Astronomical research in the next decade: trends, barriers and needs in data access, management, visualization and analysis
我们报告的调查结果，探讨当前的做法，需求和期望的天体物理学界，涉及四个研究方面：开放科学实践，数据访问和管理，数据可视化，和数据分析。该调查涉及来自几家研究机构的329名专业人士，指出了在结果再现性、可视化分析工具的可用性以及采用机器学习技术进行数据分析等方面的重大差距。本研究是在H2020 NEANIAS项目的背景下进行的。
2020-12-14 astro-ph.IM
The Software Package for Astronomical Reductions with KMOS: SPARK
KMOS是一个多目标近红外积分场光谱仪，有24个可展开的低温拾取臂。不可避免的是，数据处理是一项复杂的任务，需要仔细的校准和质量控制。在本文中，我们描述了从原始观测中产生科学质量数据产品所涉及的所有步骤。特别是，我们专注于以下问题：（i）的校准计划，产生的空间和光谱位置的所有照明像素的探测器上的地图;（ii）我们的概念，最小化的插值的数量，限制的情况下，一个单一的重建，同时使用原始数据从多个曝光;（iii）各种插值方法的比较，并评估真正的三维插值方案的性能;（iv）仪器弯曲测量和补偿的方式。最后，我们将展示一些使用管道处理数据的示例。
2013-08-30 astro-ph.IM
Your data is your dogfood: DevOps in the astronomical observatory
DevOps是软件开发文化的当代术语，通过将“基础设施视为代码”，有目的地模糊了软件开发和IT运营之间的区别。DevOps团队通常会实施由口语指令总结的实践“吃自己的狗粮”;这意味着团队开发的软件工具应该在内部使用，而不是扔给操作或用户。我们简要概述了DevOps技术如何将经过验证的软件工程实践带入IT运营。然后，我们讨论这些做法的应用天文观测站。
2014-07-24 astro-ph.IM cs.SE
DECH: Software Package for Astronomical Spectral Data Processing and Analysis
DECH是一款支持天文光谱全流程处理与分析的软件包，涵盖图像预处理、光谱提取、波长校准、连续谱归一化及视向速度测量等，最新版本支持6米望远镜高分辨率光谱仪数据，实现高精度视向速度测量以探测地外行星。
2025-01-21 astro-ph.GA astro-ph.IM
catsHTM - A tool for fast accessing and cross-matching large astronomical catalogs
快速访问大型目录是某些天文应用所必需的。在这里，我们介绍catsHTM工具，它由几个重新格式化为基于HDF 5的文件格式的大型目录组成，可以在本地下载和使用。为了允许快速访问，目录被划分为分层三角形网格并存储在HDF 5文件中。提供了几种工具来执行有效的锥搜索，分辨率从几角秒到度，在几毫秒的时间内。第一个发布的版本包括以下目录（按字母顺序排列）：2 MASS，2 MASS扩展源，AKARI，APASS，Cosmos，DECaLS/DR 5，FIRST，GAIA/DR 1，GAIA/DR 2，GALEX/DR 6Plus 7，HSC/v2，IPHAS/DR 2，NED红移，NVSS，Pan-STARRS 1/DR 1，PTF测光表，ROSAT暗源，SDSS源，SDSS/DR 14光谱学，Spitzer/SAGE，Spitzer/IRAC银河系中心，UCAC 4，UKIDSS/DR10、VST/ATLAS/DR3、VST/KiDS/DR3、WISE和XMM。我们提供了Python代码，允许执行锥搜索，以及MATLAB代码执行锥搜索，目录交叉匹配，一般搜索，以及加载和创建这些目录。
2018-05-17 astro-ph.IM
The Virtual Astronomical Observatory: Re-engineering Access to Astronomical Data
美国虚拟天文台是一个软件基础设施和开发项目，旨在开始建立一个可操作的虚拟天文台（VO），并为美国提供与国际VO工作的协调。VO的概念是提供一种方法，使天文学家能够无缝地发现，访问和处理数据，而不管其物理位置如何。本文介绍了VAO的起源，包括美国国家虚拟天文台的前身工作，并总结了其主要成就。这些成就包括两个脚本工具包的开发，使科学家将VO数据直接纳入他们的减少和分析环境和高层次的科学应用程序的数据发现，集成，分析和目录交叉比较。通过与国际社会合作，并根据软件开发的经验，虚拟天文台是国际虚拟天文台联盟内国际标准的主要贡献者。虚拟天文台还演示了如何部署一个运行中的虚拟天文台，提供一个强大的运行环境，定期检查世界各地的虚拟天文台服务的有效性和是否符合国际标准。最后，VAO参与了社区外展，开发了一个综合网站，提供在线教程、公告、美国和国际开发的工具和服务的链接，以及展览和实践培训。VAO项目的所有数字产品，包括软件、文档和教程，都存储在一个存储库中，供社区访问。VAO的持久遗产是人们越来越期望新的望远镜和设施在设计其数据管理系统时纳入VO功能。
2015-04-08 astro-ph.IM
General-Purpose Software for Managing Astronomical Observing Programs in the LSST Era
现代天文学调查，如大型天气巡天（LSST），承诺了前所未有的发现财富，以每晚约1000万次时变事件警报的形式提供。天文学家面临的艰巨挑战是从这一海量数据中确定最具科学重要性的事件，以便进行有效和及时的后续观测。一些正在进行的观测方案已证明，数据库在进行有效的后续行动方面极为宝贵，特别是在与选择目标、直接向地面和空间设施（手动、遥控和机器人）提交观测请求、处理所得数据、与分析软件接口以及与合作者分享信息的工具相结合时。我们借鉴了LCOGT运行的许多后续计划的经验，所有这些计划都有独立开发的系统来提供这些功能，包括微透镜关键项目（RoboNet，PI：Tsapras，Co-I：Street），全球超新星项目（SNEX，PI：Howell）和近地天体项目（NEOExchange，PI：Lister）。我们通常将这些系统称为目标和观察管理器或TOM。未来的项目，面临着一个更大的和快速增长的潜在目标的名单，将发现这些工具是必不可少的，但迄今为止开发的系统是高度专业化的项目，他们服务，并没有设计成规模的LSST警报率。我们提出了一个开发通用软件工具包的项目，该工具包将使天文学家能够轻松构建TOM系统，他们可以根据自己的需求进行定制，而专业开发的代码库将确保系统能够扩展到未来的计划。
2018-06-25 astro-ph.IM
Integrating UX Design in Astronomical Software Development: A Case Study
本文以ASTRON在2023年引入专职UX设计师为案例，展示如何在天文软件开发生命周期早期整合UX设计，以提升数据服务的可及性与可用性，并为其他项目提供借鉴。
2025-03-11 astro-ph.IM cs.HC cs.SE
Observers' Data Access Portal: Realtime Streaming for Astronomical Data
Keck天文台档案库推出ODAP Web应用，利用React与WebSocket实现观测数据及元数据在归档后近实时流式传输给授权研究团队，并总结其设计、集成与使用情况。
2024-09-13 astro-ph.IM
IVOA Recommendation: Table Access Protocol Version 1.0
表访问协议（TAP）定义了一个服务协议，用于访问一般表数据，包括天文目录以及一般数据库表。提供了对数据库和表元数据以及实际表数据的访问。该版本的协议包括对多种查询语言的支持，包括在集成界面中使用天文数据查询语言（ADQL [1]）和参数化查询语言（PQL，正在开发中）指定的查询。它还包括对同步和异步查询的支持。使用ADQL中的空间扩展为空间索引查询提供了特殊支持。多位置查询能力允许对任意大的天文目标列表进行查询，提供简单的空间交叉匹配能力。通过跨多个TAP服务编排分布式查询，可以实现更复杂的分布式交叉匹配功能。
2011-10-03 astro-ph.IM
Connecting the astronomical testbed community -- the CAOTIC project: Optimized teaching methods for software version control concepts
实验室试验台是高对比度成像和极端自适应光学技术研究和开发不可或缺的一部分。世界各地有许多实验室团体使用和开发其运营迫切需要的资源，例如软件和硬件控制。CAOTIC（自适应光学和高对比度测试平台社区）项目旨在成为该社区连接，共享信息和交换资源的平台，以便在天文仪器方面进行更有效的研究，同时鼓励最佳实践并加强跨团队联系。在这些会议记录中，我们介绍了我们的新网站CAOTIC项目的目标，我们特别关注向科学家教授版本控制的新方法，这是天文仪器成功合作的基石。
2022-08-03 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
A code for robust astrometric solution of astronomical images
我提出了一个软件工具来解决天文图像的天体测量。该代码强调了将图像中的源与参考星表正确匹配的故障鲁棒性，以及解决方案在视场上的稳定性（例如，使用正交多项式进行拟合变换）。该代码在来自各种来源的50，000多张图像上进行了测试，包括Palomar Transient Factory（PTF）和Zwicky Transient Facility（ZTF）。测试的图像同样代表了低银河纬度和高银河纬度区域，并且显示出小于2x 10 ^-5的故障/坏解率。在PTF 60-s积分图像上运行，并使用GAIA-DR 2作为参考星表，典型的双轴组合天体测量均方根（RMS）在亮端为14 mas，可能是由于天体测量闪烁噪声和系统误差。讨论了视宁度、气团和变换阶数对天体测量精度的影响。该软件可在线获得，是在MATLAB中开发的，作为天文图像处理环境的一部分，它也可以作为独立代码运行。
2019-03-05 astro-ph.IM
Visualizing Astronomical Data with Blender
天文数据有多种形式--星表、数据立方体、图像和模拟。用于渲染高质量三维图形的软件的可用性有助于探索天文科学所提供的令人难以置信的参数空间的范例。软件程序Blender为天文学家提供了一个有用的工具，用于以三维（3D）图形专家和动画师使用的方式显示数据。这个流行的软件包的界面介绍注意天文学的兴趣功能。概述了生成模型、纹理、动画、摄影机工作和渲染的步骤。介绍了利用各种天文数据制作动画和图形的方法。从天文学的不同种类的数据的子领域的例子显示与资源提供给天文学界的成员。提供了一个展示概述的原理和功能的示例视频，以及用于示例可视化的脚本和文件。
2013-06-14 astro-ph.IM cs.GR
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
easyaccess: Enhanced SQL command line interpreter for astronomical surveys
easyaccess是一个增强的命令行解释器和Python包，用于方便访问存储在SQL数据库中的天文目录。它提供了一个带有自定义命令的自定义界面，专为访问暗能量调查Oracle数据库中的数据而设计，包括表、列、用户和命令的自动完成，使用csv、fits和HDF5格式上传和下载表的简单方法，迭代器，表的搜索和描述等。它可以轻松扩展到其他调查或SQL数据库。该软件包完全用Python编写，支持自定义添加命令和功能。
2019-02-01 astro-ph.IM
VST processing facility: first astronomical applications
VST-Tube是一个新的光学天文图像处理软件包。它是一个自动化的管道，从原始曝光到完全校准的共同添加的图像，并提取具有光圈和PSF测光的目录。一套工具允许数据管理和中间产品和最终产品的质量检查。VST-Tube配备了图形用户界面，以促进数据和用户之间的交互。我们在这里概述了VST-管架构，并显示了一些应用启发的一些特点的管道。
2011-02-22 astro-ph.IM
Montage: a grid portal and software toolkit for science-grade astronomical image mosaicking
蒙太奇是一个便携式软件工具包，用于通过合成多个天文图像来构建定制的科学级马赛克。由蒙太奇构建的马赛克保留了输入图像中源的天体测量（位置）和光度测量（强度）。要构建的镶嵌图由用户根据一组参数来指定，包括要使用的数据集和波长、天空上的位置和大小、坐标系和投影以及空间采样率。许多天文数据集是巨大的，并且存储在分布式档案中，在大多数情况下，相对于可用的计算资源是远程的。蒙太奇可以在单处理器和多处理器计算机（包括集群和网格）上运行。如果用于构建镶嵌图的数据或计算机位于互联网上的远程位置，则使用标准网格工具来运行蒙太奇。本文介绍了架构，算法和使用蒙太奇作为一个软件工具包，并作为一个网格门户。时序结果显示了蒙太奇性能如何随群集计算机上的处理器数量而变化。此外，我们比较了两种方法在网格上并行运行蒙太奇的性能。
2010-05-24 astro-ph.IM cs.DC cs.SE
Managing Distributed Software Development in the Virtual Astronomical Observatory
美国虚拟天文台（VAO）是一个产品驱动的组织，为天文学界提供新的科学研究能力。VAO的软件开发遵循一个轻量级框架，该框架指导科学应用和基础设施的开发。需要克服的挑战包括分布式开发团队、兼职工作和高度受限的时间表。我们描述的过程中，我们遵循克服这些挑战，同时开发虹膜，VAO应用分析的1-D天文光谱能量分布（SED）。Iris在不到一年的时间里成功构建并发布，团队分布在四个机构。该项目遵循了现有的国际虚拟天文台联盟光谱数据互操作性标准，并作为该项目的副产品提供了一个空间环境数据库。我们强调将纳入今后发展努力的经验教训。根据我们的经验，一个定义明确的过程，提供指导方针，以确保项目是有凝聚力的，并保持在轨道上是成功的关键。具有计划测试和反馈回路的内部产品交付至关重要。候选版本是根据在过程早期建立的用例来衡量的，并提供了在开发过程中评估优先级和进行过程修正的机会。同样关键的是利益相关者的参与，例如管理技术问题的首席科学家，对优先级提出建议，并作为首席测试员积极参与。最后，频繁的预定沟通（例如，每两周一次的电话会议）确保问题得到快速解决，团队正朝着共同的愿景努力
2012-06-27 astro-ph.IM cs.SE
Fips: an OpenGL based FITS viewer
FITS（Flexible Image Transport System）是一种通用的天文数据存储格式。它在20世纪80年代初首次标准化。尽管天文数据现在主要使用软件进行处理，但在设备或软件调试期间以及在观察时，人工视觉数据检查仍然很重要。我们提出Fips，一个跨平台的FITS文件查看器开源软件。据我们所知，这是第一次，图像绘制算法大多是在GPU（图形处理单元）上实现的。我们表明，它是可以实现一个完全功能的FITS查看器使用OpenGL接口。我们还强调了使用GPU进行高效图像处理的优势。
2019-01-29 astro-ph.IM
GRACES: Gemini remote access to CFHT ESPaDOnS Spectrograph through the longest astronomical fiber ever made (Experimental phase completed.)
Gemini远程访问CFHT ESPaDONS光谱仪已于2014年5月实现了其实验阶段的第一束光。它成功地收集了来自Gemini North望远镜的光线，并通过两条270米长的光纤将其发送到CFHT的ESPaDOnS光谱仪，以提供整个光学区域的高分辨率光谱。在800 nm处，光纤的平均焦比衰减为14%，最大透过率为85%。GRACES实现了在400和1,000 nm之间提供分辨率为R = 40，000和R = 66，000的光谱。它具有~8%的通量，并且在1小时内对比21等暗的目标敏感。目标的平均获取时间约为10分钟。该项目是Maunakea两个天文台之间富有成效的合作的一个很好的例子，由于Gemini，CFHT和NRC Herzberg团队的相互参与，以及所有密切或间接参与的工作人员，该项目取得了成功。
2014-09-26 astro-ph.IM
The Future of Astronomical Data Infrastructure: Meeting Report
基于2023年2月研讨会，本文提出建立协调实体以提升天文数据与软件的互操作性、归档、分发和生产，并系统分析了现有数据生态的缺陷、差距与风险。
2023-11-07 astro-ph.IM
Analysis of astronomical data through sonification: reaching more inclusion for visual disable scientists
针对天文研究工具多依赖视觉显示、视障研究者使用受限的问题，本研究构建视障适配的理论框架并集成到sonoUno软件中，还依据ISO标准验证了工具的可及性，提升了天文数据分析的包容性。
2024-02-01 astro-ph.IM
How to access astronomical observation facilities ?
STAR Institute, University of Liège（列日大学 STAR 研究所）
本文介绍地基和空间天文台望远镜时间申请的一般框架，重点讨论提案准备的关键指南，帮助研究者避免常见错误，提高申请成功率。
2026-06-26 astro-ph.IM
Towards an Astronomical Science Platform: Experiences and Lessons Learned from Chinese Virtual Observatory
在大数据天文学时代，下一代望远镜和大型巡天仪可以产生TB甚至PB级别的数据集。由于其庞大的数据量，这些天文数据集非常难以使用个人计算机或小型集群进行传输和分析。为了提供更好的数据访问，数据中心现在通常提供在线科学平台，使分析接近数据。中国虚拟天文台（China-VO）是国际虚拟天文台联盟的成员项目之一，致力于提供一个研究和教育环境，使全球分布的天文学档案易于查找，访问和互操作。在这项研究中，我们总结了在中国VO进行的工作的亮点，以及在天文数据的全生命周期管理过程中吸取的经验和教训。最后，我们讨论了天文科学平台面临的挑战和未来的发展趋势。
2020-05-21 astro-ph.IM
GammaLib and ctools: A software framework for the analysis of astronomical gamma-ray data
伽马射线天文学领域在过去十年中取得了重要进展，但迄今为止还没有一个通用的软件框架来对伽马射线望远镜数据进行科学分析。我们建议通过GammaLib软件来填补这一空白，该软件是我们开发的一个通用库，用于支持伽马射线事件数据的分析。GammaLib是用C++编写的，所有功能都可以通过扩展模块在Python中使用。在这个框架之上，我们开发了ctools软件包，这是一套软件工具，可以构建灵活的工作流程，用于分析成像空气切伦科夫望远镜事件数据。ctools的灵感来自现有高能天文仪器的科学分析软件，它们遵循高能天体物理科学档案研究中心开发的模块化ftools模型。ctools是用Python和C++编写的，可以通过命令行、shell脚本或直接从Python使用。在本文中，我们介绍了2015年底发布的GammaLib和ctools软件版本1.0。GammaLib和ctools为成像空气切伦科夫望远镜事件数据的科学分析做好了准备，也支持费米LAT数据的分析和COMPTEL遗留数据档案的利用。我们建议使用ctools作为切伦科夫望远镜阵列天文台的科学工具软件。
2016-07-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
SDAI: a key piece of software to manage the new wideband backend at Robledo
最近开发了一个联合合作项目，为马德里深空间通讯综合体提供最先进的宽带后端。这种新的后端提供100 MHz至6 GHz的瞬时带宽和6至200 kHz的光谱分辨率。后端包括一个新的IF处理器，以及一个基于FPGA的FFT光谱仪，可实时管理数千个光谱通道。所有这些设备都需要由一个通用软件控制和操作，该软件必须同步受影响设备之间的活动，并与观测程序同步。最后的输出应该是一个经过校准的光谱，可以用标准的射电天文工具读取，以便进一步处理。在这一端开发的软件被命名为“光谱数据采集接口”（SDAI）。SDAI是用python 2.5编写的，使用PyQt 4作为用户界面。通过以太网套接字连接，SDAI接收天文信息（源，频率，多普勒校正等）。和天线的状态然后通过USB端口调谐频率合成器，在所需的频率上对观测值进行解调;最后SDAI通过套接字发送的UDP命令控制FFT频谱仪。数据通过TCP套接字从FFT光谱仪传输，并写入标准FITS文件。在本文中，我们描述了模块的建立，描绘了一个典型的观测会话，并显示了一些天文结果使用SDAI。
2012-09-01 astro-ph.IM
The Taiwan Extragalactic Astronomical Data Center
台湾河外天文数据中心（TWEA-DC）成立于2010年，旨在为台湾和国际社会提供大量数据，专注于河外科学。这是国内几年来个人努力的成果，也是迈向国家虚拟天文台的第一步。利用我们自己的快速索引算法（BLINK），基于一个八面体网格的天空加上一个非常快的kd树和一个聪明的并行可用资源，TWEA-DC将提出从2013年春季的服务“在飞”匹配设施，在现场和基于用户的目录。我们还将提供台湾社区可用的公共和私人原始和可还原数据。最后，我们正在开发高端的在线分析工具，如自动测光红移和SED拟合代码（APz），和自动组和集群发现（APFoF）。
2012-12-10 astro-ph.IM
Visualisation of Multi-mission Astronomical Data with ESASky
ESASky是一个以科学为导向的探索门户网站，用于探索多波长天空，可视化和访问多个天文档案。该工具是一个网络应用程序，不需要事先了解任何所涉飞行任务，使世界各地的用户能够以简化的方式获得来自多个天基天文学飞行任务的最高级别科学数据产品以及欧空局的一些源目录。ESASky的第一个公开版本具有多个波长的天空可视化界面，查询结果摘要的可视化，以及单个和多个目标的观测和目录源的可视化。本文描述了ESASky中的这些功能，这些功能是为解决科学界的用例而开发的。关于大量数据的可视化和所使用的技术的决定是为了最大限度地提高应用程序的响应能力，并保持工具尽可能有用和直观。
2017-01-10 astro-ph.IM
herakoi: a sonification experiment for astronomical data
本研究推出开源天文数据声化软件herakoi，通过摄像头追踪手部动作映射图像坐标、用机器学习实现实时图像转声，经短培训即可可靠使用，助力教育科普与视障群体获取天文信息，未来还将集成多模态大模型提升交互性。
2024-12-12 astro-ph.IM cs.HC physics.ed-ph
Research on access, use and effective exploration of astronomical observational and bibliographical data from sonification
本研究针对天文数据视觉分析的局限及视障人群的访问障碍，提出基于多模态感知的声波化数据探索方法，开发适用于多列数据文件的应用程序，以提升物理和天文学领域的信息可访问性与包容性。
2023-05-09 astro-ph.IM
Who Uses Whose Telescopes? Analyzing the Knowledge Geography and Research Dominance of Global Astronomical Facilities
本文通过构建1955—2025年国家—年份数据集，分析全球天文设施的主持、使用与主导关系，发现科学领导权比访问和使用更不平等，主持与领导权常脱钩，并提出将参与转化为领导权所需的治理设计原则。
2025-09-18 astro-ph.IM
A flexible Expectation-Maximization framework for fast, scalable and high-fidelity multi-frame astronomical image deconvolution
提出一种计算高效的灵活 EM 框架，结合 Tensorflow 与 GPU 加速实现多帧天文图像反卷积和超分辨率，并在 HSC 数据上获得高保真重建。
2023-02-11 astro-ph.IM
radio-astro-tools: linking radio astronomical data to the astronomical Python ecosystem
Dominion Radio Astrophysical Observatory, Herzberg Astronomy & Astrophysics, National Research Council Canada（加拿大国家研究委员会赫茨伯格天文学与天体物理学多明尼奥射电天文台）；Department of Astronomy, University of Florida（佛罗里达大学天文学系）；Aperio Software（阿佩里奥软件公司）；Dept. of Physics, University of Alberta（阿尔伯塔大学物理系）；Department of Physics and Astronomy, Haverford College（哈弗福德学院物理与天文学系）；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；National Radio Astronomy Observatory（美国国家射电天文台）；Department of Astronomy, The Ohio State University（俄亥俄州立大学天文学系）；Center for Cosmology and Astroparticle Physics (CCAPP)（宇宙学与基本粒子物理中心）；Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，IPAG）
radio-astro-tools代码套件依托Astropy生态系统，含多个Python包，可分析射电等波段数据，实现并行化、数据组合等功能，还配套交互式教程，提升射电谱线数据分析的便捷性。
2026-10-09 astro-ph.IM
IGRINS Slit-Viewing Camera Software
我们已经开发了观测控制软件的浸没光栅红外光谱仪（IGRINS）狭缝观察相机模块，它保持了光谱狭缝上的天文目标的位置。它由几个软件包组成，这些软件包监视和控制系统，获取图像，并通过向望远镜控制系统发送跟踪反馈信息来补偿跟踪误差。为了有效地开发和维护每个软件包，我们采用了软件工程方法，即，基于模型设计的螺旋式软件开发。在短曝光（<4 s）制导图像中，天体的点扩散函数（PSF）不具有对称的高斯分布，因此确定天体的形状和中心并不是一件容易的事。确定PSF质心的努力也因明亮的引导星的核心饱和而变得复杂。我们已经应用了二维高斯拟合算法（2DGA）和中心平衡算法（CBA），以确定一个合适的方法IGRINS在近红外K波段。CBA通过参考狭缝两侧PSF翼的溢出通量比来推导出沿着狭缝宽度的预期中心位置。在这项研究中，我们比较了CBA的准确性和可靠性的2DGA使用IGRINS委托观测数据在麦当劳天文台。我们发现，每种算法的性能取决于目标的亮度和看到的条件，与CBA在典型的观察场景中表现得更好。我们提出的算法和测试结果可以用于未来的光谱狭缝观测在各种观测条件下，并为各种摄谱仪的设计。
2020-02-14 astro-ph.IM
A High-Throughput AES-GCM Implementation on GPUs for Secure, Policy-Based Access to Massive Astronomical Catalogs
Light Bridges S.L.（Light Bridges 有限公司）；Observatorio Astronómico del Teide（泰德天文台）；Universidad de La Laguna (ULL)（拉古纳大学）；Instituto Tecnológico y de Energías Renovables (ITER)（技术与可再生能源研究所）；Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC)（加那利天体物理研究所）
提出一种集成策略引擎与GPU加速AES-GCM的框架，通过并行树归约优化GHASH瓶颈，实现高吞吐量认证加密，支持PB级天文数据的安全访问。
2026-06-16 astro-ph.IM cs.CR cs.DC
Pan-STARRS Pixel Analysis : Source Detection and Characterization
在作为Pan-STARRS 1 $3π$巡天的一部分而获得的2 200多万张正交转换CCD图像中，探测到了30多亿个天文物体。Pan-STARRS图像处理Pipeline测光软件pspot已自动探测到这些物体的850多亿个实例并确定了其特征。这个快速、自动和可靠的软件是为Pan-STARRS项目开发的，但很容易适应其他望远镜的图像。我们描述的天文对象的分析psphot一般以及用于泛星$3π$调查数据，DR 1和DR 2的前两个公开发布的第三个处理版本的具体情况。
2019-01-26 astro-ph.IM
Modeling software solutions and computation facilities for FAIR access
我们正处于大数据时代。在天文学和天体物理学中，产生的大量数据，截至今天，如果不是在Exa尺度，也是在Peta尺度。在不久的将来，我们将看到收集的数据规模和复杂性不断增长，为数据处理，简化和分析提出了新的挑战。这将在软件和硬件解决方案方面提出新的需求，也将在资源管理、访问和共享的新模式方面提出新的需求。在天文学和天体物理学方面，在国际虚拟天文台联盟（IVOA）的环境下，已经在数据方面做了大量工作，获得了完整的数据公平性。本文提出了一种基于IVOA体系结构的数据分析软硬件解决方案模型。这个模型的目标是建立一个云访问天文学和天体物理学资源遵循公平的原则。
2023-02-22 astro-ph.IM
Siril: An Advanced Tool for Astronomical Image Processing
Siril是一款专为天文图像预处理与后处理设计的开源软件，为天文爱好者和专业天文学家提供图像叠加、校准等高级工具以生成高质量天体图像，本文介绍了其包含最新功能的1.4开发分支。
2024-10-15 astro-ph.GA astro-ph.IM
PyMUSE: a Python package for VLT/MUSE data
这是PyMUSE python包的配套Focus Demonstration文章，演示了它在VLT/MUSE数据分析中的用法和实用程序，其中包括光谱提取的各种选项，创建不同类型的图像，与一些常用的天文数据分析软件的兼容性等。PyMUSE是一个开源软件，可以在Github上找到，供免费使用和分发。
2018-03-16 astro-ph.IM
AstroImageJ: Image Processing and Photometric Extraction for Ultra-Precise Astronomical Light Curves (Expanded Edition)
ImageJ是图形用户界面（GUI）驱动的、公共领域的、基于Java的软件包，用于传统上主要用于生命科学领域的通用图像处理。ImageJ的图像处理能力是有用的，并可扩展到其他科学领域。在这里，我们提出了AstroImageJ（AIJ），它提供了一个天文学特定的图像显示环境和工具，天文学特定的图像校准和数据减少。虽然AIJ保持ImageJ的通用图像处理能力，但AIJ对于时间序列差分光度测定、光变曲线去趋势和拟合以及光变曲线绘制是流线型的，特别是对于需要超精确光变曲线的应用（例如，系外行星凌日）。AIJ可读取和写入标准FITS文件以及其他常见图像格式，提供FITS标头查看和编辑功能，并支持世界坐标系（WCS），包括一个自动化界面，可连接到astrometry.net门户网站，用于解算印版图像。AIJ提供研究级图像校准和分析工具，采用GUI驱动方法，易于安装，具有跨平台兼容性。它使新用户，即使在本科生，高中生或业余天文学家的水平，快速开始处理，建模和绘制天文图像数据与一个紧密集成的软件包。
2017-01-17 astro-ph.EP astro-ph.IM
Astronomical data organization, management and access in Scientific Data Lakes
由于仪器的发展和改进，望远镜档案中存储的数据量不断增加。档案通常需要存储在独立计算中心提供的分布式存储架构上。这样的分布式数据归档需要总体数据管理编排。这种编排包括处理数据存储和编目的工具，以及整合不同存储系统和协议的引导传输，同时了解数据策略和本地性。此外，它还需要一个通用的授权和身份验证基础设施（AAI）层，最终用户将其视为单个实体，并提供透明的数据访问。粒子物理学的科学领域也使用复杂的分布式数据管理系统。欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）加速器的实验每年产生数百PB的数据。这些数据在全球范围内分发给使用国家计算设施的合作伙伴网站和用户。几个创新的工具，成功地解决了分布式计算的挑战，在全球大型强子对撞机计算网格（WLCG）的背景下。在ESCAPE项目和开放科学数据基础设施（DIOS）工作包中正在进行的工作是使用在WLCG背景下开发的工具建立科学数据湖原型，利用不同的物理科学学科解决FAIR标准和开放数据。我们介绍了如何将科学数据湖原型应用于解决天文数据用例。我们将介绍软件栈，并讨论域之间的一些差异。
2022-02-03 astro-ph.IM cs.DC
CASA, the Common Astronomy Software Applications for Radio Astronomy
CASA，通用天文软件应用，是阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）和卡尔G。Jansky甚大阵（VLA），也经常用于其他射电望远镜。CASA软件可以处理来自单碟、孔径合成和甚长基线干涉仪（VLBI）望远镜的数据。其核心功能之一是支持ALMA、VLA、VLA巡天（VLASS）和Nobeyama 45米望远镜的校准和成像管道。本文介绍了CASA软件的基本结构，以及校准和成像CASA天文射电数据的程序的高层次的概述。CASA是由国家射电天文台（NRAO）、欧洲南方天文台（ESO）、日本国家天文台（NAOJ）和VLBI欧洲研究基础设施联合研究所（JIV-ERIC）的科学家和软件工程师组成的国际联盟在NRAO的指导下开发的。
2022-10-05 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
SSOXmatch: a Java pipeline to compute cross-matches of Solar System bodies in astronomical observations
本研究开发了Java软件包SSOXmatch，可自主积分计算太阳系各类天体位置，支持多台空间望远镜及自定义任务，提供交叉匹配与星历计算服务，遵循高软件质量标准。
2025-04-25 astro-ph.EP 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
Astronomical Image Simulation for Telescope and Survey Development
我们提出了“simage”软件套件的模拟人工河外星系图像，经验的基础上围绕哈勃超深场（UDF）的真实观测。模拟再现星系与现实和复杂的形态，通过建模的UDF星系作为shapplane。图像可以在B，V，i和z波段为空间和地面望远镜和仪器创建。可以针对任何所需的视场尺寸、曝光时间、点扩散函数（PSF）、望远镜反射镜尺寸、像元分辨率、视场星密度和各种检测器噪声源来产生模拟图像。它有能力创建图像，既有预定数量的星系，也有校准到预先存在的数据集（如HST COSMOS调查）的数量计数的星系。此外，还包括简单的选项，以向模拟图像添加已知的弱引力透镜（剪切和弯曲）。该软件以交互式数据语言（IDL）提供，可免费下载用于科学，发展和教学目的。
2010-09-08 astro-ph.CO astro-ph.IM
Gaussian Process regression for astronomical time-series
在过去的二十年里，天文学中时域数据集的可用性、大小和精度都有了很大的扩展。由于其灵活性，数学简单性和相对鲁棒性的独特组合，高斯过程（GP）最近已成为在此类数据集中建模随机信号的首选解决方案。在这篇评论中，我们提供了一个简要的介绍，天文学中出现的GP，目前的基本数学理论，并考虑到GP回归中涉及的关键建模选择，给出了实用的建议。然后，我们回顾应用GPS到时域数据集的天体物理学文献，到目前为止，从系外行星到活动星系核，展示了该方法的功能和灵活性。我们提供了使用模拟数据的工作示例，并提供了源代码的链接，讨论了计算成本和可扩展性的问题，并给出了当前开源GP软件包生态系统的快照。在进一步的算法和概念进步的推动下，我们预计GPS将在未来许多年内继续成为强大和可解释的时域天文学的重要工具。
2022-11-10 astro-ph.IM
Synthesizer: a Software Package for Synthetic Astronomical Observables
Synthesizer是一个快速、灵活、模块化的软件包，用于从星系形成模拟生成合成天体物理观测量，支持多种模型配置，可定量测试参数依赖并快速探索参数空间，代码公开可用。
2025-10-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
AstroImageJ: Image Processing and Photometric Extraction for Ultra-Precise Astronomical Light Curves
ImageJ是图形用户界面（GUI）驱动的、公共领域的、基于Java的软件包，用于传统上主要用于生命科学领域的通用图像处理。ImageJ的图像处理能力是有用的，并可扩展到其他科学领域。在这里，我们提出了AstroImageJ（AIJ），它提供了一个天文学特定的图像显示环境和工具，天文学特定的图像校准和数据减少。虽然AIJ保持ImageJ的通用图像处理能力，但AIJ对于时间序列差分光度测定、光变曲线去趋势和拟合以及光变曲线绘制是流线型的，特别是对于需要超精确光变曲线的应用（例如，系外行星凌日）。AIJ可读取和写入标准FITS文件以及其他常见图像格式，提供FITS标头查看和编辑功能，并支持世界坐标系（WCS），包括一个自动化界面，可连接到astrometry.net门户网站，用于解算印版图像。AIJ提供研究级图像校准和分析工具，采用GUI驱动方法，易于安装，具有跨平台兼容性。它使新用户，即使在本科生，高中生或业余天文学家的水平，快速开始处理，建模和绘制天文图像数据与一个紧密集成的软件包。
2017-01-17 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Evolution of Data Formats in Very-High-Energy Gamma-ray Astronomy
过去30年来，地面伽马射线望远镜产生的大多数重大科学成果都是由操作这些仪器的合作组织的专家成员获得的。这是由于这些合作所采用的专有数据和软件政策。然而，下一代望远镜的出现及其作为天文学界开放的观测站的运作，以及对开放科学的需求普遍增加，使伽马射线天文学家面临着共享数据和分析工具的挑战。因此，在过去几年中，在开发开放源码科学工具的同时，还努力为天文伽马射线数据确定标准化数据格式。后者是本次审查的主要议题。通用数据规格为当前和未来的伽马射线仪器提供了同样重要的好处：它们使来自不同仪器的数据，包括来自退役望远镜的遗留数据，能够在同一软件框架内容易地合并和分析。此外，标准化的数据可供公众访问，并可使用开源软件进行分析，从而获得完全可重复的结果。在这篇文章中，我们提供了一个伽马射线天文数据的数据格式的演变的概述，专注于它的进展，从私人和不同的规格原型开放和标准化的。后者已经在一些出版物中得到成功应用，为分析下一代伽马射线仪器的数据铺平了道路，并为进行伽马射线天文学的开放和可重复的方式铺平了道路。
2021-09-29 astro-ph.IM
The Simons Observatory: Deployment and current configuration of the Observatory Control System for SAT-MF1 and data access software systems
西蒙斯天文台为SAT-MF1部署并配置了数据采集与访问软件系统，解决了性能限制问题，实现了站点兼容的软件改进。
2024-07-22 astro-ph.IM
AstroCloud: A Distributed Cloud Computing and Application Platform for Astronomy
虚拟天文台（Virtual Observatory，VO）是一个数据密集型的在线天文研究和教育环境，它利用先进的信息技术实现天文信息的无缝和全球访问。AstroCloud是中国虚拟天文台（China-VO）项目发起的天文研究网络基础设施，是一种物理分布式平台，集成了望远镜访问计划管理、数据归档、数据质量控制、数据发布和开放访问、基于云的数据处理和分析等任务。它由五个应用渠道组成，即观测，数据，工具，云和公共，并作为天文数据和望远镜的全生命周期管理系统和网关。目前，该平台在北京、南京、上海、昆明、丽江和乌鲁木齐六个城市运营，服务用户超过1.7万人。大量采用国际虚拟天文台和云计算的成果。本文介绍了该项目的背景、体系结构、云计算环境、系统的主要特点、现状和未来计划。
2017-01-19 astro-ph.IM
AstroEBSD: exploring new space in pattern indexing with methods launched from an astronomical approach
电子背散射衍射（EBSD）是一种用于在扫描电子显微镜中测量晶体学特征的技术。该技术高度自动化，在许多实验室都很容易使用。EBSD图案索引通常利用原始电子背散射图案（EBSP）来执行。这些模式是软件处理，以定位带中心（有时是边缘），从每个带的结晶指数确定。一旦获得了许多谱带的一致指数，就可以确定并呈现相对于参考样品和检测器取向的晶体取向。不幸的是，由于与晶体对称性相关的挑战，可用的图案索引方法有限，这可能阻碍了该技术的开放式开发。在这篇手稿中，我们提出了一种新的模式索引的方法，卫星定位在夜空中的方法的基础上，并系统地证明其有效性，使用动态模拟和真实的实验模式。释放这个新算法的好处是证明，我们利用这个索引过程中，连同动态的解决方案，提供一些索引解决方案的第一精度评估。在公开一个新的索引算法和软件处理工具包，我们希望这打开EBSD发展给更多的用户。软件代码和示例数据与本文一起发布，用于第三方开发。
2018-07-17 astro-ph.IM cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Automation of PRL's Astronomical Optical Polarimeter with a GNU/Linux based distributed control system
物理研究实验室的光学偏振计自1980年代中期自行研制以来，一直用于印度的各种望远镜。为了使仪器更高效和有效，我们设计了采集和控制系统，并编写了运行在GNU/Linux操作系统上的软件。已经使用了CCD相机代替目镜，这使得可以用较小的孔径观察较暗的光源。使用较小的孔径可显著提高信噪比。旋光仪现已实现全自动化，从而提高了效率。由于在GNU/Linux中的操作系统级别上内置了网络，现在可以从PRL局域网上的任何地方控制该仪器，这意味着观察员也可以驻扎在Ahmedabad/Thaltej或通过ssh在互联网上的任何地方。本报告概述了该系统的实施情况。
2009-12-01 astro-ph.IM
IVOA Recommendation: Simple Image Access Specification Version 1.0
该规范定义了一个协议，用于通过统一的接口从各种天文图像库中检索图像数据。该接口的目的是让服务提供者实现起来相当简单。定义天空上的矩形区域的查询用于查询候选图像。该服务返回格式化为VOTable的候选图像列表。对于每个候选图像，可以使用访问参考URL来检索图像。图像可以以各种格式返回，包括FITS和各种图形格式。参考图像通常在运行中计算，例如，从大图中剪下来的
2011-10-03 astro-ph.IM
