李曼迪，葛 亮，姜曉軍

(1.中國科學(xué)院 光學(xué)天文重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國家天文臺(tái)，北京 100012；2.中國科學(xué)院大學(xué) 天文與空間科學(xué)學(xué)院，北京100049)

1 引 言

天文學(xué)是一門基于觀測(cè)的科學(xué)，而望遠(yuǎn)鏡作為天文學(xué)家探索宇宙的主要工具，在天文觀測(cè)中發(fā)揮重要作用[1]。天文望遠(yuǎn)鏡根據(jù)不同的特征具有不同的分類。根據(jù)望遠(yuǎn)鏡所處位置劃分，天文望遠(yuǎn)鏡分為空間望遠(yuǎn)鏡和地基望遠(yuǎn)鏡；根據(jù)觀測(cè)的波段劃分，天文望遠(yuǎn)鏡可分為光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、紅外望遠(yuǎn)鏡、射電望遠(yuǎn)鏡、高能射線望遠(yuǎn)鏡等；根據(jù)建設(shè)的科學(xué)目標(biāo)劃分，天文望遠(yuǎn)鏡又可分為專用型望遠(yuǎn)鏡和通用型望遠(yuǎn)鏡。不管是何種類型的望遠(yuǎn)鏡，在實(shí)際運(yùn)行的過程中，望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)調(diào)度都是不可或缺的一部分。

天文望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)調(diào)度是指將觀測(cè)任務(wù)與觀測(cè)資源(儀器、時(shí)間等)進(jìn)行協(xié)調(diào)安排的過程。在實(shí)際觀測(cè)中，由于地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)造成天體視運(yùn)動(dòng)的變化，使觀測(cè)目標(biāo)在各個(gè)時(shí)期具有不同的目標(biāo)可見性。觀測(cè)目標(biāo)是否可見、是否能夠獲得較好的數(shù)據(jù)質(zhì)量，是觀測(cè)者在進(jìn)行任務(wù)安排時(shí)考慮的要點(diǎn)。合理的望遠(yuǎn)鏡調(diào)度能夠在確保數(shù)據(jù)質(zhì)量的同時(shí)，使望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)時(shí)間得以更為充分有效的利用，提高望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)效率。然而，由于望遠(yuǎn)鏡建設(shè)目標(biāo)、觀測(cè)模式等各方面的差異，各個(gè)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)調(diào)度的形式與程度不盡相同。

目前，國內(nèi)通用型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡主要采用傳統(tǒng)的觀測(cè)者到站觀測(cè)模式(visitor mode,VM)。以興隆觀測(cè)站為例，科學(xué)委員會(huì)負(fù)責(zé)觀測(cè)計(jì)劃的收集、評(píng)定、時(shí)間分配等工作，一般以天為單位進(jìn)行觀測(cè)時(shí)間的分配。各觀測(cè)者將在相應(yīng)的觀測(cè)時(shí)間前往興隆觀測(cè)站進(jìn)行其課題的觀測(cè)。在該模式下，望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)調(diào)度的職責(zé)由科學(xué)委員會(huì)與相應(yīng)的觀測(cè)者承擔(dān)，科學(xué)委員會(huì)根據(jù)觀測(cè)者自身的觀測(cè)意愿進(jìn)行宏觀的時(shí)間劃分，而具體時(shí)間的利用則由相應(yīng)的觀測(cè)者進(jìn)行安排。該觀測(cè)模式雖然簡(jiǎn)單易行，但也存在一些不足：1) 觀測(cè)時(shí)間利用率不高。一方面，由于經(jīng)驗(yàn)、任務(wù)完成情況不同，可能造成觀測(cè)時(shí)間的流失；另一方面，觀測(cè)課題需求與觀測(cè)環(huán)境條件不能實(shí)現(xiàn)高度匹配。2) 觀測(cè)者需自行承擔(dān)時(shí)間損失。觀測(cè)者在其觀測(cè)期間，如果遇到天氣狀況不能滿足觀測(cè)要求，或者儀器設(shè)備出現(xiàn)故障等情況，從而損失觀測(cè)時(shí)間，并不會(huì)因此被重新分配觀測(cè)時(shí)間。

除到站觀測(cè)模式外，服務(wù)觀測(cè)模式(service mode, SM)在國際通用型望遠(yuǎn)鏡中也有較多使用，它是一種以提高望遠(yuǎn)鏡科學(xué)效率為主要目標(biāo)的觀測(cè)模式[2]，其核心思想是通過減小時(shí)間分配粒度，在不同觀測(cè)條件下根據(jù)特定觀測(cè)者的要求獲取天文數(shù)據(jù)，即根據(jù)天氣狀況(視寧度、云量、天光背景) 等環(huán)境限制因素，選擇滿足觀測(cè)要求的科學(xué)計(jì)劃來作為觀測(cè)任務(wù)執(zhí)行[3]，其常用的調(diào)度模式有隊(duì)列觀測(cè)等。與傳統(tǒng)觀測(cè)模式相比，該模式下觀測(cè)調(diào)度考慮的因素更多，除了觀測(cè)計(jì)劃中應(yīng)進(jìn)行觀測(cè)的時(shí)間外，還考慮了環(huán)境等因素與觀測(cè)計(jì)劃的匹配，保證更高質(zhì)量觀測(cè)的進(jìn)行。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)控制技術(shù)的發(fā)展主要經(jīng)歷了機(jī)械控制望遠(yuǎn)鏡、電子控制望遠(yuǎn)鏡、自動(dòng)執(zhí)行望遠(yuǎn)鏡、系統(tǒng)級(jí)控制望遠(yuǎn)鏡這幾個(gè)階段，并向著具備自主管理與決策功能的智能控制望遠(yuǎn)鏡的未來發(fā)展[4]，這也對(duì)望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)調(diào)度提出了新的要求。望遠(yuǎn)鏡調(diào)度系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)控制望遠(yuǎn)鏡實(shí)現(xiàn)程控甚至是自主控制的必要組成部分[5]，而望遠(yuǎn)鏡智能化控制的最終目的是降低觀測(cè)過程中的時(shí)間開銷與人為操作失誤，提高望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)效率與數(shù)據(jù)質(zhì)量。因此，望遠(yuǎn)鏡調(diào)度問題的研究是十分有意義的。

本文對(duì)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)調(diào)度系統(tǒng)的研究與應(yīng)用進(jìn)行了回顧、總結(jié)與展望。本文的內(nèi)容結(jié)構(gòu)安排如下：首先，從調(diào)度目標(biāo)、約束條件與常用解決算法對(duì)望遠(yuǎn)鏡調(diào)度問題進(jìn)行概述；其次，介紹了一些常用的望遠(yuǎn)鏡調(diào)度策略以及典型的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)用；最后，對(duì)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)調(diào)度系統(tǒng)的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

2 望遠(yuǎn)鏡調(diào)度問題概述

調(diào)度問題的研究起源于20 世紀(jì)50 年代[6]，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，該研究在工業(yè)生產(chǎn)、電力、航空、運(yùn)輸、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域得到廣泛的延伸，望遠(yuǎn)鏡調(diào)度便是該問題在天文觀測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

為了獲得合理高效的觀測(cè)計(jì)劃，望遠(yuǎn)鏡調(diào)度問題通常被轉(zhuǎn)化為約束優(yōu)化問題進(jìn)行處理，即選擇一組決策變量，使目標(biāo)函數(shù)取得最優(yōu)值的問題，同時(shí)這組決策變量必須滿足一定的約束條件。約束優(yōu)化問題通常可定義為如下形式[7]：

其中，x= [x1,x2,x3,···,xn]∈S是決策變量，S表示n維搜索空間，且滿足邊界條件；f(x) 是目標(biāo)函數(shù)，q表示不等式約束條件的個(gè)數(shù)，m ?q表示等式約束的個(gè)數(shù)；gj(x) 為第j個(gè)不等式約束條件，而hj(x)為第j ?q個(gè)等式約束條件。

通過上述定義，望遠(yuǎn)鏡調(diào)度問題可以視為在滿足所有約束條件的前提下，在變量的定義范圍內(nèi)，尋找使目標(biāo)函數(shù)f(x)達(dá)到最優(yōu)的解。

2.1 調(diào)度目標(biāo)

望遠(yuǎn)鏡調(diào)度的主要目標(biāo)是盡可能提高觀測(cè)時(shí)間的利用率，提高望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)效率，實(shí)現(xiàn)效益的最大化[8]。在具體實(shí)施過程中，不同望遠(yuǎn)鏡的調(diào)度側(cè)重點(diǎn)有所不同，需根據(jù)實(shí)際情況將總體調(diào)度目標(biāo)精細(xì)化，以獲得最佳調(diào)度結(jié)果。

加拿大-法國-夏威夷望遠(yuǎn)鏡(Canada-France-Hawaii Telescope, CFHT)是一臺(tái)具有高科學(xué)產(chǎn)出的望遠(yuǎn)鏡，其在隊(duì)列觀測(cè)模式下通過定義調(diào)度目標(biāo)并生成觀測(cè)隊(duì)列的方法獨(dú)具特色。CFHT 將進(jìn)行觀測(cè)的基本單元定義為觀測(cè)塊(observation block, OB)，通常由單一目標(biāo)源及其觀測(cè)配置、限制條件等組成[9]。望遠(yuǎn)鏡調(diào)度的基本單元被稱為觀測(cè)組(observation group,OG)，其具有恒定的時(shí)長，該時(shí)長即為望遠(yuǎn)鏡時(shí)間分配粒度的大小。在CFHT 中，OG 的大小通常設(shè)定為2 h。

CFHT從隊(duì)列容量、等級(jí)設(shè)置、目標(biāo)壓力、機(jī)構(gòu)平衡以及人為因素五個(gè)方面對(duì)觀測(cè)隊(duì)列進(jìn)行衡量選擇[10]。隊(duì)列容量即為對(duì)當(dāng)晚觀測(cè)時(shí)間的使用率，滿足一定數(shù)值(如設(shè)定隊(duì)列容量需不小于90%)的隊(duì)列才會(huì)進(jìn)一步計(jì)算隊(duì)列價(jià)值。每個(gè)OG 價(jià)值由其相應(yīng)的等級(jí)設(shè)置、目標(biāo)壓力以及機(jī)構(gòu)平衡三項(xiàng)的評(píng)分之和決定，人為因素可改變此三項(xiàng)的權(quán)重比例。而一個(gè)隊(duì)列的隊(duì)列價(jià)值則由此隊(duì)列所有OG 的平均價(jià)值決定，如式(2)所示。觀測(cè)隊(duì)列的價(jià)值越高表明該隊(duì)列的計(jì)劃越適合進(jìn)行觀測(cè)，即：

在確定相應(yīng)的調(diào)度目標(biāo)后，通過將調(diào)度問題數(shù)學(xué)抽象，可以將其形式化表達(dá)為相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)，以及若干不等式或等式約束條件，以進(jìn)行后續(xù)求解。

2.2 約束條件

在望遠(yuǎn)鏡調(diào)度過程中，約束條件是指某項(xiàng)科學(xué)計(jì)劃在執(zhí)行時(shí)的各項(xiàng)限制要求，其一般分為可行性約束或偏好性約束兩種類型[11]?？尚行约s束是指在正常調(diào)度過程中一般不能被違反的約束條件，通常也被稱為硬約束，它用來衡量一個(gè)調(diào)度方案的可行性。偏好性約束則是影響調(diào)度方案質(zhì)量的約束條件，可以盡可能地滿足但并非必須具備，也被稱為軟約束。

按照約束條件的來源可以將其主要?dú)w納為以下五類[11]。

(1) 本地約束：指與本地臺(tái)址情況相關(guān)的約束條件。由于觀測(cè)目標(biāo)的可見性和觀測(cè)目標(biāo)的天頂距等與各臺(tái)址的自然地理位置有關(guān)，因此將其定義為本地約束。

(2) 儀器設(shè)備約束：由維修維護(hù)和終端更換等造成的具體設(shè)備運(yùn)行情況，以及不同設(shè)備自身的特點(diǎn)造成的調(diào)度差異性，也是在調(diào)度時(shí)需要根據(jù)具體情況加以考慮的約束條件。

(3) 時(shí)間約束：在具體調(diào)度的過程中，每一天的可觀測(cè)時(shí)間都是變化的，需要根據(jù)具體的可觀測(cè)時(shí)間段來制定當(dāng)天的觀測(cè)計(jì)劃，且需避免計(jì)劃的過度和重復(fù)安排。

(4) 環(huán)境約束：環(huán)境因素是調(diào)度過程比較復(fù)雜的約束條件，由于其隨時(shí)間變化，所以調(diào)度過程中，需要用較短的時(shí)間尺度對(duì)其進(jìn)行判別衡量，并進(jìn)行決策。一般與觀測(cè)者的科學(xué)計(jì)劃比較相關(guān)的環(huán)境約束有視寧度、天光背景、大氣透明度等。

(5) 優(yōu)先級(jí)約束：優(yōu)先級(jí)一般是科學(xué)委員會(huì)給不同科學(xué)計(jì)劃人為制定的等級(jí)順序，一般由其科學(xué)價(jià)值確定。在多國共建的望遠(yuǎn)鏡中，也會(huì)根據(jù)優(yōu)先級(jí)來進(jìn)行分配比例的調(diào)整[9]。優(yōu)先級(jí)的制定更有利于高質(zhì)量項(xiàng)目的完成，能夠更高效地利用觀測(cè)時(shí)間。

在眾多約束條件中，本地約束、時(shí)間約束、優(yōu)先級(jí)約束和儀器設(shè)備約束為確定性約束，其特點(diǎn)是約束條件提前可知且不易改變，易于前期離線調(diào)度中的整體安排規(guī)劃。而環(huán)境約束和部分臨時(shí)維修工作造成的儀器設(shè)備約束則是動(dòng)態(tài)約束，雖然其容易隨時(shí)間而動(dòng)態(tài)變化，但在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)是可預(yù)知的，針對(duì)此約束還需通過在線動(dòng)態(tài)調(diào)度進(jìn)行解決[12]。

作為約束優(yōu)化問題，約束條件的存在是望遠(yuǎn)鏡調(diào)度問題復(fù)雜且難以求解的主要原因，須采用一定的約束處理技術(shù)來對(duì)其進(jìn)行處理，最常見的約束優(yōu)化方法有懲罰函數(shù)法和多目標(biāo)法[13]。懲罰函數(shù)法的主要思想是通過將約束違反度添加在目標(biāo)函數(shù)懲罰項(xiàng)的方式，將約束優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為無約束的單目標(biāo)優(yōu)化問題進(jìn)行簡(jiǎn)化求解[14]。多目標(biāo)法則是將n個(gè)約束條件轉(zhuǎn)化為一個(gè)或n個(gè)目標(biāo)函數(shù)，與原目標(biāo)函數(shù)構(gòu)成新的待優(yōu)化向量進(jìn)行求解[13]。

2.3 常用算法

表1 列出一些望遠(yuǎn)鏡使用的調(diào)度算法?？梢钥吹皆S多人工智能算法如進(jìn)化算法(evolutionary algorithm, EA)、禁忌搜索(tabu search, TS)、模擬退火(simulate anneal,SA)、蟻群算法(ant colony optimization, ACO)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(artificial neural network,ANN) 等都被用于望遠(yuǎn)鏡調(diào)度問題的優(yōu)化求解中(其中，哈勃望遠(yuǎn)鏡使用的SPIKE 調(diào)度系統(tǒng)，其核心算法是ANN)。人工智能算法能在可以接受的時(shí)間內(nèi)，求得最優(yōu)化問題的近似最優(yōu)解，相比于求解過慢的傳統(tǒng)算法，此類算法在實(shí)際應(yīng)用中具有較好的實(shí)用性。

表1 不同望遠(yuǎn)鏡所使用的調(diào)度算法總結(jié)[15,16]

3 望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)調(diào)度策略

望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)調(diào)度策略是為實(shí)現(xiàn)既定科學(xué)目標(biāo)，指導(dǎo)望遠(yuǎn)鏡如何開展觀測(cè)的方法。詳實(shí)有效的觀測(cè)調(diào)度策略，為觀測(cè)過程中觀測(cè)任務(wù)的有序進(jìn)行提供保障。

在專用型望遠(yuǎn)鏡如用 于巡天項(xiàng)目望遠(yuǎn)鏡的運(yùn)行過程中，為了能夠在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)獲取大量天體觀測(cè)數(shù)據(jù)[17]并確保數(shù)據(jù)質(zhì)量，相應(yīng)的觀測(cè)調(diào)度策略通常被制定。如在SAGE(Stellar Abundance and Galactic Evolution)巡天項(xiàng)目中，觀測(cè)前會(huì)提前對(duì)整晚觀測(cè)天區(qū)和觀測(cè)順序整體規(guī)劃，一方面減少非曝光過程的時(shí)間消耗，另一方面保證整晚觀測(cè)的平均大氣質(zhì)量最小[18]。合理的觀測(cè)天區(qū)選擇與執(zhí)行順序，能夠更好地調(diào)度望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測(cè)，避免觀測(cè)時(shí)間的浪費(fèi)。除此之外，在暫現(xiàn)源巡天觀測(cè)中，如Kiso 超新星巡天(Kiso Supernova Survey, KISS)項(xiàng)目，也采用了后隨觀測(cè)策略。當(dāng)巡天圖像經(jīng)過處理并發(fā)現(xiàn)爆發(fā)候選體時(shí)，后隨系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)觸發(fā)并調(diào)度其他望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行后隨證認(rèn)觀測(cè)以及后續(xù)的光譜拍攝等[19]。

在通用型望遠(yuǎn)鏡的天文觀測(cè)中，觀測(cè)調(diào)度策略為觀測(cè)任務(wù)安排與執(zhí)行提供準(zhǔn)則。在經(jīng)典的到站觀測(cè)模式中，此部分內(nèi)容由觀測(cè)者自行完成，擁有不同經(jīng)驗(yàn)的觀測(cè)者對(duì)觀測(cè)時(shí)間的利用不盡相同，這也會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量造成一定影響。而通過明確觀測(cè)調(diào)度策略和制定詳細(xì)規(guī)則，使決策功能由觀測(cè)者移交至控制系統(tǒng)，則能更全面更科學(xué)地進(jìn)行觀測(cè)任務(wù)的安排，這也是望遠(yuǎn)鏡具備自主能力的基礎(chǔ)。目前，系統(tǒng)級(jí)控制望遠(yuǎn)鏡在自動(dòng)執(zhí)行望遠(yuǎn)鏡的基礎(chǔ)上集成了環(huán)境監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)處理等功能，使望遠(yuǎn)鏡能夠自動(dòng)開啟和關(guān)閉圓頂執(zhí)行觀測(cè)任務(wù)，還能在惡劣天氣下停止觀測(cè)并保護(hù)設(shè)備[20]，但其觀測(cè)內(nèi)容為事先準(zhǔn)備的既定觀測(cè)列表，不能針對(duì)實(shí)際觀測(cè)的動(dòng)態(tài)情況做出觀測(cè)調(diào)整，缺乏一定的靈活性。為了更有效地利用觀測(cè)時(shí)間，需要采用智能化的調(diào)度系統(tǒng)，而觀測(cè)調(diào)度策略作為管理決策的依據(jù)，也被更詳細(xì)地討論并制定。目前，國內(nèi)外團(tuán)隊(duì)也在望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)調(diào)度領(lǐng)域做出諸多嘗試，常見的調(diào)度策略有多時(shí)標(biāo)調(diào)度、動(dòng)態(tài)調(diào)度、閉環(huán)調(diào)度等。

3.1 多時(shí)標(biāo)調(diào)度策略

提高望遠(yuǎn)鏡效率的觀測(cè)調(diào)度的核心思想，是利用精細(xì)化時(shí)間分配粒度來解決觀測(cè)需求增長與有限的觀測(cè)資源之間的矛盾。由于時(shí)間分配粒度的減小，調(diào)度問題難以解決，多時(shí)標(biāo)調(diào)度策略得以采用。

多時(shí)標(biāo)調(diào)度策略通過改變每次調(diào)度過程所考慮的時(shí)間尺度，將觀測(cè)計(jì)劃具體化為OG或OB 去進(jìn)行多次調(diào)度，一般調(diào)度過程可分為長期調(diào)度(long-term scheduling, LTS)和短期調(diào)度(short-term scheduling, STS)。長期調(diào)度，顧名思義，對(duì)較長的一段觀測(cè)時(shí)間進(jìn)行觀測(cè)目標(biāo)的優(yōu)化分配，通常為一個(gè)觀測(cè)季，其主要考慮觀測(cè)目標(biāo)的確定性約束，即本地約束、時(shí)間約束、優(yōu)先級(jí)以及儀器設(shè)備的維護(hù)信息等。短期調(diào)度即在長期調(diào)度的基礎(chǔ)上，著重考慮動(dòng)態(tài)約束信息，對(duì)某一特定時(shí)間段，如觀測(cè)當(dāng)晚，根據(jù)預(yù)測(cè)天氣信息等對(duì)已生成的觀測(cè)計(jì)劃進(jìn)行觀測(cè)目標(biāo)的更新規(guī)劃。

切連科夫望遠(yuǎn)鏡陣列(Cherenkov Telescope Array, CTA)的觀測(cè)調(diào)度系統(tǒng)采用多時(shí)標(biāo)調(diào)度策略[21]，具體如圖1 所示。觀測(cè)季開始前，該系統(tǒng)提前進(jìn)行離線長期調(diào)度，并對(duì)其調(diào)度結(jié)果進(jìn)行配置保存。每個(gè)觀測(cè)夜晚，通過確認(rèn)已進(jìn)行與未進(jìn)行的觀測(cè)任務(wù)狀態(tài)，得到長期調(diào)度當(dāng)天需執(zhí)行的任務(wù)列表，隨后短期調(diào)度模塊根據(jù)當(dāng)天的天氣等狀態(tài)改變，對(duì)觀測(cè)任務(wù)列表進(jìn)行更新。多時(shí)標(biāo)調(diào)度策略采用粗調(diào)度與細(xì)調(diào)度相結(jié)合的方式，通過不同的側(cè)重點(diǎn)對(duì)觀測(cè)任務(wù)進(jìn)行有序安排，既能減少每次調(diào)度的工作量，又能獲得較為精細(xì)的調(diào)度結(jié)果。

圖1 切連科夫望遠(yuǎn)鏡陣列調(diào)度框架[21]

3.2 動(dòng)態(tài)調(diào)度策略

由于實(shí)際問題的復(fù)雜性，調(diào)度問題往往是一個(gè)需要重復(fù)的過程[22]，望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)調(diào)度也不例外。天文觀測(cè)中動(dòng)態(tài)約束的存在，使得望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)調(diào)度問題成為動(dòng)態(tài)調(diào)度問題的一個(gè)變體，解決此類問題的方法是通過在線的調(diào)度策略來對(duì)外界動(dòng)態(tài)變化因素進(jìn)行響應(yīng)[12]。根據(jù)動(dòng)態(tài)因素是否可預(yù)知的特性，可將其分為可預(yù)知與不可預(yù)知兩類，針對(duì)其不同的特點(diǎn)制定相應(yīng)的調(diào)度策略。

3.2.1 可預(yù)知?jiǎng)討B(tài)調(diào)度

對(duì)于可預(yù)知的動(dòng)態(tài)約束，只須按照既定的流程，在調(diào)度過程中將其當(dāng)作已知約束進(jìn)行正常的處理，考慮到其動(dòng)態(tài)變化的特點(diǎn)，可采用實(shí)時(shí)調(diào)度的方法解決。實(shí)時(shí)調(diào)度本質(zhì)上是時(shí)間間隔更小的短期調(diào)度，當(dāng)調(diào)度周期小于動(dòng)態(tài)約束的變化周期時(shí)，便可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)度。環(huán)境因素作為可預(yù)知的動(dòng)態(tài)約束，在下一個(gè)觀測(cè)任務(wù)開始前，便可獲知隨后一段時(shí)間的環(huán)境狀態(tài)信息，進(jìn)而進(jìn)行該時(shí)段觀測(cè)目標(biāo)的安排，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并進(jìn)行下一次調(diào)度。

3.2.2 不可預(yù)知?jiǎng)討B(tài)調(diào)度

除實(shí)時(shí)性外，動(dòng)態(tài)調(diào)度也應(yīng)體現(xiàn)出其智能性，即能針對(duì)觀測(cè)過程中的實(shí)際情況做出靈活的響應(yīng)。對(duì)突發(fā)情況的應(yīng)對(duì)措施便是動(dòng)態(tài)調(diào)度智能化的體現(xiàn)，突發(fā)情況指在觀測(cè)進(jìn)行過程中，發(fā)生的不可預(yù)知的偶發(fā)性情況，如有價(jià)值的突發(fā)天象和設(shè)備的突發(fā)故障等。尤其是在時(shí)域天文領(lǐng)域，對(duì)超新星、γ暴等突發(fā)天象(target of opportunity, ToO)的研究，對(duì)調(diào)度系統(tǒng)能夠及時(shí)調(diào)度相應(yīng)望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行ToO 的后隨觀測(cè)甚至是協(xié)同觀測(cè)提出迫切需求。

目前，國內(nèi)外在針對(duì)ToO 的望遠(yuǎn)鏡調(diào)度策略上，已開展相關(guān)應(yīng)用研究。英國利物浦望遠(yuǎn)鏡(Liverpool Telescope, LT)設(shè)置了一個(gè)不需要人為干涉的自動(dòng)響應(yīng)模式，用來對(duì)觸發(fā)的γ暴進(jìn)行后隨觀測(cè)[23]。其后隨觀測(cè)調(diào)度不與正常的調(diào)度操作交互，由一個(gè)單獨(dú)的代理軟件程序觸發(fā)自動(dòng)控制系統(tǒng)的警報(bào)響應(yīng)模塊，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)ToO 的觀測(cè)，并在ToO 觀測(cè)結(jié)束后繼續(xù)常規(guī)任務(wù)的目標(biāo)選擇與觀測(cè)。目前，此類調(diào)度系統(tǒng)雖然能對(duì)特定ToO 進(jìn)行及時(shí)有效的響應(yīng)，但無法靈活應(yīng)對(duì)其他情況，處理內(nèi)容仍比較單一，還需進(jìn)一步改進(jìn)。

針對(duì)不可預(yù)知情況，動(dòng)態(tài)調(diào)度的關(guān)鍵在于對(duì)突發(fā)情況的智能化處理與決策，調(diào)度系統(tǒng)可通過相應(yīng)智能處理模塊獲得有效信息，輔助其進(jìn)行望遠(yuǎn)鏡的調(diào)度。如望遠(yuǎn)鏡智能診斷模塊的構(gòu)建，可以監(jiān)測(cè)望遠(yuǎn)鏡自身及相關(guān)儀器設(shè)備的故障情況，目前比較常見的有智能故障診斷專家系統(tǒng)，已應(yīng)用于一些望遠(yuǎn)鏡上[24–26]，可通過將各類故障對(duì)觀測(cè)調(diào)度的影響程度進(jìn)行分類，實(shí)現(xiàn)其與相應(yīng)的調(diào)度措施的對(duì)應(yīng)。同樣地，針對(duì)ToO 也可建立各自完備的處理機(jī)制，通過將其分類、評(píng)級(jí)以及設(shè)置處理方法，使調(diào)度系統(tǒng)能針對(duì)具體的情況，采取有效的協(xié)同策略對(duì)ToO 進(jìn)行觀測(cè)，如調(diào)度一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行測(cè)光觀測(cè)，或調(diào)度多臺(tái)望遠(yuǎn)鏡分別開展測(cè)光和光譜觀測(cè)等。在突發(fā)情況處理結(jié)束后，調(diào)度系統(tǒng)須回歸常規(guī)觀測(cè)，避免造成觀測(cè)時(shí)間的浪費(fèi)。

3.3 閉環(huán)調(diào)度策略

為確保觀測(cè)結(jié)果的數(shù)據(jù)質(zhì)量，像質(zhì)評(píng)定模塊結(jié)果可傳回觀測(cè)調(diào)度系統(tǒng)，使調(diào)度過程形成閉環(huán)結(jié)構(gòu)?？茖W(xué)目標(biāo)經(jīng)過調(diào)度、觀測(cè)后，其執(zhí)行結(jié)果經(jīng)像質(zhì)評(píng)定，若不能滿足科學(xué)目標(biāo)的觀測(cè)要求，則可將該目標(biāo)源放入調(diào)度池中，重新進(jìn)行目標(biāo)的調(diào)度與觀測(cè)。

如圖2 所示，CFHT 也包含此像質(zhì)評(píng)定模塊以形成閉環(huán)調(diào)度。在其原本的隊(duì)列服務(wù)觀測(cè)模式(queued service observing, QSO)下，由遠(yuǎn)程操作的人員(remote observer, RO)執(zhí)行此項(xiàng)圖像質(zhì)量評(píng)定工作。由于工作量繁重且重復(fù)，在其提出的自動(dòng)調(diào)度觀測(cè)模式(automated scheduled observations, ASO)下，CFHT 使用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法訓(xùn)練了圖像評(píng)定分類器，實(shí)現(xiàn)圖像的智能評(píng)定，經(jīng)測(cè)試具有較高的準(zhǔn)確率[27]。

圖2 CFHT 調(diào)度系統(tǒng)升級(jí)對(duì)比圖[27]

4 觀測(cè)調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用

早在20 世紀(jì)90 年代，為了使投入巨大的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡能夠有效地利用，Johnston和Miller[11]針對(duì)此開發(fā)了SPIKE 調(diào)度系統(tǒng)，隨后許多望遠(yuǎn)鏡也針對(duì)自身情況設(shè)計(jì)出各具特色的觀測(cè)調(diào)度系統(tǒng)?？v觀通用型地基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡用到的觀測(cè)調(diào)度系統(tǒng)，可將其主要應(yīng)用簡(jiǎn)單歸納在以下兩方面。

4.1 單望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)調(diào)度系統(tǒng)

4.1.1 大口徑望遠(yuǎn)鏡

隨著對(duì)靈敏度和分辨率的追求，地基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的口徑越做越大，它們往往具有復(fù)雜的控制系統(tǒng)和多樣化的終端設(shè)備，為世界天文學(xué)家所青睞，其觀測(cè)時(shí)間較為寶貴，通過觀測(cè)調(diào)度系統(tǒng)協(xié)助觀測(cè)人員進(jìn)行觀測(cè)任務(wù)的協(xié)調(diào)，盡可能地提高觀測(cè)效率。

CFHT 是一臺(tái)口徑為3.58 m 的光學(xué)/紅外望遠(yuǎn)鏡，于1979 年正式投入使用，作為Maunakea 天文臺(tái)名列第三的主力望遠(yuǎn)鏡設(shè)備，2001 年CFHT 開始嘗試使用遠(yuǎn)程的QSO模式，該模式包含科學(xué)計(jì)劃提交、觀測(cè)隊(duì)列準(zhǔn)備、觀測(cè)執(zhí)行與評(píng)價(jià)、項(xiàng)目進(jìn)展更新四個(gè)步驟[3]。在科學(xué)計(jì)劃提交并由科學(xué)委員會(huì)評(píng)定后，隊(duì)列協(xié)調(diào)者會(huì)在每晚觀測(cè)前準(zhǔn)備多個(gè)針對(duì)不同天氣條件的隊(duì)列，觀測(cè)過程中遠(yuǎn)程觀測(cè)助手會(huì)根據(jù)實(shí)時(shí)天氣變化進(jìn)行不同隊(duì)列觀測(cè)目標(biāo)的切換，每當(dāng)一個(gè)目標(biāo)觀測(cè)結(jié)束，遠(yuǎn)程觀測(cè)助手會(huì)對(duì)其進(jìn)行成像質(zhì)量評(píng)估，不滿足要求的目標(biāo)將會(huì)重新安排觀測(cè)[27]。CFHT 團(tuán)隊(duì)為該過程設(shè)計(jì)了相應(yīng)的軟件工具，但仍需要人工操作以完成整個(gè)調(diào)度過程，至2011 年此模式的觀測(cè)時(shí)間已達(dá)95%[9]。

人工智能作為望遠(yuǎn)鏡由自動(dòng)化走向自主化的關(guān)鍵要素，CFHT 團(tuán)隊(duì)2012 年提出了一種ASO 模式，通過將人工智能算法引入到觀測(cè)調(diào)度過程，能夠取代部分人力工作，實(shí)現(xiàn)基于全局優(yōu)化的隊(duì)列觀測(cè)目標(biāo)的實(shí)時(shí)選擇、基于機(jī)器學(xué)習(xí)的圖像質(zhì)量評(píng)估以及基于全天云圖的光度條件判斷[27]。雖然該自動(dòng)調(diào)度觀測(cè)模式并未實(shí)際應(yīng)用，但提供了人工智能解決天文觀測(cè)問題的新方法。2013 年隨著其圓頂通風(fēng)口的安裝，CFHT 提出并應(yīng)用了基于信噪比的隊(duì)列服務(wù)觀測(cè)(SNR-QSO)模式，即以滿足所需要的信噪比為目標(biāo)，充分利用臺(tái)址和圓頂通風(fēng)所帶來的優(yōu)勢(shì)，節(jié)約觀測(cè)曝光時(shí)間，從而優(yōu)化觀測(cè)時(shí)間的利用率，這也對(duì)動(dòng)態(tài)觀測(cè)調(diào)度提出需求，目前該模式支持MegaCam 和ESPaDOnS 兩個(gè)終端[28,29]。

4.1.2 小口徑望遠(yuǎn)鏡

觀測(cè)調(diào)度系統(tǒng)也被用于系統(tǒng)級(jí)小口徑望遠(yuǎn)鏡的控制系統(tǒng)中，由于其具備觀測(cè)目標(biāo)選取能力，能夠通過與其他系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合，共同實(shí)現(xiàn)望遠(yuǎn)鏡自主觀測(cè)的目的。

FLWO (Fred Lawrence Whipple Observatory)位于美國亞利桑那州，隸屬于史密松天體物理臺(tái)(Smithsonian Astrophysical Observatory, SAO)，其站內(nèi)的1.2 m 望遠(yuǎn)鏡于2010年將RTS2(Remote Telescope System, 2nd version)集成于望遠(yuǎn)鏡相應(yīng)控制軟件[30]，使其實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)觀測(cè)。RTS2 是一套集成化開源程控自主天文臺(tái)系統(tǒng)，最早版本完成于1999―2000年，后經(jīng)數(shù)次版本升級(jí)，主要基于Linux 操作系統(tǒng)[31]。RTS2 的設(shè)計(jì)目的是開發(fā)一套用于完全自主觀測(cè)模式的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)控制系統(tǒng)，觀測(cè)調(diào)度模式主要為以下兩種[32]：派遣調(diào)度和隊(duì)列調(diào)度。派遣調(diào)度是從所有目標(biāo)源中實(shí)時(shí)選擇價(jià)值最高的作為觀測(cè)目標(biāo)，其優(yōu)點(diǎn)是具有自驅(qū)動(dòng)性，是無人干預(yù)情況下自主觀測(cè)系統(tǒng)的理想調(diào)度模式，但其選擇過于隨機(jī)，不利于整體觀測(cè)規(guī)劃；隊(duì)列調(diào)度是在觀測(cè)者參與下，按照提前準(zhǔn)備的觀測(cè)隊(duì)列并結(jié)合當(dāng)前狀況，選擇合適隊(duì)列進(jìn)行觀測(cè)[31]，該模式能夠展示觀測(cè)任務(wù)且對(duì)用戶友好，但其靈活性較低。

在FLWO 的1.2 m 望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)調(diào)度系統(tǒng)中，RTS2 采用了一種將隊(duì)列調(diào)度與派遣調(diào)度相結(jié)合的方式進(jìn)行觀測(cè)目標(biāo)的選取[33]。通過程序設(shè)置該系統(tǒng)能夠根據(jù)不同的情況選擇執(zhí)行當(dāng)晚的觀測(cè)隊(duì)列，當(dāng)隊(duì)列出現(xiàn)空閑時(shí)，通過計(jì)算目標(biāo)源庫中各觀測(cè)目標(biāo)的價(jià)值函數(shù)，選擇價(jià)值最高的目標(biāo)源進(jìn)行觀測(cè)。在ToO 出現(xiàn)時(shí)，用戶可以使用程序添加ToO 至目標(biāo)源數(shù)據(jù)庫，并通過設(shè)置高優(yōu)先級(jí)和啟動(dòng)立刻執(zhí)行指令，使其在下一個(gè)目標(biāo)中被觀測(cè)，若觀測(cè)者不希望隊(duì)列被打斷，也可以關(guān)閉ToO 觸發(fā)模塊。經(jīng)升級(jí)改造，通過提前制定觀測(cè)隊(duì)列，該望遠(yuǎn)鏡已實(shí)現(xiàn)觀測(cè)當(dāng)晚的自動(dòng)觀測(cè)。如果希望手動(dòng)操作，也可以選擇禁用自動(dòng)觀測(cè)功能[33]。

4.2 望遠(yuǎn)鏡聯(lián)測(cè)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)調(diào)度系統(tǒng)

進(jìn)入21 世紀(jì)以來，隨著時(shí)域天文學(xué)的發(fā)展，基于不同科學(xué)目標(biāo)的程控自主天文臺(tái)網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目如雨后春筍般應(yīng)運(yùn)而生，如BOOTES (γ Burst Observer and Optical Transient Exploring System),MASTER(Mobile Astronomical System of TElescope-Robots),MONET(Monitoring Network of Telescopes),LCOGT(Las Cumbres Observatory Global Telescope)等項(xiàng)目。為用于多望遠(yuǎn)鏡聯(lián)測(cè)場(chǎng)景，望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)調(diào)度系統(tǒng)除了進(jìn)行常規(guī)觀測(cè)協(xié)調(diào)外又被賦予新的功能，即實(shí)現(xiàn)多臺(tái)望遠(yuǎn)鏡的統(tǒng)一調(diào)度，完成協(xié)同觀測(cè)和后隨觀測(cè)等任務(wù)。

LCOGT(Las Cumbres Observatory Global Telescope)是一個(gè)致力于時(shí)域天文學(xué)的程控自主光學(xué)望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)，計(jì)劃建成遍布于全球8 個(gè)站點(diǎn)，由約50 余臺(tái)望遠(yuǎn)鏡組成的聯(lián)測(cè)網(wǎng)絡(luò)[34]，其中望遠(yuǎn)鏡口徑涵蓋2 m,1 m 以及40 cm 三種類型，同類型望遠(yuǎn)鏡由相同的構(gòu)架、終端儀器與濾光片組成[35]，目前已建成的觀測(cè)站點(diǎn)及望遠(yuǎn)鏡信息如表2 所示①https://lco.global/observatory/sites/。

LCOGT 軟件框架采用中心輻射式結(jié)構(gòu)[34]，即總控制中心位于Santa Barbara 總部，負(fù)責(zé)請(qǐng)求響應(yīng)、望遠(yuǎn)鏡調(diào)度、數(shù)據(jù)處理、文件歸檔等工作，其他分節(jié)點(diǎn)則負(fù)責(zé)中心命令的執(zhí)行與結(jié)果的反饋，其軟件體系結(jié)構(gòu)功能框圖如圖3 所示。其軟件系統(tǒng)由用戶交互層、數(shù)據(jù)層和控制層組成，其中調(diào)度模塊位于軟件控制層，由季度調(diào)度、月調(diào)度和自適應(yīng)調(diào)度三個(gè)單元組成[34]。在進(jìn)行常規(guī)觀測(cè)時(shí)，季度調(diào)度單元能夠計(jì)算出每個(gè)觀測(cè)季、不同站點(diǎn)觀測(cè)目標(biāo)的大致觀測(cè)時(shí)間；月調(diào)度單元通過結(jié)合觀測(cè)時(shí)間以及其他約束信息，構(gòu)建出下個(gè)月觀測(cè)目標(biāo)的詳細(xì)計(jì)劃；自適應(yīng)調(diào)度單元能夠讀取構(gòu)建好的月計(jì)劃，通過進(jìn)一步結(jié)合天氣及設(shè)備情況信息構(gòu)建觀測(cè)當(dāng)晚實(shí)時(shí)觀測(cè)列表，并交由各站點(diǎn)相應(yīng)站點(diǎn)代理軟件執(zhí)行。一般情況下，調(diào)度軟件不會(huì)打斷正在執(zhí)行的觀測(cè)任務(wù)，但在出現(xiàn)對(duì)時(shí)間要求嚴(yán)格的ToO 時(shí)，自適應(yīng)調(diào)度單元?jiǎng)t會(huì)暫停當(dāng)前任務(wù)而對(duì)ToO 進(jìn)行響應(yīng)[36]。

RoboNet-II 是利用遍布于全球的全自動(dòng)望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行微引力透鏡事件探測(cè)的項(xiàng)目，是在RoboNet-I 試點(diǎn)項(xiàng)目上的延續(xù)，目前該項(xiàng)目使用了3 臺(tái)2 m 級(jí)望遠(yuǎn)鏡，分別是LT(Liverpool Telescope)，F(xiàn)TN(Faulkes Telescope North)和FTS(Faulkes Telescope South)，后兩者均隸屬于LCOGT[37]。

圖3 LCOGT軟件體系結(jié)構(gòu)功能框圖[34]

表2 LCOGT已建設(shè)站點(diǎn)相關(guān)信息

每臺(tái)望遠(yuǎn)鏡的控制系統(tǒng)由以下四部分組成[38]：自動(dòng)控制系統(tǒng)(robotic control system,RCS)，觀測(cè)者支持系統(tǒng)(observer support system,OSS)，望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)(telescope control system, TCS)，儀器控制系統(tǒng)(instrument control system, ICS)。RCS 負(fù)責(zé)向TCS 和ICS發(fā)送控制命令、接收觀測(cè)環(huán)境信息并進(jìn)行開始與結(jié)束觀測(cè)的決策，其控制命令主要來自于OSS 和突發(fā)天象控制系統(tǒng)(Target of Opportunity control system, TOCS)。OSS 提供望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)調(diào)度的功能，在常規(guī)觀測(cè)進(jìn)行時(shí)，OSS 采用dispatch 方法進(jìn)行觀測(cè)目標(biāo)選取，即根據(jù)當(dāng)前望遠(yuǎn)鏡狀態(tài)、時(shí)間信息以及環(huán)境條件等，計(jì)算觀測(cè)目標(biāo)數(shù)據(jù)庫每個(gè)目標(biāo)源的觀測(cè)價(jià)值，挑選數(shù)值最高的目標(biāo)源作為下一個(gè)觀測(cè)目標(biāo)進(jìn)行觀測(cè)[23]，正如前文提到的，這是一種忽略全局優(yōu)化最大化而著重匹配當(dāng)前條件的調(diào)度方法。TOCS 則能在外部觸發(fā)ToO 時(shí)，自動(dòng)或手動(dòng)配置并向RCS 發(fā)送中斷當(dāng)前觀測(cè)開啟ToO 觀測(cè)的信息。望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)的控制則由用戶和望遠(yuǎn)鏡代理實(shí)現(xiàn)，通過與各望遠(yuǎn)鏡調(diào)度器通信，挖掘觀測(cè)數(shù)據(jù)庫與實(shí)時(shí)信息，從而指揮各望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)[39]。同時(shí)，各望遠(yuǎn)鏡也具有相應(yīng)數(shù)據(jù)處理流水線，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，以判斷是否需要重新調(diào)度觀測(cè)[37]。

由于受到天文觀測(cè)設(shè)備和觀測(cè)模式的限制，我國目前在觀測(cè)調(diào)度系統(tǒng)領(lǐng)域的研究與應(yīng)用仍處于起步階段，但通過積極參與國際合作，如以開展星震學(xué)研究為主要目標(biāo)的SONG (Stellar Oscillation Network Group)項(xiàng)目[40]，以及用于開展瞬變?cè)春透吣芴煜笥^測(cè)的BOOTES 項(xiàng)目[41]等，也對(duì)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)調(diào)度系統(tǒng)的研究有了一定的基礎(chǔ)。通過前期研究工作積累與廣泛調(diào)研，我們團(tuán)隊(duì)將利用興隆觀測(cè)站觀測(cè)設(shè)備進(jìn)行望遠(yuǎn)鏡智能控制相關(guān)內(nèi)容的研究，基于天文臺(tái)的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)調(diào)度系統(tǒng)作為實(shí)現(xiàn)智能控制的關(guān)鍵一步，相關(guān)的研究工作也將陸續(xù)開展。

5 總結(jié)與展望

望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)調(diào)度系統(tǒng)作為智能化望遠(yuǎn)鏡的中樞控制單元，能夠在天文觀測(cè)中起到資源分配及調(diào)度決策的作用。目前，經(jīng)過國內(nèi)外諸多研究實(shí)踐，望遠(yuǎn)鏡調(diào)度問題的求解已相對(duì)成熟，一些望遠(yuǎn)鏡團(tuán)隊(duì)也通過設(shè)計(jì)觀測(cè)調(diào)度流程、制定有效的觀測(cè)調(diào)度策略，構(gòu)建觀測(cè)調(diào)度系統(tǒng)相應(yīng)的調(diào)度軟件，實(shí)現(xiàn)了無人參與的望遠(yuǎn)鏡調(diào)度。這一方面節(jié)省了時(shí)間與人力，另一方面也通過計(jì)算機(jī)算法，確保調(diào)度結(jié)果的最優(yōu)化，對(duì)于提高天文望遠(yuǎn)鏡時(shí)間利用率和觀測(cè)效率具有重要意義。尤其隨著時(shí)域天文學(xué)的發(fā)展，天文學(xué)家對(duì)望遠(yuǎn)鏡的靈活性以及即時(shí)響應(yīng)性提出需求。大口徑望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)時(shí)間寶貴且申請(qǐng)過程非常嚴(yán)格，而與之相比，中小口徑望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)時(shí)間相對(duì)靈活且分布廣泛，便于開展后隨觀測(cè)和協(xié)同觀測(cè)等，因此中小口徑望遠(yuǎn)鏡在天文研究中擁有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。所以，能結(jié)合外部動(dòng)態(tài)因素與自身特點(diǎn)的更具靈活性的動(dòng)態(tài)調(diào)度系統(tǒng)，以及針對(duì)多望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)調(diào)度系統(tǒng)擁有廣泛的前景與發(fā)展空間。LCOGT 項(xiàng)目便在該方向進(jìn)行了研究應(yīng)用，其遍布于全球的望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)已被用于研究超新星、系外行星、小行星以及活動(dòng)星系核等天體，且在2017 年通過后隨觀測(cè)，在引力波的光學(xué)對(duì)應(yīng)體以及發(fā)現(xiàn)一種連續(xù)爆炸的新型超新星這兩個(gè)重大發(fā)現(xiàn)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用[42,43]。隨著計(jì)算機(jī)與人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，觀測(cè)調(diào)度系統(tǒng)可以借助相應(yīng)的智能化方法來不斷地完善，使其在決策調(diào)度的過程中具有更高的靈活性，為望遠(yuǎn)鏡朝向智能化發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

致謝

感謝審稿人對(duì)本文提出的寶貴意見和建議，感謝編輯部的真誠幫助。