管 皓，孙才红

(中国科学院国家天文台，北京 100012)

500 m口径球面射电望远镜FAST(Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope)是我国在建的世界上最大的单口径射电望远镜［1－2］，作为对FAST关键技术的前期研究，中国科学院国家天文台与清华大学精密仪器系合作于2009年底在密云观测站建成了FAST望远镜40 m模型(图1)。

在北京密云新建成的FAST 40 m模型的基础上，针对天文观测软件进行了研究与开发。首先介绍了FAST天文规划原理，分析了天文观测轨迹控制软件的需要，给出了其天文轨迹路径规划描述并进行了数学仿真。接着对于天文观测软件的开发进行了详细论述。最后通过实地实验验证了算法与软件的可行性。

图1 FAST的原型3D模拟图与密云40 m模型实体图Fig.1 The 3D graphics of FAST vs the 40 m model of FAST at Miyun

1 40 m射电望远镜的天文规划软件需求分析

1.1 FAST望远镜天文观测流程

射电望远镜由天线和接收两大系统组成，工作原理(图2)是:射电源天体投射来的电磁波经望远镜的反射面反射后，同相到达公共的焦点，望远镜的接收机装置检测到射电信号后经过一定的放大处理，通过电缆将其传送至控制室，在那里再进一步放大、检波，最后以适于特定研究的方式进行记录、处理和显示。

在FAST跟踪观测天体运动过程当中，根据其入射方向实时形成300 m的局部抛物反射面照明区域(Illuminated area)。当天体运行时，由于焦点位置的移动，接收系统的运动轨迹(Feed Trace)将形成一个弧面，称之为馈源运动面(Focus surface)。在FAST进行观测时，由天文学家输入需要观测天体的位置信息(赤经、赤纬)，而后通过天文观测控制程序，控制馈源的运动即在馈源运动球面上划出一条天文轨迹线。……