотелескопа обсерватории “Бадары” (3, 5 -I) 15

Заключение Разработанный программно-аппаратный комплекс позволяет: • Полностью автоматизировать процесс радиометрических наблюдений. • Автоматизировано производить измерения важнейших параметров приемной системы: шумовой температуры и чувствительности, а также производить их мониторинг. • Автоматизировано собирать информацию о условиях и режимах работы аппаратуры приемной системы с целью изучения их влияния на параметры приемной системы. • Автоматизировано получать «разрезы» атмосферы по азимуту и углу места, которые могут быть использованы для мониторинга помеховой обстановки. • Автоматизировано и/или дистанционно проводить диагностику аппаратуры приемной системы и измерять параметры ее узлов. 16

Спасибо за внимание! Обсерватория «Бадары» 17 03. 07. 2009