Отчет ст. научного сотрудника отдела информатики

Шергина В.С. за 2014г.

7 декабря 2014 г.

Сопровождение ранее разработанного МО телескопов САО.

Для обеспечения надежной работы БТА и Цейсс-1000 осуществлялось сопровождение МО их систем управления, инструментальной автоматизации, видео-наблюдения, интерфейсов пользователей, а также консультационная помощь сотрудникам ЛОН и АСУ БТА.

Работы по АСУ БТА.

По просьбе сотрудников АСУ БТА производилась доработка программы интерфейса оператора bta_oper .

Во вкладку с информацией о SEW-приводах добавлена индикация давлений в масло-системе осей Азимута и Z, а также текущего уровня масла в баке.

Кроме того программа теперь контролирует значение уровня масла и выдает предупреждения оператору о слишком высоком или слишком низком уровне.

Для того чтобы сотрудники АСУ могли контролировать состояние концевых выключателей телескопа, разработана новая вкладка индикации состояния концевиков трех осей БТА.

Для поддержки обращений к АСУ БТА по протоколу HTTP (например от клиента GCN), разработана CGI-программа bta_send.cgi . Она позволяет получать состояние БТА, передавать координаты и сообщение оператору, стартовать наведение на объект.

Параметры для GET и POST запросов:

Pass=*****&Cmd=Get

      Pass - пароль уровня ≥1 (это вариант для получения состояния БТА)

Pass=*****&RA=hh:mm:ss.s&Dec=±dd:mm:ss.s[&Доп.параметры]

      Pass, RA, Dec - обязательные параметры для передачи координат

            Pass - пароль уровня ≥2 для ввода координат, но ≡4 для старта наведения

            RA - hh:mm:ss.ss или в часах hh.hhhhhh

            Dec - ±dd:mm:ss.s или в градусах ±dd.ddddd

      Доп.параметры: Epoch, Name, Mess, Cmd

            Epoch - эпоха (или дата если AP-координаты, default 2000.0)

            Name - имя объекта (записывается в протокол АСУ)

            Mess - дополнительное сообщение оператору

            Cmd - "Send" или "Slew" (default "Slew")

Программа предназначена только для использования в локальной сети САО. Обращения снаружи из Интернета через proxy заблокированы в целях безопасности.

Автоматизация и модернизация Цейс-1000.

Новая система управления Цейсс-1000 находится в штатной эксплуатации с лета 2013 года. Главная часть МО загружается вместе с ОС Linux и работает непрерывно. Она разработана на языке Java как XML-RPC сервер. Протокол XML-RPC достаточно распространенный и реализован для большинства языков и ОС. Клиентские приложения могут работать как на том же управляющем компьютере, так и на разных компьютерах в сети.

Клиенты разработанные в 2011-2013 годах были написаны на языках Java (основной интерфейс наблюдателей), JavaScript (Web-интерфейсы администратора, инженера, управления забралом купола и крышками зеркала), Python (программы для исследования механики и технических наблюдений). В текущем году разрабатывались новые клиенты для Linux на языках C и С++.

zeiss1000xed

Разработана на языке C с использованием библиотеки xmlrpc_client из пакета xmlrpc-c.

Реализует FIFO-канал связи с телескопом для популярного эфемеридного пакета XEphem. Она имитирует его программы связи с любительскими телескопами (типа LX200). Ключи вызова соответственно аналогичные (-h — help). Параметр «-t http://user:passwd@hostname:8088» — для связи с XML-RPC-сервером телескопа. Без параметров — локальный компьютер и 2-й уровень доступа. Для установленного на управляющем компьютере версии XЕphem-3.5 она вызывается из окна View->Sky View->Telescope->Configure:

На других компьютерах в более новых версиях XEphem (с INDI-интерфейсом) такой настройки нет, но FIFO-канал поддерживается. Там программу связи нужно запускать из отдельного окна терминала. Если для связи с сервером телескопа используется имя пользователя с уровнем доступа ≥4 (опытный наблюдатель), то при использовании «Telescope GoTo» в контекстном меню объекта, телескоп сразу начнет наводиться. Иначе выполняется только посылка (Send) координат, а стартовать наведение нужно из интерфейса наблюдателя.

Программа позволяет использовать почти все каталоги объектов формата edb.

Кроме edb-формата «неподвижных» объектов, она воспринимает и формат каталогов объектов солнечной системы (кометы, астероиды) и околоземных (ИЗС). В этом случае она по заданным элементам орбиты рассчитывает не только текущие координаты, но и скорости смещения по RA и Dec. Все эти данные периодически пересчитываются и передаются в систему управления. Разумеется уровень доступа для такой работы тоже ≥4.Более подробное описание применения XEphem вместе с этой программой в этом документе.

zeiss1000stellarium

Разработана на языке C++ с использованием библиотеки xmlrpc_client++ из пакета xmlrpc-c и стандартной утилиты xmlrpc_cpp_proxy из пакета xmlrpc-c-apps которая обращается к XML-RPC серверу, считывает служебную информацию о предоставляемых методах и создает прототипы С++ классов для разработки клиента.

Программа реализует стандарт TCP-сервера связи с телескопами для компьютерного планетария Stellarium. При запуске обязательный параметр — TCP-порт по которому будет обращаться Stellarium (сейчас это 10000). Может добавляться и второй необязательный параметр: URL связи с XML-RPC-сервером телескопа (http://user:passwd@hostname:8088). По-умолчанию — локальный компьютер и 2-й уровень доступа. Более подробное описание применения Stellarium вместе с этой программой в этом документе.

zeiss_list

Также на C++, но графическая с использованием библиотеки Qt3.

Реализует простое графическое представление списков объектов. Позволяет в два клика отправлять координаты объекта в систему управления. Если при этом для связи используется имя пользователя с уровнем доступа ≥4, то телескоп сразу наводится. Подробное описание ее использования в этом документе.

Также дорабатывался основной интерфейс наблюдателей и инженеров ZeissGUI. Реализована графическая панель представления реальных и расчетных положений угловых датчиков.

В нижней части рисунка область нормальной работы телескопа, в верхней — с перекладкой. Слева от рисунка цифровые значения положений датчиков соответствующие крестикам на рисунке.

Красным цветом показано положение осей телескопа (реальные показания датчиков).

Синим цветом — положение наблюдаемого объекта (расчетные положения датчиков).

Зеленым — расчет по введенным координатам.

Замкнутыми линиями показаны допустимая область положений телескопа и области запрещенных положений из-за навесной аппаратуры. Данные для этого считываются из файлов ZeissHorizon.tab и *.conf в директории /usr/local/ztcs/. Поэтому это показывается только при использовании ZeissGUI на самой управляющей машине где эти файлы есть.

Добавлена панель «Log»

Она показывает последние строчки файла протокола системы управления ZeissServer.log. Разумеется эта панель работает только при использовании ZeissGUI на самой управляющей машине где этот файл есть.

В этом году в систему добавлено устройство KBX-110. Это блок с 10-ю реле управляемый по TCP. Реле предназначались для временной схемы удаленного ручного управления фокусировкой телескопа. Соответственно было принято временное решение не включать TCP-связь с KBX в главный сервер, а разработать вместо панели «Focus» временную панель управления реле. Панель сама связывается с TCP-сервером KBX при включении вкладки «Focus» и отключает эту связь при переключении на другую вкладку.

Параметры для настройки панель берет при старте из файла FocusKBX.conf в Home-справочнике пользователя.

Кнопки слева управляют реле включения двигателей фокусировки и питания сельсинов индикации положения фокуса.

Кнопка «Camera viewer» запускает/отключает видео с Axis-камеры показывающей шкалы сельсинов.

К сожалению, затем на свободные реле было подключено управление питанием SEW-приводов, стоек в аппаратной и аппаратуры на трубе телескопа. Это уже не временная схема. Были добавлены кнопки справа управляющие включением этих питаний. В будущем, когда будет установлено штатное управление фокусом, эти функции следует перенести в сервер системы управления.

Новые возможности для наблюдений на Цейсс-1000.

В связи с новыми разработками в течение 2014-го года появились и новые возможности для организации наблюдений с использованием программ zeiss_list, Stellarium, XEphem а также клиента GCN. Описание — в отдельном документе.

Установка новых каталогов на серверах САО.

Локальные астрономические каталоги (установленные на серверах САО) используются для независящего от Интернета быстрого доступа к данным из наших программ привязки FITS-изображений, Web-итерфейса Архива САО, Web-итерфейсов TV-камер гида БТА и гида Цейсс-1000.

В этом году были получены каталоги USNO-B1 и USNO-UCAC3. Они были установлены (как и предыдущие) на сервере base1.sao.ru на ННП и на сервере БТА tb.sao.ru. Кроме того все каталоги были перенесены и на сервер Архива САО oasis.sao.ru для того чтобы ПО Архива могло использовать их локально (без сети). Таким образом сейчас на трех серверах САО одинаковый набор каталогов:

HST, GSC-2.3, Tycho-2, 2MASS, USNO-A2, USNO-B1, USNO-UCAC3 и каталог изображений DSS1.

Доступ по HTTP к каталогам (кроме GSC-2.3 и DSS1) организован через утилиту scat.cgi из пакета WCSTools v3.9. Но scat не поддерживает локальный GSC-2.3, поэтому для него отдельная программа gsc23.cgi с похожим интерфейсом.

Для упрощенного получения координат единственного объекта можно использовать getobj.cgi. Протестировать доступ ко всем каталогам можно через страницу тестовой формы.

Note: Именно во время такого тестирования была найдена ошибка в libwcs пакета WCSTools версий 3.8-3.9. Она приводила к замедлению работы scat в десятки раз около RA=0. Ошибка найдена и исправлена. Автору отправлено сообщение, но пока без последствий.

Использование новых каталогов было добавлено в Web-итерфейс TV-камер гидов БТА и Цейсс-1000:

Теперь можно одним кликом по объекту на снимке получать его данные в одном из семи локальных каталогов (и двух вариантов SDSS через Интернет).

Также подключение новых каталогов было добавлено в программу showfits.cgi для Web-просмотра FITS-файлов, которая используется в составе Web-итерфейса Архива САО и Web-интерфейсов привязки FITS-изображений.

Архив САО.

На основе авторских алгоритмов отработанных в предыдущие годы на программах zdina_wcs_fix для прямых снимков с CCD Цейсс-1000, bta_apogee для снимков CCD «Apogee Alta», scorpio_wcs для прямых снимков со SCORPIO, разработана новая универсальная программа fits_wcs для привязки каталожных звезд к FITS-изображениям. Она должна создавать (или исправлять) WCS-параметры в их FITS-заголовках.

Предыдущие программы разрабатывались для того чтобы приводить к стандартному виду FITS-заголовки файлов с основных инструментов САО, добавляя WCS-привязку если удалось отождествление с каталогом. Задача универсальной программы fits_wcs иная. Она должна быть максимально нечувствительна к формату FITS-файла и составу параметров в его заголовке. Даже если в FITS-заголовке не хватает нужных параметров (или они ошибочные), их можно добавить (заменить) в строке вызова. Подробное описание использования fits_wcs в этом документе.

В прошлом году была разработана новая программа showfits.cgi для Web-просмотра FITS-файлов. В этом году к ней добавилась fits_wcs.cgi, а в меню «Params» (у showfits.cgi) добавилась кнопка «Try Match for WCS» (или «ReMatch for WCS») которая ее вызывает. Программа fits_wcs.cgi это Web-интерфейс который позволяет использовать одну из программ привязки (zdina_wcs_fix, scorpio_wcs, fits_wcs) для обработки просматриваемого FITS-файла.

Результаты работы программ представляются пользователю. Файл результата записывается во временную область архива. Его можно скачать на свой компьютер или снова запустить в просмотр для сравнения с другими каталогами.

Web-интерфейс привязки FITS-изображений.

Кроме архивного сервера, программы привязки FITS-изображений (zdina_wcs_fix, scorpio_wcs, fits_wcs) были установлены на три общедоступных сервера: base1.sao.ru, big2.sao.ru и tb.sao.ru. Сотрудники САО, имеющие доступ на эти серверы, могут использовать программы из командной строки. Краткие инструкции можно получить вызывая эти программы без параметров.

Для облегчения использования этих программ разработаны два Web-интерфейса:

Первый — реализует принцип сессии конкретного пользователя. Он позволяет зайти под своим именем-паролем и работать с FITS-файлами в своем Home-справочнике. Предполагается что он будет использоваться параллельно с обычной работой пользователя на сервере через ssh. Интерфейс вызывается на любом из серверов как https://hostname/fits/login.cgi. Позволяет при входе задать тайм-аут сессии. Если имя-пароль правильные, предоставляется простой файл-браузер который «видит» и позволяет работать только с FITS и JPEG.

Второй — без авторизации, для простого использования программ во временной рабочей области. Позволяет загружать файлы со своего компьютера или из Интернета, обрабатывать и выгружать результат обратно. Вызывается на любом из серверов как http://hostname/fits/. Собственно это вариант Web-интерфейса привязки изображений из Архива САО, но позволяющий работать со своими файлами.

Web-доступ к одному из серверов (big2.sao.ru) обеспечен и из внешнего Интернета через ProxyPass: http://www.sao.ru/fits/ -> http://big2.sao.ru/fits/. Т.е. сотрудники могут пользоваться программами и из внешних сетей. Соответственно URL для входа пользователя: https://www.sao.ru/fits/login.cgi

GCN-клиент для телескопов САО.

Для оперативного наведения телескопов по координатам GRB-событий, разработано клиентское программное обеспечение для работы с системой серверов GCN/TAN. ПО написано на языке Python и предназначено для установки на компьютере наблюдателя. Запуск предусмотрен в двух вариантах:

для связи с системой управления Цейсс-1000 и для связи с системой БТА

Подробное описание можно прочесть в документе «GCN-клиент для телескопов САО» или в PDF-версии этого документа.

Обеспечение Web-трансляций видеоконференций.

Поскольку некоторое время назад наш канал в Интернет был значительно расширен (~30Mbit), была поставлена задача обеспечения внешних Web-трансляций видео с наших станций Sony-PCS. Это необходимо при проведении различных научных мероприятий на площадке САО.

Что и было сделано с помощью пропускания двух внутренних видео-потоков из двух конференц-залов через proxy-сервер на www.sao.ru:

Первый видео-поток: Малый конференц-зал САО <http://www.sao.ru/vct/flash.html?1>

Второй видео-поток: Конференц-зал Отдела Информатики <http://www.sao.ru/vct/flash.html?2>

Теперь эти ссылки можно размещать на сайтах проводимых научных конференций. См. например: VII семинар-совещание "Информационные системы в фундаментальной науке. Большие данные"

Публикации.

Власюк В.В., Драбек С.В., Шергин В.С., Комаров В.В. «Комплексная модернизация систем телескопа ЦЕЙСС-1000 с возможностью удаленных наблюдений.» Конкурс-конференция работ сотрудников САО 2014 год

Власюк В.В., Драбек С.В., Шергин В.С., Комаров В.В. «Комплексная модернизация систем телескопа Цейсс-1000 с возможностью удаленных наблюдений» VII семинар-совещание "Информационные системы в фундаментальной науке. Большие данные" САО РАН, 22-26 июля 2014