天文学增加了人们对宇宙的认识，对前沿科学的发展有重要意义，为物理学的研究提供了重要依据。南极空气稀薄、大气湍流少、没有人类活动干扰等成为地面天文观测独一无二的优势。21世纪以来，南极作为地面上最优秀的天文观测站，受到了世界各国天文学家的广泛关注。随后，中国在南极设立天文台，积极参与世界各国在南极天文观测领域的合作，这是中国提升天文学领域研究的地位，弥补天文观测领域差距的重大机遇。　　南极气候恶劣，不适合人类长期停留进行人工现场操作望远镜观测;而且卫星通道带宽非常窄，限制了完全远程控制，这些都是极地望远镜需要解决的问题。因此，南极天文台建设提出了程控自主观测的概念，即设计在没有任何人为协助的情况下能按照预先设定好的算法和计划，根据各种变化（例如，天气监测，突发天文事件等）来自主进行观测的天文望远镜。南极多色测光太阳望远镜(MARST)是我国筹建的第一台南极太阳望远镜，旨在测量研究太阳紫外、白光光谱辐射的中长期变化，及观测白光耀斑等现象，进而研究太阳活动对地球气候的影响。　　本文对MARST控制系统进行了基于自主观测的需求分析，根据南极的观测条件提出了基本的设计需求。了解国内外自主观测的望远镜的控制系统，在参考BOOTES望远镜使用的自主观测控制框架RTS2基础上进行改造，实现观测控制系统的设计。根据南极的观测条件和太阳的观测任务，在RTS2框架下完成观测控制流程的设计。使用EPICS的IOC来替换RTS2的设备控制模块，并根据EPICS框架完成设备控制模块的设计。主要开展了以下的研究工作:　　1.对自主观测的发展及基本概念进行调研，然后根据望远镜的设计需求建立用例分析模型，分析了望远镜的基本控制需求和自主观测需求。由于开发周期短、稳定性要求高，准备在成熟的框架下完成望远镜控制系统的开发。　　2.采用RTS2与EPICS相结合的框架设计。对RTS2代码结构进行深入研究，将RTS2中原有的设备控制模块替换为EPICS的IOC控制，包括实现接口的替换以及设备的识别与通信。完成基于EPICS的设备控制模块，编写IOC实现设备控制。通过触发PV量发送命令给设备，而从设备返回的数据经分析处理后的结果反映在属性PV量和状态PV量上，供观测控制系统查询。　　3.对RTS2的观测控制层进行改造，以工厂模式创建命令类，实现面向对象的流程控制;根据南极的太阳观测任务、MARST的科学目标设计观测计划，并实现流程控制模板，通过命令流的发送完成望远镜观测任务的实现。根据自主观测的需求，实现任务调度部分设计。完成的自主观测内容包括:根据天气判断观测的开始和停止，并开关圆顶;错过了拍摄平场的时间后，自主选择空闲时间完成平场观测;对于赤道仪跟踪的累积误差等问题，能够自主地选择空闲时间进行校准。　　4.在RTS2框架下对日志系统进行改造，主要实现了在各个组件中通过LogStream将日志信息传给HTTPD，并在HTTPD实现整理日志信息并存数据库的设计。　　总的来说，本文根据南极的条件和自主观测的要求，提出了RTS2和EPICS相结合的控制框架，并对其进行了改进，为南极自主观测提供了稳定性、灵活性、可扩展性良好的控制框架。论文的创新点为:　　1.利用RTS2在自主观测领域的优势，以及EPICS在大型物理设备控制领域的优势，对南极小型望远镜结构设计进行了研究，提出了RTS2与EPICS结合的望远镜控制框架设计。　　2.根据太阳望远镜观测的特点，对太阳观测需求，观测计划，观测模式进行了研究，完成了首个适用于南极观测的太阳观测控制模型。　　3.根据南极自主观测和太阳观测的需求，对观测控制的执行，望远镜状态的自主反馈，观测计划的自主调度，望远镜警报的自主处理进行了研究，完成了针对MARST的自主观测设计，实现了对MARST的自主观测控制。