1. LAMOST 巡天观测系统 报告时间： 2009-04-21 报告人：袁海龙 项目组：中科大 OCS 研究组

2. 内容概要  LAMOST 望远镜简介  巡天战略系统的科学任务  约束分析  选星策略  算法研究  软件功能

3. LAMOST 简介  LAMOST Large Sky Area Multi- Object Fiber Spectroscopic Telescope  望远镜主要性能：  主镜： 6.67mx6.05m  反射镜 :5.72mx4.40m  通光口径：  3.6m-4.9m  视场角直径：  5°  焦面线直径：  1.75m  焦距： 20m  光纤数： 4000  光谱覆盖范围： 370-900nm  光谱分辨率： 1-0.25nm  观测天区： -10°to +90°

4. LAMOST 望远镜

5. 巡天战略系统的科学目标  望远镜预定科学目标 星系巡天，银河系结构，类星体多波段认证等。巡天观 测的目标数量上千万，观测周期长达数年。  巡天战略系统的科学目标（ Survey Strategy System, SSS ） 根据望远镜的科学目标和观测条件，以最优化的方式在 尽可能短的时间内，制定出可行的观测计划获得科学目 标所需质量要求的观测资料的系统。 它是联系天文学家与观测控制系统的中间桥梁，并能根 据观测条件变化、观测需求的变化和观测结果调整计划 生成。

6. 巡天战略系统具体任务  巡天战略系统具体任务 管理巡天计划（星表） 处理观测约束 选择观测时间和观测天区 分配观测目标到光纤单元  科学要求 充分利用天文观测时间，充分发挥 4000 根光纤 的巡天能力，在尽可能短的时间内观测尽可能 多的观测目标，尽快获取符合科学要求的光谱 数据。

7. 观测约束条件  从实现形式分类： 静态约束（晨昏、月相、中天、星等、导星、 SH 检验、 天光、定标星、优先级、焦面形状等） 动态约束（天气、望远镜状态、焦面状态等）  从影响对象分类： 时间约束（晨昏、月相、气象） 天区约束（中天、导星与 SH 检验、气象、望远镜状态） 可选观测目标（月相、星等、优先级、气象、望远镜状 态，焦面状态，光纤防碰撞） 其它约束（人工干预）

8. 可观测时间

9. 中天约束和焦面约束

10. 选星策略  动态选星： 由于 LAMOST 自身的特点，传统的静态选星不适合采用； LAMOST 需要更加灵活的观测部署方式，使得它能够更加灵 活的根据变化的约束条件和需求动态地制定观测计划。  优先策略和 “ 最大密度，均匀分布 ” 准则 采用优先策略， “ 逐步构造 ” ，通过局部最优解，构造全局最优 解。 密度越大，匹配率越高；均匀分布避免市场部分光纤 “ 过饱 ” ， 部分 “ 饥饿 ” 。  算法类型 天区选择 光纤分配

11. 天区选择算法研究  算法需求 对给定的一个大天区的星表，寻找一个视场目标数尽可 能多的观测位置来进行观测，以尽可能提高光纤利用率。 天区目标可以设置优先级。算法在选择视场目标多的天 区位置时，同时要优先考虑高优先级目标区域。 实时生成一个观测计划的时间要求。  已研究的算法 最大密度 均值漂移 密度库 中央亮星

12. 算法研究：最大密度  算法原理 通过对可见天区的标准覆 盖遍历找出最合适位置。  覆盖模式 直角覆盖，交错覆盖，交 叉覆盖，蜂窝覆盖  算法特点 覆盖越紧凑，效果越高， 相对花费的时间要多 比较费时

13. 算法研究：均值漂移  算法原理 基于图形学的迭代算法 均值漂移量代表密度梯 度增加的方向 算法对于合适的核函数 具备收敛性  算法特点 需要以最大密度算法的 覆盖结果作为漂移的起 算点 效果比最大密度算法明 显提高了

14. 算法研究：密度库  天区密度库 原理：安装最大密度算法的基本思想，预先统计星表数 据建立密度单元，由数据库保存 覆盖方式：纬度方向按固定步长增产；经度方向按固定 球面距离划分，并取整。 支持观测反馈；支持天区过滤。 可以很大程度地提高观测计划生成的速度。  目前使用的算法 密度库 - 均值漂移算法 最大密度 - 均值漂移 中央亮星

15. 光纤分配算法研究  算法需求 对于给定的视场，根据视场所有观测目标数据和焦面光纤单元 参数，分配光纤单元到目标。 科学要求：尽可能多的观测目标  影响约束 观测目标与光纤单元位置 观测目标本身优先级、星等 流量定标星和天光星 光纤单元防碰撞  可选算法 基本优先算法 网络流、二部图 防碰撞优先算法

16. 光纤目标分配

17. 软件功能  系统开发运行平台 Java （ J2se 、 J2ee ） MySQL 数据库 /Oracle 数据库 JacORB Linux(FC7) Corba Java （ J2se ， J2ee ） 关系数据库 MySQL/Oracle 操作系统： Linux （ Fedora ） /Win SSS

18. 软件功能  观测计划生成 系统模式  联机模式  离线模式 选星模式  区域最优位置 设定观测时间、或中天赤经 最大密度算法、均值漂移、中央亮星  人工选定观测位置 适合特殊情况人工干预

19. 软件功能  巡天计划管理 观测星表存储；优先级、曝光设置、目标状态的管理。  焦面光纤单元参数管理  星表密度库构建和管理  基本天文信息计算  星表以及运行时数据跟踪  用户权限管理  大天区巡天观测模拟程序

20. 界面演示：主界面

21. 界面演示：焦面板显示

22. 界面演示：观测计划查看和人工编辑

23. 界面演示：星表数据浏览

24. 界面演示：光纤布局管理器

25. 界面演示： SSS logo

26. Thanks!