Software

21.08.2018

Übersicht Die Software-Komponenten umfassen mehrere zentrale Aufgaben:
- Steuerung und Überwachung der Positionierung
- Steuerung der Messwert-Erfassung (Punkt-, Rastermessungen)
- Bereitstellung von Koordinaten für die Positionierung
- Analyse von Punktmessungen (Spektren)
- Analyse von Rastermessungen (Signalamplituden)
- Benutzeroberflächen für spezielle Messgeräte

Alle Software-Komponenten sind in der Lage, pber TCP/IP miteinander zu kommunizieren. Geräte-spezifische Komponenten unterstützen darüber hinaus die entsprechenden Schnittstellen (RS232, USB).
Alle Komponenten sind selbst geschrieben und überwiegend in C#, teilweise auch in Python verfasst.

MasterGUI Dies ist das Hauptprogramm der Teleskop-Steuerung. Es speichert für jeden Benutzer die von ihm verwendeten Einstellungen, startet und beendet automatisch Steuer- und Überwachungsprogramme sowie für die Messaufgabe benötigte Schnittstellen-Programme zu den Messgeräten.
Kamera-Überwachung Bis zu zwei Kameras eines Kamera-Servers können gleichzeitig aktiviert werden, z.B. zur Umgebungsüberwachung oder zur Übermittlung von kritischen Objekten (z.B. der Park-Konus des Reflektors). Die Bilder können manuell abgerufen oder mit einstellbarer Framerate gestreamt werden.
Manuelle Positionierung Dieses Modul kommuniziert direkt mit dem Motor-Kontroller und dient zur Ansteuerung bestimmter Positionen des Reflektors. Außerdem können Fahrten mit konstanter Geschwindigkeit von einer Startposition aus erfolgen.
Für Langzeit-Messungen können die Koordinaten vom Koordinaten-Server in Echtzeit übernommen werden, um den Reflektor einem bestimmten Objekt nachzuführen.
Dieses Modul wird z.B. verwendet, um Doppler-Spektren an bestimmten Positionen in der Milchstraße aufzunehmen.
Rastermessungen Dieses Modul kommuniziert ebenfalls direkt mit dem Motor-Kontroller und dient zur Aufnahme von Rasteraufnahmen eines vorgegebenen Himmelsausschnittes. Je nach Einstellung werden dabei absolute oder in Bezug auf eine vorgegebene Quelle nachgeführte Rasterpunkte abgetastet.
Für jeden Messpunkt wird der Messwert automatisch ermittelt und als Falschfarbenraster angezeigt. Bei spektralen Messungen wird außerdem für jeden Messpunkt das entsprechende Spektrum erfasst.
Die einstellbare Falschfarbendarstellung erlaubt auch die Unterscheidung geringfügiger Unterschiede der Signalamplituden.
Koordinaten-Server Der Koordinaten-Server stellt in Echtzeit äquatoriale (Azimut - Elevation) bzw. geozentrisch-äquatoriale Daten (Rektaszension - Deklination) bereit und ermöglicht so die Aufnahme nachgeführter Messungen.
Ein beliebig erweiterbarer Katalog stellt entsprechende Quell-Informationen zur Verfügung. Zur Positionskontrolle können auch andere Datum- und Zeitangaben verwendet werden, um z.B. die Sichtbarkeit eines Objektes zu einem bestimmten Zeitpunkt zu ermöglichen.
Spektral-Analyse Das SpectraCyber-Interface stellt speziell für die H1-Linie des Wasserstoffs im Spektrum-Mode den Amplitudenverlauf des empfangenen Signals in Abhängigkeit von der Dopplerverschiebung dar. Die aufgenommenen Messpunkte können gespeichert werden.
Diese Messmethode ist sowohl bei Punkt- als auch bei Rastermessungen möglich, bewirkt aber bei letzteren eine sehr lange Messzeit, da die Aufnahme eines einizigen Spektrums bis zu 6 Minuten dauern kann.
Statt des SpectraCyber kann auch der Spektran HF-60105 zur Aufnahme von FFT-gestützten Spektren verwendet werden, dies erfordert bei schwachen Signalen zwar einen höheren Aufwand für die HF-Empfangsanlage, ermöglicht aber auch Messungen in anderen Frequenzbereichen als der H1-Linie. 
Raster-Analyse Verwendet man den SpectraCyber im Kontinuum-Mode, dauert die Messung lediglich wenige Sekunden, liefert dann aber keine spektralen Informationen, sondern nur die Signalamplitude in einem Band von +/- 2 MHz um die H1-Linie des Wasserstoffs. Somit kann man in vertretbarer Zeit auch größere Rastermessungen durchführen.
Die nebenstehend abgebildete Software erlaubt dabei eine nachträgliche Korrektur auf die ursprünglichen Himmelskoordinaten, die erforderlich ist, weil sich der Himmel während der Messzeit weitergedreht hat. Zur leichteren Orientierung können zusätzlich Objekte aus dem Sternenkatalog des Koordinaten-Servers eingeblendet werden.
Weitere Software-Komponenten Außerdem gibt es für spezielle Anwendungen weitere Software-Module:
- Netzwerkanalysator (NWA) zur Charakterisierung der Hochfrequenzeigenschaften von HF-Komponenten
- UFC6000 Frequenz-Messmodul mit sehr hoher Genauigkeit zur Überwachung z.B. von VCOs
- Server-Client-Anwendungen zur Fernsteuerung von Prozessen auf räumlich entfernten Rechnern per TCP/IP
- Farb-Editor zur Erzeugung angepasster Farb-Paletten für die Falschfarbendarstellung
- Datenkonverter zur Vereinheitlichung von Spektrum-Daten verschiedener Quellensysteme