Efficient Computation of Prolate Spheroidal Wave Functions in Radio Astronomical Source Modeling
对标准正交基函数如长球波函数在射电天文中的精确源建模中的应用进行了广泛的研究。它们对于新射电望远镜和传统射电望远镜的高保真、高动态范围成像具有重要意义。但是，与其他封闭形式的基函数相比，构造PdR在计算上是昂贵的。在本文中，我们提出了一种解决方案，以减少其计算成本，更有效地构建矩阵核，将图像域的可见度（或傅立叶）域。射电天文图像大多使用矩形像素的规则网格表示。这是高效存储和显示目的所需的，而且，作为成像中快速傅立叶变换（FFT）的副产品自然出现。我们建议使用Delaunay三角剖分，而不是定期网格化的图像，更精细的选择的区域的兴趣（信号支持）在Pandem内核的建设。我们表明，计算效率提高，而不会丢失信息。一旦使用不规则网格构建PdR基，我们通过插值恢复到规则网格，此后，可以应用常规成像技术。
2011-11-02 astro-ph.IM
Low Dimensional Embedding of Climate Data for Radio Astronomical Site Testing in the Colombian Andes
我们着手评估哥伦比亚安第斯山脉进行毫米波天文观测的潜力。以前在该地区进行的天文站点测试研究表明，夜间湿度和云层覆盖条件使大多数站点不适合专业的可见光观测。毫米观测可以在白天进行，但需要的可降水水汽柱以上的网站保持低于$\sim$ 10毫米。由于缺乏直接的辐射或无线电探空测量，我们提出了一种方法，从气象站的气候数据相关的网站与低可降水水汽柱。我们使用无监督学习技术来低维嵌入气候数据（降水量，下雨天，相对湿度和日照时间），以便将具有相似长期气候行为的站点分组在一起。这些数据是由哥伦比亚境内的2046个气象站在30年内收集的。我们发现6个地区异常干燥，晴朗的天空条件，海拔从2200到3800 masl不等。我们评估每个地区的适用性，使用来自贝叶斯概率分析的站类型和海拔分布的质量指数。其中两个地区显示出极有可能具有异常低的可降水水汽柱。我们将我们的结果与全球可降水量图进行了比较，并发现了一个合理的地理相关性与低水汽柱（$\sim10$ mm）的地区在$\sim20$ km的精度。我们的方法可以应用于类似的数据集在其他国家作为天文网站评估的第一步。
2017-09-15 astro-ph.IM
A technique to detect periodic and non-periodic ultra-rapid flux time variations with standard radio-astronomical data
我们证明，非常快速和微弱的周期性和非周期性信号可以很容易地通过使用强度作为时间的函数的自相关检测。我们使用标准的射电天文观测，这些观测具有由地球起源的电子设备产生的人工周期性和非周期性信号。自相关检测具有小幅度的弱信号，因为它在长积分时间内求平均值。另一个优点是，它允许直接可视化的信号的形状，而它是很难看到的形状与傅立叶变换。虽然傅立叶变换也可以检测周期性信号，这项工作的新颖之处在于，我们证明了自相关的另一个主要优点，即它可以检测非周期性信号，而傅立叶变换不能。我们的工作的另一个主要的新颖性是，我们使用的电场在一个标准的格式与标准仪器在无线电观测站，因此没有专门的仪器是必要的。由于电场每15.625纳秒采样一次，因此它们允许检测非常快速的时间变化。尽管积分时间长，但自相关检测作为时间的函数的非常快速的强度变化。自相关也可以检测来自地外文明的非周期性信号。
2018-04-24 astro-ph.IM
Laboratory measurements of super-resolving Toraldo pupils for radio astronomical applications
超分辨率的概念是指用于提高光学成像系统的角分辨率超过经典衍射极限的各种方法。虽然在光学显微镜中已经开发了几种技术来缩小照明点扩散函数的中心瓣，但这些方法中的大多数无法在天文望远镜上实现。一个可能的例外是由可变透射率滤光片，也被称为“Toraldo瞳孔”（TP），因为它们是由G。1952年的Toraldo di Francia。在微波范围内，2003年进行了首次成功的TP实验室测试。这些初步结果表明，TP可以代表一种可行的方法，以实现射电天文学的超分辨率。因此，我们已经开始了一个项目，致力于更详尽的分析TP，以及如何在射电望远镜上实现。在目前的工作中，我们广泛的微波测量的结果报告，使用具有不同几何形状的TP，这证实了2003年的第一次实验的正确性。我们还扩展了原来的调查，进行全波电磁数值模拟，也进行平面扫描的近场和转换的结果到远场。
2017-04-08 astro-ph.IM
Using radio astronomical receivers for molecular spectroscopic characterization in astrochemical laboratory simulations: A proof of concept
我们提出了一个概念的证明，射电天文接收机和光谱仪与化学反应器的耦合，以及由此产生的光谱和化学模拟实验室天体物理学设置的性能。在Aries 40 m射电望远镜接收器的光路中放置了一个40 cm长的气室，在41-49 GHz的频率范围内与提供2 GHz带宽和38 kHz分辨率的快速傅里叶变换光谱仪接口，进行了包括冷等离子体产生和紫外光化学在内的几项实验。使用不同的材料研究了单元窗口的阻抗匹配。材料及其厚度的选择对于获得与标准射电天文观测相同的灵敏度至关重要。在几秒钟内检测到由非常低的CH 3OH、CH 3CH 2 OH、HCOOH、OCS、CS、SO2分压（<1 E-03 mbar）产生的光谱信号。实现了快速数据采集，允许在碎裂实验中使用电子碰撞或紫外线照射的动力学测量。还观察到涉及OCS、O2和CS2的化学反应的时间演化，表明在这些实验期间，反应性物种（诸如CS）可以以高丰度保持在气相中。
2017-11-08 astro-ph.IM
Radio Galaxy Zoo: Unsupervised Clustering of Convolutionally Auto-encoded Radio-astronomical Images
Western Sydney University（西悉尼大学）；CSIRO Astronomy and Space Science（CSIRO天文与空间科学部）；The Australian National University（澳大利亚国立大学）；Data61, CSIRO（CSIRO Data61）；Universidad de Guanajuato（瓜纳华托大学）；University of Oxford（牛津大学）；University of Minnesota（明尼苏达大学）
本文提出了一种新的和有效的无监督聚类方法与自组织映射（SOM）和卷积自动编码器相结合。射电天文数据量的快速增长增加了对机器学习方法作为分类和异常值检测解决方案的需求。重大的天文发现是计划外的，并且是在意想不到的情况下发现的，这使得无监督机器学习非常可取，因为它在没有假设和标记训练数据的情况下运行。我们的方法表明SOM训练时间大大减少，并且可以通过自动编码的特征向量而不是原始图像进行训练来聚类高级特征。我们的研究结果表明，该方法是能够准确地分离孤立的SOM与邻域相似性和K-均值聚类的射电天文特征的复杂性。我们提出了这种方法作为一个强大的新方法，数据探索提供了一个详细的了解的形态和关系的无线电银河动物园（RGZ）数据集图像特征，可以应用到新的无线电测量数据。
2019-06-07 astro-ph.IM cs.LG
Astronomical source detection in radio continuum maps with deep neural networks
在即将进行的SKA前兆射电连续谱调查中，如澳大利亚SKA探路者望远镜的宇宙演化图调查中，寻找源是最具挑战性的任务之一。这种调查的分辨率，灵敏度和天空覆盖范围是前所未有的，需要在现有的源查找器中进行新的功能和改进。其中，减少错误检测率，特别是在银河系平面，并能够将多个不相交的岛屿关联到物理对象。为了弥合这一差距，我们开发了一种新的源查找器，基于Mask R-CNN对象检测框架，能够检测和分类无线电连续图像中的紧凑，扩展，虚假和成像不良的源。该模型使用ASKAP EMU数据进行训练，这些数据是在早期科学和试点调查阶段观察到的，以及之前使用VLA和ATCA望远镜拍摄的无线电调查数据。在测试样本上，最终模型的总体检测完整性达到85%以上，可信度为$\sim$ 65%，分类查准率/召回率达到90%以上.所有源类获得的结果进行了报告和讨论。
2022-12-05 astro-ph.IM
ConvoSource: Radio-Astronomical Source-Finding with Convolutional Neural Networks
寻找天文源并对其进行分类是无线电勘测科学利用的关键。找源通常涉及根据一些估计的背景来识别图像中属于天文源的部分。由于相关噪声的存在，这在无线电体制中可能是有问题的，相关噪声可能干扰来自源的信号。在目前的工作中，我们提出了一种基于深度学习技术的新方法ConvoSource，用于识别无线电源的位置，并将结果与高斯拟合方法进行比较。由于深度学习方法允许生成更多的训练图像，因此它应该在源查找任务中表现良好。我们在为平方公里阵列（SKA）的数据挑战而创建的人工数据上测试源查找方法。我们调查的来源，分为三类：恒星形成星系（SFGs）和两类活动星系核（AGN）。给出了两种不同频率（560 MHz和1400 MHz）、三种总积分时间（8 h、100 h和1000 h）和三种信噪比（SNR）（1、2和5）下的人工数据。在~较低的SNR下，ConvoSource在SFG和所有源的恢复中往往优于高斯拟合方法，尽管在最低SNR为1时，更好的性能可能是由于机会匹配。高斯拟合方法在较低信噪比下对活动星系核型源的恢复效果较好。在较高信噪比下，ConvoSource方法对活动星系核源的平均恢复效果较好，而高斯拟合方法对SFG和所有源的恢复效果较好。与高斯拟合方法相比，ConvoSource通常在更短的总积分时间内表现更好，检测到更多的真阳性，错过更少的源;但是，它检测到更多的假阳性。
2019-12-19 astro-ph.IM
Compression of interferometric radio-astronomical data
射电天文学数据的数量对于处理和存储具有高时间和频率分辨率以及大带宽的射电观测数据是一个相当大的负担。干涉射电天文数据的有损压缩被认为是为了减少可见度数据量和加快处理速度。介绍了一种名为“Dysco”的新压缩技术，该技术由两个步骤组成：归一化步骤，其中将分组的vibrations归一化为具有类似的分布;以及量化和编码步骤，其使用抖动方案将值舍入为给定的量化方案。测试了几种非线性量化方案，并将其与不同的数据归一化方法相结合。用不同的处理策略和不同的归一化和量化组合处理了来自LOFAR和MWA望远镜的观测数据集。在图像平面中测量压缩的效果。由有损压缩技术添加的噪声表现得像正常的系统噪声。Dysco的准确性取决于数据的信噪比：有噪声的数据可以压缩，图像质量损失较小。典型的相关器的时间和频率分辨率的数据可以被压缩的一个因素为6.4 LOFAR和5.3 MWA的观察与小于1%的系统噪声。压缩技术的实现被发布，其提供Casacore存储管理器并允许透明编码和解码。编码和解码比典型磁盘的读/写速度更快。该技术可用于LOFAR和MWA，以减少存储观测数据的归档空间需求。来自SKA-low的数据可能会被压缩与LOFAR相同的量。同样的技术也可以用来压缩来自其他望远镜的数据，但可能需要不同的比特率。
2016-09-07 astro-ph.IM
Radio Astronomical Image Deconvolution Using Prolate Spheroidal Wave Functions
为了在射电干涉测量中产生高动态范围的图像，需要以最小的误差去除明亮的扩展源。然而，这不是一个微不足道的任务，因为傅立叶平面仅在有限数量的点处被采样。随后的反卷积问题已经以多种方式解决，主要是通过基于CLEAN的算法。然而，这种使用图像像素作为基函数的算法具有固有的局限性，通过使用跨越整个图像的标准正交基，我们可以克服它们。这种正交基的构造涉及对定义基函数的许多自由参数的微调。给定问题（或给定扩展源）的最优基不能保证。在本文中，我们讨论使用广义长椭球波函数作为基础。给定扩展源的几何形状（或感兴趣区域）和可见性平面上的采样点，我们可以构造对源进行建模的最优基。这不仅为我们提供了所需的最小数量的基函数，而且还使感兴趣区域之外的伪影最小化。
2011-01-14 astro-ph.IM
An Introduction to Single-Antenna Radio Astronomical Polarimetry
Manly Astrophysics（曼利天体物理学）
本文介绍单天线射电偏振测量的数学基础，涵盖信号传播、电场变换及斯托克斯参数操作的关系，并提供校准指南与附录补充。
2026-01-28 astro-ph.IM
Radio Astronomical Image Formation using Constrained Least Squares and Krylov Subspaces
射电天文学的成像可以定义为在给定天线阵列的情况下，估计天空中天体源的空间功率分布。图像形成的挑战之一是，随着像素的数量变得很大，问题变得不适定。引入包含先验知识的约束条件至关重要。在本文中，我们表明，除了非负性，在图像中的每个像素的大小也有界从上面。实际上，经典的“脏图像”是一个上限，但是可以使用阵列处理技术从数据中形成更严格的上限。这将图像形成公式化为具有不等式约束的最小二乘优化问题。我们建议使用有效集技术来解决这个约束最小二乘问题，并描述了实现它所需的步骤。结果表明，最小二乘部分的问题可以有效地实现与Krylov子空间为基础的技术，其中的问题的结构允许大规模的并行性和减少存储需求。该算法的性能进行了评估，使用模拟。
2015-05-06 astro-ph.IM
New Zealand involvement in Radio Astronomical VLBI Image Processing
随着AUT大学12米射电望远镜在沃克沃思的建立，新西兰现已成为国际甚长基线干涉测量界的一部分。VLBI观测的一个主要产品是天文物体如活动星系核（AGN）的射电域图像。在无线电天线之间使用大的地理间隔，可以实现非常高的角分辨率。利用VLBI地球自转孔径合成技术，可以得到详细的图像。本文综述了VLBI射电成像的最新进展。此外，我们模型VLBI配置使用沃克沃思望远镜，AuScope（一个新的阵列的三个12米天线在澳大利亚）和澳大利亚平方公里阵列探路者（ASKAP）阵列目前正在建设中的西澳大利亚州，并讨论如何配置这些阵列影响图像的质量。最近的成像结果表明，从列入AUT和第一ASKAP望远镜在澳大利亚长基线阵列（LBA）的建模改进。
2011-10-24 astro-ph.IM cs.GR
Broadband receiving systems for 4.58-8.8 GHz radio astronomical observations at Irbene radio telescopes RT-32 and RT-16
自2011年以来，文茨皮尔斯国际射电天文学中心一直参与大规模基础设施项目，该项目大大加快了与射电望远镜RT-32和RT-16有关的升级活动，为其安装了适当的VLBI接收和记录设备。射电望远镜配备了由通信和信息技术公司开发和安装的4.5 - 8.8千兆赫频率范围的最新宽带低温接收器。本文介绍了接收系统的结构以及关键子系统的意义和工作原理。接收机由一个冷却的RF子系统和一个室温IF子系统组成。RF和IF子系统设计用于并行处理两个C和X波段信号（LCP和RCP）。通常情况下，在观测过程中，杜瓦瓶内真空度为10 e-6 ~ 10 e-8 mbar，第二级杜瓦瓶内温度为14 K，起偏器温度为20 K，第一级杜瓦瓶内温度为46 K。自2015年10月以来，配备新接收系统的射电望远镜RT-32参加了几次成功的国际VLBI会议。在VLBI观测准备期间，进行了初步的孔径效率、系统温度和光束方向图测量，以评估RT-32在台站改造后的性能，除了接收器外，还包括修复主反射器。性能参数的开关噪声二极管和通断观测的校准源已知的通量密度在不同的海拔高度的帮助下得出。在4836 MHz的第一次测量结果总结在这篇手稿。
2020-08-13 astro-ph.IM
An optimized algorithm for multi-scale wideband deconvolution of radio astronomical images
我们描述了一种新的多尺度反卷积算法，也可以用于多频率模式。该算法仅影响次要清洁环路。在单频模式下，我们改进的多尺度算法的小循环比CASA多尺度算法快一个数量级，并产生类似质量的结果。对于多频反褶积，采用了一种称为联合道清洗的技术。在这种模式下，我们算法的小循环比CASA MSMFS快2-3个数量级。我们扩展了多尺度模式与自动化规模相关的掩蔽，这使得结构被清理低于噪声。我们描述了一个新的规模偏置功能用于多尺度清洗。我们测试的第二个反卷积方法，是一个变种的MORESANE反卷积技术，并使用凸优化技术与各向同性未抽取小波字典。在简单的、校准良好的数据上，凸优化算法产生视觉上更具代表性的模型。在复杂或不完美的数据上，凸优化算法具有稳定性问题。
2017-06-21 astro-ph.IM
Towards radio astronomical imaging using an arbitrary basis
Netherlands Institute for Radio Astronomy (ASTRON)（荷兰射电天文研究所（ASTRON））
新一代射电望远镜，如平方公里阵列（SKA），需要在计算机硬件和软件方面取得巨大进步，以便有效地处理大量产生的数据。在本文中，我们探索了一种新的宽视场成像方法。通过将由逆傅立叶变换执行的图像重建推广到任意变换，我们获得了巨大的新的可能性。特别是，我们概述了一种方法，可能允许获得的天空图像的大小P倍Q（最佳）O（PQ）的时间。这可能是未来望远镜向实时、宽视场天空成像方向迈出的一步。
2015-04-11 astro-ph.IM cs.CV
Detecting anomalous images in astronomical datasets
针对天文图像异常检测慢且不准的问题，提出Entropy Method和神经网络两种自动检测方法，前者在CFHTLenS和DECaLS DR3数据上表现优于人工和神经网络。
2023-10-24 astro-ph.IM
Digital receivers for low-frequency radio telescopes UTR-2, URAN, GURT
本文介绍了用于短波和米波观测的数字射电天文接收机。本文介绍了用于短波和米波观测的数字射电天文接收机。自1998年以来，UTR-2射电望远镜、URAN VLBI系统和GURT新一代射电望远镜都使用了数字接收机进行动态频谱计算或无数据丢失的波形数据记录。在这里，我们详细介绍了这些接收器开发的操作中的强干扰环境中盛行的波长范围内。这些接收器收集的数据使我们能够在低频发现许多射电天文学物体和现象，其中也提出了一个摘要。
2017-03-13 astro-ph.IM
Enhanced Remote Astronomical Archive System Based on the File-Level Unlimited Sliding-Window Technique
数据归档是现代天文观测最关键的问题之一。随着新一代射电望远镜的发展，海量遥感数据的传输和归档成为亟待解决的问题。在此，我们提出了一个实用的和强大的文件级流量控制方法，称为无限滑动窗口（USW），通过参考经典的流量控制方法在TCP协议。在USW和为Murchison宽视场阵列望远镜开发的下一代归档系统（NGAS）的基础上，我们进一步使用ZeroMQ中间件实现了增强的归档系统（ENGAS）。ENGAS大大提高了传输性能，并确保了传输文件的完整性。在测试中，ENGAS比NGAS快大约3到12倍，并且可以充分利用网络链路的带宽。因此，对于无线电观测数据的存档，ENGAS减少了通信时间，提高了带宽利用率，并解决了来自Mingantu光谱射电日像仪等观测站的数据的远程同步存档。也为未来平方公里阵列（SKA）科学区域中心的建设提供了更好的参考。
2021-06-24 astro-ph.IM
A colour scheme for the display of astronomical intensity images
我描述了一种适合于强度图像的屏幕显示的颜色方案。这与许多目前可用的方案不同，它被设计成在其感知亮度方面单调增加。此外，当在黑白postscript打印机上打印时，该方案导致灰度具有单调增加的亮度。该方案最近已被纳入射电天文学分析包CASA和AIPS。
2011-08-30 astro-ph.IM
UVMULTIFIT: A versatile tool for fitting astronomical radio interferometric data
天文干涉数据的分析通常是对干涉仪的点扩散函数（PSF）进行反卷积后得到的图像进行的。该策略可以被理解（特别是对于稀疏阵列的情况）为将模型拟合到模型，因为去卷积图像已经是实际数据的非唯一模型表示（即，的vitamins）。实际上，干涉图像可能受到可见度网格化、加权方案（例如，自然对均匀），以及（非线性）去卷积算法的细节。将模型拟合到直接干涉观测值（即，在简单的（分析的）天空强度分布的情况下是优选的。在本文中，我们提出了UVMULTIFIT，一个多功能的库，用于拟合可见性数据，在基于Python的框架中实现。我们的软件目前基于CASA包，但可以很容易地适应其他分析包，只要它们有Python API。我们已经用合成数据和实际观测数据测试了该软件。在某些情况下（例如，尺寸小于干涉仪的衍射极限的源），拟合到干涉仪的结果（例如，附近源的光谱）远优于仅从去卷积图像的分析获得的输出。UVMULTIFIT是现有任务的一个强大的改进，从能见度数据中提取最大量的信息，特别是在接近干涉测量观测的灵敏度/分辨率极限的情况下。
2014-02-17 astro-ph.IM
Toward a Distributed Radio Telescope Using Global IoT Networks: Calibration Methods and Feasibility Analysis
Mississippi State University（密西西比州立大学）
本文提出利用全球物联网设备构建分布式射电望远镜的方法，通过数字波束成形技术减少通信干扰，采用多颗卫星校准实现高精度信道估计，证明了基于物联网的望远镜在增益和巡天速度上的显著优势。
2026-03-13 astro-ph.IM
FIP-TOI: Fast Imaging Pipeline for Pulsar Localisation with a Transient-Oriented Radio Astronomical Imager
University of Oxford（牛津大学）；Silesian University in Opava（奥帕瓦西里西亚大学）；Mila - Québec Artificial Intelligence Institute（米拉-魁北克人工智能研究所）；University of Cambridge（剑桥大学）；Special Astrophysical Observatory of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院特别天体物理观测站）
FIP-TOI通过结合SVD和GPU加速的TOI与FITrig检测器，实现脉冲星的快速高精度定位。
2026-08-18 astro-ph.IM
Compatibility Between Wind Turbines and the Radio Astronomy Service
现代射电天文学设施不仅能够探测到来自宇宙的极其微弱的电磁信号，而且能够探测到来自各种来源的人为射频干扰的信号。这些范围从有用的信号到无线电服务和应用的不必要的带外发射，再到各种电子和电气设备产生的电磁干扰。能量收集风力涡轮机不仅配备有电功率转换硬件，而且还配备有大量的电子设备来控制和监测涡轮机。因此，射电望远镜附近的风力涡轮机可能会导致有害的干扰，破坏测量的天文数据。许多观测站寻求与风力涡轮机制造商和运营商以及当地规划当局协调新风电场的位置，以避免这种情况。在我们的研究中，我们提供的例子，以及指导方针，确定风力涡轮机和无线电观测站之间的间隔距离，使两者的良性共存。建议的计算需要三个基本步骤。首先，根据适用于工业设备的欧洲EN 550011（CISPR-11）标准确定预期的最大发射功率水平。其次，通过国际电信联盟提供的模型计算沿路径到无线电接收机的传播损耗。最后，将接收到的功率与所考虑的受保护射电天文观测波段的允许功率极限进行比较。可以针对望远镜站点周围的每个位置执行该过程，以便获得潜在有问题的风力涡轮机位置的地图。
2018-12-11 astro-ph.IM
Explainable machine learning workflows for radio astronomical data processing
ASTRON, The Netherlands Institute for Radio Astronomy, Dwingeloo, The Netherlands（荷兰射电天文研究所）
本文提出结合模糊规则推理与深度学习的方法，提升射电天文数据处理流程的可解释性，以校准任务为例展示其有效性。
2026-03-17 astro-ph.IM cs.AI
Multiscale entropy analysis of astronomical time series. Discovering subclusters of hybrid pulsators
多尺度熵评估信号在不同时间尺度上的复杂性。它起源于生物医学领域，最近被成功地用于表征光变曲线，作为监督机器学习框架的一部分，对恒星变化进行分类。我们详细探讨了多尺度熵的行为，通过研究其在恒星变率背景下的算法特性，并将其与传统的天文时间序列分析方法联系起来。随后，我们使用多尺度熵的基础上，一个可解释的聚类框架，可以区分的混合动力发电机与p-和g-模式的恒星只有p-模式脉动，如$δ$ Sct星，或从只有g-模式脉动的恒星，如$γ$ Dor星。我们发现，多尺度熵是一个强大的工具，捕捉恒星光变曲线的变化模式。多尺度熵提供了对恒星脉动结构的深入了解，并揭示了短期和长期变化如何仅基于时域信息相互作用。我们还表明，多尺度熵的恒星信号的频率内容，特别是近核心的旋转速率的g-模式embritators。我们发现，我们的新的聚类框架，可以成功地识别出混合动力的p-and-g-模式的集合中的$δ$ Sct和$γ$ Dor星，分别。我们的聚类框架的好处是它是无监督的。因此，它不需要先前标记的数据，因此不会受到先前知识的影响。
2022-06-27 astro-ph.IM astro-ph.SR
Cyclic Imaging for All-Sky Interference Forecasting with Array Radio Telescopes
射频干扰（RFI）正在威胁着现代射电天文学。减轻其对天文数据影响的经典方法包括通过称为标记和消隐的过程丢弃损坏的时间和频率数据样本。我们建议利用RFI信号的循环平稳特性来可靠地检测和预测它们在阵列射电望远镜视场内的位置，并动态地安排天文观测，以最大限度地减少RFI数据损坏的概率。
2020-07-26 astro-ph.IM eess.SP
The Statistics of Radio Astronomical Polarimetry: Disjoint, Superposed, and Composite Samples
本文提出了一个利用斯托克斯参数协方差研究射电脉冲星辐射正交偏振模的统计框架。为了适应单脉冲射电通量密度典型的重尾分布，电场的四阶联合累积量被用来描述具有任意概率分布的模式的叠加。该框架被用来考虑叠加和不相交的模式之间的区别，特别注意在有限样本的集成的影响。如果估计偏振状态的时间间隔长于在两个或更多个不相交的发射模式之间切换的时间尺度，则仪器无法分辨这些模式。所得到的复合样品平均值表现出归因于模式叠加的特性，例如去极化。由于分离模式和未解决的分离模式的复合样本之间的区别取决于观测仪器的时间分辨率，主张脉冲星发射的叠加模式的参数进行了重新审查，并描述了分离模式的观测证据。原则上，描述样本平均斯托克斯参数分布的四维协方差矩阵可用于区分不相交模式、叠加模式和未分辨不相交模式的复合样本。协方差矩阵的更全面和结论性的解释需要更详细地考虑各种相关现象，包括时间相关的子脉冲调制（例如抖动），模式之间的统计依赖性（例如协变强度和部分相干性），以及多径传播效应（例如闪烁和散射）。未发表的补充材料附在参考书目之后。
2017-02-06 astro-ph.IM
Pipeline Collector: gathering performance data for distributed astronomical pipelines
现代天文数据处理需要复杂的软件管道来处理不断增长的数据集。对于射电天文学，这些管道已经变得如此之大，以至于它们需要分布在计算集群中。这使得很难监控每个流水线步骤的性能。为了深入了解每个步骤的性能，需要将性能监视实用程序与管道执行集成。在这项工作中，我们已经开发了这样一个实用程序，并将其与校准管道的低频阵列，LOFAR，领先的射电望远镜。我们通过在几个不同的计算平台上运行管道来测试该工具，并收集性能数据。基于这些数据，我们对未来的硬件和软件升级提出了明智的建议。这些升级的目的是加快LOFAR管道最慢的处理步骤。管道收集器套件是开源的，将被纳入未来的LOFAR管道中，为所有LOFAR处理创建性能数据库。
2018-07-16 astro-ph.IM
Self-Calibration of Radio Astronomical Arrays With Non-Diagonal Noise Covariance Matrix
射电天文学界目前正在建造一些相控阵望远镜。这些望远镜的校准受到这样一个事实的阻碍，即来自密集天线的信号的协方差对噪声耦合和大空间尺度上天空亮度的变化很敏感。这些影响是困难的，计算昂贵的模型。我们建议使用非对角噪声协方差矩阵对它们进行现象学建模。可以使用加权交替最小二乘（WALS）算法在校准参数和附加干扰参数之间迭代来估计参数。我们证明了我们的方法的有效性，从低频阵列（LOFAR）原型站的数据。
2010-03-12 astro-ph.IM physics.data-an stat.AP
DRUID: Source Detection and Deblending in Astronomical Images with Persistent Homology
本研究提出基于持续同调的天文图像源检测与去混叠工具DRUID，可分割复杂形态源结构、处理高密度图像，经射电与光学巡天验证，为高嵌套源分析提供新方法。
2024-10-29 astro-ph.IM
Learning to detect RFI in radio astronomy without seeing it
射频干扰（RFI）破坏天文测量，从而影响射电望远镜的性能。为了解决这个问题，监督分割模型已经被提出作为RFI检测的候选解决方案。然而，由于注释成本过高，无法获得大型标记数据集，使得这些解决方案无法使用。为了解决这些缺点，我们专注于逆问题;仅在未污染的排放物上训练模型，从而学习从所有已知的天文信号和系统噪声中区分RFI。我们使用最近潜在邻居（NLN）-一种利用生成自动编码模型潜在空间中最近邻居的重建和潜在距离进行新颖性检测的算法。未受污染的区域是使用弱标记以RFI标志的形式（由经典的RFI标志方法生成）从大多数射电天文数据档案中选择的，无需额外费用。我们在两个独立的数据集上评估性能，一个是HERA望远镜模拟的，另一个是LOFAR望远镜的真实观测数据。此外，我们还提供了一个小型专家标记的LOFAR数据集（即，强标签），用于评估我们的方法和其他方法。使用AUROC、AUPRC和固定阈值的最大F1分数来测量性能。对于HERA数据集的模拟数据，我们在AUROC中的表现优于当前最先进的技术水平约1%，在AUPRC中优于3%。此外，我们的算法提供了4%的增加AUROC和AUPRC的成本下降的F1分数性能的LOFAR数据集，没有任何手动标记。
2022-10-11 astro-ph.IM
Convolutional Deep Denoising Autoencoders for Radio Astronomical Images
Istituto di Radio Astronomia, INAF（意大利国家天体物理研究所射电天文研究所）；Hamburger Sternwarte（汉堡天文台）；Universitá di Bologna（博洛尼亚大学）
我们应用了一种称为卷积去噪自动编码器的机器学习技术来对最先进的射电望远镜的合成图像进行去噪，目的是检测预测将覆盖无线电宇宙网的微弱、扩散的射电源。在我们的应用中，去噪旨在解决随机仪器噪声的减少和额外的虚假伪像的旁瓣，从孔径合成技术产生的最小化。针对不同类型的输入图像，分析了该方法的有效性和准确性，以及计算性能。特别注意创建现实的模拟观测的培训，利用宇宙学数值模拟的结果，以产生相应的LOFAR HBA 8小时观测在150 MHz的图像。我们的自动编码器可以有效地消除复杂图像的噪声，在仪器灵敏度的限制下识别和提取微弱的物体。该方法可以在大型数据集上有效地扩展，利用高性能计算解决方案，以完全自动化的方式（即在训练后不需要人工监督）。它可以准确地执行图像分割，识别扩散源的低亮度边缘，证明是一个可行的解决方案，用于检测隐藏在嘈杂的无线电观测中的具有挑战性的扩展对象。
2021-10-16 astro-ph.IM cs.LG
Feature Detection in Radio Astronomy using the Circle Hough Transform
虽然天文图像中点源的自动检测取得了很大程度的成功，但在检测扩展和低表面亮度特征方面的努力较少。目前，现有的望远镜仍然依赖于人类的专业知识来将原始数据简化为可用的图像，然后分析图像中的非点状物体。然而，下一代射电望远镜将产生前所未有的数据量，使手动数据减少和物体提取变得不可行。如果不开发自动探测超新星遗迹、尾星系、射电遗迹和晕等扩展和扩散物体的新方法，就无法发现大量具有科学意义的成果。在本文中，我们探讨了响应的圆霍夫变换不同的扩展圆形或弧形的天文对象的代表性样本。我们还研究了圆Hough变换对仅包含噪声的输入图像和包含点源的输入图像的响应。
2012-04-02 astro-ph.IM
The Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope Project and its Early Science Opportunities
中国科学院国家天文台（NAOC）已经开始建造世界上最大的天线。被称为FAST的500米口径球面射电望远镜是由国家发展和改革委员会（NDRC）资助的中国大型科学项目。FAST也代表了中国对建设平方公里阵列（SKA）的国际努力的一部分。在2016年9月完成后，FAST将成为70 MHz至3 GHz低频无线电波段最灵敏的单碟射电望远镜。Nan等人（2011年）的综述论文描述了FAST的设计规格、预期能力及其主要科学愿望。在本文中，我们简要回顾了FAST的设计和关键的科学目标，推测在FAST运行的初始阶段可能存在的局限性，并讨论了在所谓的早期科学阶段天文发现的机会。
2012-10-23 astro-ph.IM
KERN
KERN是一套每两年发布一次的射电天文学软件包。它应该包含射电天文学家使用射电望远镜数据所需的大多数标准工具。科恩的目标是节省时间，防止在建立科学管道时遇到挫折，并帮助实现科学的可重复性。
2017-10-25 astro-ph.IM
Monte Carlo conformal prediction for quantifying uncertainty in radio galaxy classification under ambiguous ground truth
University of Manchester（曼彻斯特大学）；Alan Turing Institute（艾伦·图灵研究所）
本文探讨了蒙特卡洛置信预测在射电星系分类中量化不确定性方面的应用，通过对比不同不确定性度量方法，评估其有效性。
2026-03-20 astro-ph.IM
Weighted Stacking of Radio Images Affected by Noise and Interfering Signals
本文实现了一种基于天文图像加权叠加的C++算法，通过计算局部像素强度的逆方差权重，有效合并同一天区观测并去除干扰信号，在模拟与仙女座星系真实数据中均验证了其有效性。
2024-04-26 astro-ph.IM
Domain Adaptation via Minimax Entropy for Real/Bogus Classification of Astronomical Alerts
Universidad de Concepción（康塞普西翁大学）；Millennium Institute of Astrophysics（千年天体物理研究所）；University of Chile（智利大学）；Universidad de Chile（智利大学）；Fintual Administradora General de Fondos S.A.（Fintual 基金管理公司）
针对HiTS、DES、ATLAS和ZTF间的领域偏移，本文用微调与MME半监督深度领域自适应改进真实/虚假警报分类，仅每类一个目标标注即可显著提升且MME保持源域性能。
2023-08-15 astro-ph.IM cs.AI cs.LG
Alternative Astronomical FITS imaging
天文射电图主要以FITS格式提供。天文图像处理软件（AIPS）使用一组附加到输出地图的表格，以包括与图像生成有关的各种信息。然而，一旦从AIPS中提取了FITS或其他格式的射电源图像，该信息以及关于地图的通量和噪声的信息就丢失了。这些信息对于另一个天文学家来说是很有价值的，例如，他只是使用NED下载地图。在目前的工作中，我们展示了一种隐藏在无线电地图中的数据的方法，该方法可以在变换下保留，即使地图的格式从适合改为其他无损的可用图像格式。
2012-09-03 astro-ph.CO astro-ph.IM cs.MM
A FPGA-based Fast Converging Digital Adaptive Filter for Real-time RFI Mitigation on Ground Based Radio Telescopes
射频干扰（RFI）是射电天文学界日益关注的问题。单碟望远镜特别容易受到RFI的影响。已经开发了几种方法来应对RF污染的环境，其中包括标记、切除和实时消隐。所有这些方法都会产生一定程度的数据丢失，或者需要对天文信号进行假设。我们报告的实时，数字自适应滤波器的开发实现在一个现场可编程门阵列（FPGA）能够处理4096个频谱通道在1 GHz的瞬时带宽。该滤波器能够消除各种干扰信号，并快速适应RFI源的变化，最大限度地减少数据丢失，而无需对天文或干扰信号特性进行任何假设。收敛速度（下降到1%）被测量为208.1 us的宽带噪声类RFI信号和125.5 us的多载波RFI信号记录在FAST射电望远镜。
2018-05-16 astro-ph.IM
High-fidelity radio astronomical polarimetry using a millisecond pulsar as a polarized reference source
本文提出了一种新的偏振定标方法，该方法假定PSR J 0437 -4715的平均偏振辐射随时间保持恒定，并根据该脉冲星的常规观测数据导出仪器响应。该技术适用于任何需要在长时间尺度上进行高保真偏振测量的实验;它通过校准在帕克斯天文台对PSR J1022+1001进行的7.2年高精度定时观测来证明。应用新技术，然后通过使用矩阵模板匹配的到达时间估计产生后拟合残差与不确定性加权标准偏差为880 ns，2倍小于通过传统的校准和到达时间估计方法获得的到达时间残差。该实验所达到的精度产生了对投影半长轴的长期变化，近星点进动和夏皮罗延迟的第一次重要测量;它还将PSR J1022+1001列为作为帕克斯脉冲星定时阵列（PPTA）项目的一部分定期观测的十个最佳恒星之一。它示出的授时精度的PPTA中的一个大的分数是目前有限的系统的定时误差，由于仪器偏振文物。更重要的是，系统误差的长期变化在不同的脉冲星之间是相关的，这对任何脉冲星定时阵列实验的主要目标产生了不利影响。这些限制可以通过采用本工作中提出的技术来克服，该技术放松了对仪器偏振纯度的需求，从而有可能降低下一代望远镜（如平方公里阵列）的开发成本。
2012-12-14 astro-ph.IM
Exploring Ambient Radio Frequency Emissions
University of Calgary（卡尔加里大学）
本文研究了射电天文台周围环境的射频辐射，探讨了无线电安静区的必要性，并强调了保护措施在减少射频干扰中的重要性。
2026-02-26 astro-ph.IM
Astronomical Surveys and Big Data
本文综述了近年来全天空和大区域天文巡天及其从γ射线到射电的整个电磁波谱范围的星表数据，如γ射线的Fermi-GLAST和INTEGRAL，X射线的ROSAT、XMM和Chandra，紫外的GALEX，SDSS和几个POSS I和II星表（APM，MAPS，USNO，GSC）在光学范围内，2 MASS在近红外，WISE和AKARI IRC在和平号，IRAS和AKARI FIS在远红外，NVSS和FIRST在无线电和许多其他，以及最重要的调查提供光学图像（DSS I和II，SDSS等），自行（Tycho，USNO，Gaia），可变性（GCVS，NSVS，ASAS，Catalina，Pan-STARRS）和光谱数据（FBS，SBS，Case，HQS，HES，SDSS，CALIFA，GAMA）。全面了解整个波长范围的覆盖范围和各种调查之间的比较：星系红移调查，类星体/活动星系核，无线电，银河系结构，和暗能量调查。天文学已经进入大数据时代。天体物理虚拟天文台和计算天体物理在使用和分析大数据以获得新发现方面发挥着重要作用。
2015-11-23 astro-ph.GA astro-ph.IM
Astronomical Imagery: Considerations For a Contemporary Approach with JPEG2000
新的宽视场射电望远镜，如ASKAP、MWA、LOFAR、eVLA和SKA，将产生空前规模的光谱成像数据立方体-大约几百PB。以传统的方式和格式向最终用户提供图像等数据可能会遇到严重的性能下降。我们讨论了非常大的SIDCs的要求，并在此方面，我们分析了在JPEG 2000（ISO/IEC 15444）标准中采取的方法的适用性。我们主张采用当代行业标准和技术，而不是修改传统天文学标准或从头开始开发新的标准。
2014-07-01 astro-ph.IM
Radio Astronomy and eVLBI using KAREN
Kiwi Advanced Research and Education Network（KAREN）已被用于在新西兰Warkworth的AUT射电天文台与我们合作和进行观测的国际组织之间传输大量射电天文数据。在这里，我们报告了连接的当前状态和测试不同数据传输协议的结果。我们研究了新的UDP协议，如“海啸”和UDT，并证明了UDT协议比“海啸”和FTP更有效。我们报告我们的初步步骤，实时eVLBI和尝试直接流数据从射电望远镜接收系统的相关中心没有中间缓冲/记录。
2010-11-01 astro-ph.IM cs.NI
Radio Astronomy Data Transfer and eVLBI using KAREN
新西兰高级研究和教育网络（KAREN）被用来在新西兰沃克沃思射电天文台与参与联合项目和VLBI观测的各国际组织之间传输大量射电天文学数据。在这里，我们报告了连接的当前状态和测试不同数据传输协议的结果。我们研究了新的UDP协议，如“海啸”和UDT，并证明了UDT协议比“海啸”和“FTP”更有效。我们还报告的测试直接数据流从射电望远镜接收系统的相关中心没有中间缓冲或记录（实时eVLBI）。
2011-08-12 astro-ph.IM cs.NI
Radio Frequency Interference Mitigation at the WSRT
射电天文台站的灵敏度常常受到各种地面活动造成的人为射频干扰（RFI）的限制。本文提出了一种基于实时数字信号处理的Westerbork综合射电望远镜射频干扰抑制子系统（RFIMS），该系统基于功能强大的现场可编程门阵列处理器。在该系统中，被RFI污染的射电天文信号在常规的后端相关处理之前被RFIMS“清洗”。RFIMS的高时间和频率分辨率允许比标准射电望远镜后端配置更好地检测和切除RFI。
2010-10-13 astro-ph.IM
A Calibrated Digital Sideband Separating Spectrometer for Radio Astronomy Applications
双边带（2SB）接收机非常适合于在宽频率范围内对复杂天文信号进行光谱观测。它们广泛用于射电天文学，其主要优点是避免频谱混乱，并将双边带（DSB）接收机的有效系统温度降低两倍。使用可用的毫米波模拟技术，宽带2SB接收机通常获得10- 15 dB的边带抑制比（SRR），这对于许多天文应用来说是不够的。本文介绍了一种基于FPGA的边带分离FFT频谱仪的设计与实现。搭建了一个4GHz的模拟前端，对设计进行了测试，并测量了边带抑制。该设置使用2SB前端架构，但混频器输出在IF混合电路之前直接数字化，使用两个8位ADC以1GSPS采样。IF混合电路与一组校准矢量一起在FPGA上实现，这些校准矢量经过适当选择，可补偿模拟前端幅度和相位不平衡。经校准的接收机在整个2GHz射频带宽上的边带抑制比超过40 dB。
2018-05-16 astro-ph.IM
Detecting Quasars in Large-Scale Astronomical Surveys
我们提出了一种基于分类的方法来识别类星体射电源（类星体）在斯隆数字巡天，并评估其性能手动标记的训练集。虽然合理的结果已经可以通过只对光度数据工作的方法获得，但我们的实验表明，从光谱数据中提取的简单但特定于问题的特征可以显着提高分类性能。由于我们的方法正交于现有的分类方案用于建立光谱目录，我们的分类结果非常适合相互评估的方法的准确性。
2011-08-23 astro-ph.IM
Intensity-sensitive quality assessment of extended sources in astronomical images
针对射电天文延展源图像重建质量评估中，现有HVS启发方法及点源IQA方法均不适用的问题，本文提出改进的augLISI指数，实验验证其可助力天文成像技术研发，且可推广至其他天文成像场景。
2024-07-10 astro-ph.IM physics.space-ph
Jodrell Bank and the British Astronomical Association: The Making of a Generation of Scientists
本文研究1946-1951年焦德雷尔班克与英国天文协会的紧密合作，聚焦六位成员的科学贡献，展现这一代科学家在射电天文、行星科学等多领域的卓越成就。
2026-09-24 astro-ph.IM physics.hist-ph
Bayesian and Machine Learning Methods in the Big Data era for astronomical imaging
阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列计划进行电子升级，将提供前所未有的深度和高分辨率观测。更宽的视野是可能的，随之而来的图像重建的成本。必须寻找和测试图像处理中常用应用的替代方案。先进的图像重建方法对于满足操作目的所需的数据要求至关重要。采用了天体统计学和天体信息学技术。有证据表明，这些应用于合成成像的跨学科研究领域满足了大数据的挑战，并有潜力在射电天文学和天体物理学中实现新的科学发现。
2022-10-04 astro-ph.IM
Warkworth 12m VLBI Station: WARK12M - 2014
沃克沃思射电天文台由新西兰奥克兰AUT大学射电天文学和空间研究所运营。在这里，我们回顾了VLBI台站设施的特点，并报告了2014年的一些活动和技术发展。
2015-02-01 astro-ph.IM
