Software correlator for Radioastron mission
本文介绍了射电天文项目中天地干涉仪的重要组成部分--天文空间中心软件FX关联函数的特点和使用方法。该项目利用10米空间射电望远镜与地面射电望远镜在92、18、6和1.3厘米波长上对紧凑型射电源进行联合观测。本文介绍了利用ASC关联函数进行射电天文项目天地VLBI数据处理的主要特点。实施的条纹搜索程序的质量提供了积极的结果，而没有相关幅度的显著损失。ASC关联函数具有接近实时操作的计算能力。关联函数有多种处理模式：“连续”、“谱线“、“脉冲星”、“巨脉冲”、“相干”。特别注意射电天文空间-地面VLBI数据处理的特点。文中还讨论了空-地干涉仪数据相关中的时延和时延率的计算方法。在Radioastron空间射电望远镜（SRT）成功运行的5年中，ASC关联函数显示出满足当前和未来地面和空间VLBI科学稳定增长的需求的巨大潜力。展示了ASC软件关联函数的运行结果。
2017-06-20 astro-ph.IM
DiFX2: A more flexible, efficient, robust and powerful software correlator
软件相关性，其中以诸如C++的高级语言编写的相关算法在商用计算机硬件上运行，对于小型到中型和/或带宽受限的无线电干涉仪已经变得越来越有吸引力。特别地，许多长基线阵列（其通常具有少于20个元件，并且在观察带宽方面受到昂贵的记录硬件和介质的限制）已经利用软件解调器来进行快速的、成本有效的关联函数升级，以允许与新的、更宽带宽的记录系统兼容，并且提高关联函数的灵活性。DiFX关联函数于2007年公开发布，一直是此类升级的热门选择，目前已被全球许多天文台和研究小组用于生产关联。在这里，我们描述了过去三年中DiFX关联函数功能的演变，包括许多新功能，实质性的性能改进，以及大量的支持基础设施，以简化代码的使用。新功能包括在单个相关通道中关联大量相位中心的能力、相位校准音的提取、不同但重叠的子带的相关、以最小成本快速采样滤波器组和峰度数据的产生等等。代码的最新版本比原始版本至少快15%，在某些情况下甚至快了很多倍。最后，我们还提出了详细的测试结果验证新代码的正确性。
2011-01-05 astro-ph.IM
The beamformer and correlator for the Large European Array for Pulsars
欧洲大型脉冲星阵列将欧洲最大的射电望远镜组合在一起，形成一个捆绑阵列望远镜，提供对毫秒脉冲星的高信噪比观测，目的是提高探测低频引力波的灵敏度。作为这项努力的一部分，我们已经开发了一个软件关联函数和波束形成器，使形成一个捆绑阵列光束从原始电压从每个望远镜。我们解释的概念和技术，在这个过程中所涉及的原始电压相干。我们进一步介绍了专门设计用于处理来自宽间距非均匀射电望远镜的数据的软件处理管道，并描述了准备，相关和创建捆绑阵列光束所涉及的步骤。这包括偏振校准、带通校正、频率相关相位校正、干扰抑制和脉冲星选通。提供了一个链接，可以获得该软件。
2017-03-19 astro-ph.IM
A Python/CuPy Software Correlator for QUEST: Real-Time Performance and Initial Imaging
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；School of Arts and Sciences, Shanghai Dianji University（上海电机学院文理学院）；College of Physics and Electronic Engineering, Qilu Normal University（齐鲁师范学院物理与电子工程学院）
本文介绍一种用于小型射电干涉阵列的Python/CuPy软件相关器，评估其在QUEST上的实时性能和初步成像能力，采用多线程数据采集、GPU加速相关运算等技术，实现四天线模式下的高吞吐量和高质量成像。
2026-04-22 astro-ph.IM
A GPU based real-time software correlation system for the Murchison Widefield Array prototype
现代图形处理单元（GPU）是提供Tflop/s理论计算能力的廉价商品硬件。GPU非常适合许多计算密集型任务，包括数字信号处理。我们描述了一个基于GPU的射电天文数字相关器的实现和性能。相关器使用NVIDIA CUDA开发环境实现。我们评估了两代NVIDIA硬件上的三种设计选项。不同的设计以不同的方式利用内部寄存器、共享内存和多处理器。我们发现，最佳的性能是实现与最小化的全局内存读取最近几代硬件的设计。基于GPU的相关器优于一个单线程的CPU相当于一个32天线阵列的60倍，并在商品PC硬件上运行。GPU提供的额外计算能力最大限度地提高了PC的相关能力，同时保留了与使用标准硬件、网络和编程语言相关的快速开发时间。通过这种方式，基于GPU的关联系统代表了高性能定制硬件和纯基于CPU的软件关联之间的设计空间的中间地带。相关器被部署在Murchison Widefield Array 32天线原型系统中，在那里它可以长时间实时运行。我们简要描述了原型阵列的数据捕获，流和相关系统。
2009-06-10 astro-ph.IM
Cobalt: A GPU-based correlator and beamformer for LOFAR
对于低频射电天文学，通用硬件上的软件相关和波束形成是定制设计硬件的可行替代方案。LOFAR是新一代射电望远镜，中心位于荷兰，在德国，法国，爱尔兰，拉脱维亚，波兰，瑞典和英国设有国际站，自2004年以来，它已成功使用基于IBM Blue Gene技术的软件实时处理器。从那时起，技术的发展使我们能够建立一个基于商业现成组件的系统，该系统将相同的功能与较低的运营成本相结合。在本文中，我们描述了一个基于GPU的关联函数和波束形成器的设计和实现具有相同的能力，蓝色基因为基础的系统。我们专注于所采取的设计方法，并显示在选择一个合适的系统所面临的挑战。软件系统的设计、实现和验证充分体现了现代测试驱动开发方法的价值。基于三年运行的运行经验表明，通用系统是以前基于超级计算机的系统或定制设计的硬件的良好替代品。
2018-04-30 astro-ph.IM
A VLBI Software Correlator for Fast Radio Transients
本文为 CHIME/FRB Outriggers 项目开发了一个基于 Python 的离线 VLBI 软件相关器，通过基于二次估计器的新型相关算法解决了台站加窗导致的 30% 灵敏度损失，并验证了其天体测量精度。
2024-03-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Allen Telescope Array Commensal Observing System
本备忘录描述了用于在艾伦望远镜阵列（ATA）进行相干相关器和波束形成器观测的系统。该系统部署了约2年，直到2011年ATA休眠，并负责在数千小时的观测中收集>5 TB的数据。给出了系统的总体设计，并详细讨论了系统的实现.我强调各种设计决策的基本原理，并试图记录ATA操作的一些方面，这些方面对于非内部人员可能不太明显。最后，我根据自己开发软件基础设施和管理相关器观测的经验提出了一些建议。其中包括：重新使用现有系统;解决而不是避免项目之间的紧张关系，共享基础设施;计划进行独立观测以补充常规观测;在部署新的和不寻常的观测模式时，要考虑天文台工作人员。记录软件代码库的结构。
2012-01-25 astro-ph.IM
MWAX: A New Correlator for the Murchison Widefield Array
本研究介绍了MWA低频射电望远镜的新型全软件可编程相关器MWAX，它基于以太网组播与GPU服务器集群，可实时处理24个1.28MHz粗通道，支持256个天线瓦片同时相关，具备高灵活性与可扩展性，替代了上代相关器并适配未来升级。
2023-03-21 astro-ph.IM
A GPU-based Correlator X-engine Implemented on the CHIME Pathfinder
我们提出了一个自定义的基于GPU的计算集群，提供相关的CHIME探路者射电望远镜的X引擎的设计和实现。它是最大的此类系统之一，在400 MHz的无线电带宽上关联32，896个基线（256个输入）。该系统大量使用消费级部件和定制软件堆栈，开发成本仅为同类安装成本的一小部分。与现有的GPU后端不同，该系统是围绕在消费级AMD GPU上运行的OpenCL内核构建的，利用低成本硬件并利用打包整数运算将算法效率提高一倍。该系统在10 kW的功率范围内实现了所需的105 TOPS，使其成为当今使用的最节能的X发动机之一。
2015-06-11 astro-ph.IM
Resolving VLBI correlator ambiguity in the time delay model improves precision of geodetic measurements
现代甚长基线干涉测量（VLBI）相对论延迟模型，如IERS公约中所记载的，是指信号通过干涉仪基线的两个站之一（从一对站中任意选择，称为“参考站”或“站1”）的时间历元。该模型由2002年以前使用的相关程序组成。然而，自2002年以来，一个新的相关程序，产生的VLBI群延迟指的是在地心的信号通过的时间历元已被使用。对常规VLBI模型延迟进行了相应的修正。然而，这种校正并没有在同行评审的期刊上得到全面的介绍，而且在计算IVS数据库中正式公布的最终组延迟时，使用了不同的方法。这可能会导致一个不一致的地基VLBI实验之间的群延迟由关联函数和几何模型延迟从IERS公约中使用的数据分析软件得到高达6 ps。此外，信号到达“参考站”的时刻的错误计算可能会导致更大的建模误差（高达50 ps）。本文介绍了由于从洛伦兹变换阐述的两个历元之间的过渡的校正的理由，以及对信号到达时刻的计算的不确定性建模的方法。这两个变化对于即将到来的宽带技术大地测量VLBI观测尤其重要。
2021-01-21 astro-ph.IM
Space-VLBI with RadioAstron: new correlator capabilities at MPIfR
DiFX是一个基于FX结构（先傅立叶变换，再交叉相乘）的VLBI数据关联函数。DiFX是一个用C++编写的免费许可软件，由一个国际程序员小组开发和维护。马克斯-普朗克射电天文研究所（MPIfR）开发了一个新的DiFX版本（dra），以管理天基天线与地面站的相关性。dra版本在波恩的高性能计算机集群（HPC）上运行，并用于正在进行的三个AGN成像RadioAstron关键科学项目的数据处理，该项目位于MPIfR。
2015-02-24 astro-ph.GA astro-ph.IM
A Generic and Efficient E-field Parallel Imaging Correlator for Next-Generation Radio Telescopes
现代射电望远镜更倾向于密集排列的阵列布局和大量的天线（$N_\textrm{A}\gtrsim 1000$）。由于传统成像仪的复杂性与$\mathcal{O}(N_\textrm{A}^2)$成比例，因此实现这些功能强大的仪器的全部成像潜力将需要高昂的成本。通过我们的通用和高效的电场并行成像关联函数（EPIC），我们提出了一个广义的直接成像算法，即模块化最佳频率傅立叶（MOFF）成像仪的第一个软件演示。它不仅可以降低$\mathcal{O}(N_\textrm{A}\log_2 N_\textrm{A})$密集布局的成本，还可以从不规则布局和异构天线阵列中成像。EPIC是高度模块化的，可并行化的，在面向对象的Python中实现，并且公开可用。我们已经验证了所产生的图像是等同于那些从传统的技术，在精度设置网格粗糙度。我们还验证了我们的实施与长波长阵列（LWA1）观察到的数据。我们提供了一个详细的框架与异构阵列成像，并表明EPIC鲁棒估计输入的天空模型，这样的阵列。具有密集填充因子的天线布局由大量天线组成，如LWA、平方公里阵列、氢再电离时代阵列和加拿大氢强度测绘实验，通过部署优化版本的EPIC，将获得显着的计算优势。该算法是一个强有力的候选人的仪器针对瞬态搜索的快速射电暴（FRB），以及行星和系外行星的现象，由于高速校准的时域图像和低输出带宽的可用性相对于基于能力的系统。
2017-01-19 astro-ph.IM
A real-time software backend for the GMRT
软件信号处理的新时代对射电天文仪器产生了巨大的影响。我们的设计和实施的32天线，33 MHz，双极化，完全实时的软件后端的GMRT，只使用现成的组件，是一个例子。我们已经建立了一个相关器和波束形成器，使用基于PCI的ADC卡和48个节点的Linux集群，具有双千兆节点间连接，以满足实时数据传输的要求。高度优化的计算管道使用高速缓存高效的多线程并行代码，并辅以矢量化处理。该后端允许灵活的最终时间和频率分辨率，以及实现射频干扰抑制算法的能力。我们的方法允许相对快速地开发一个相当复杂和灵活的后端接收器系统的GMRT，这将大大提高望远镜的生产力。在本文中，我们描述了一些第一个灯使用这个软件处理管道。我们相信这是第一个像GMRT这样的中等规模阵列的实时天文台后端实例。
2010-06-10 astro-ph.IM
Commensal observing with the Allen Telescope array: software command and control
艾伦望远镜阵列（英语：Allen Telescope Array，ATA）是一个大数小直径射电望远镜阵列，目前拥有42个独立天线和5个独立的后端科学系统（2个成像FX放大器和3个时域波束形成器），位于帽溪射电天文台（HCRO）。ATA的目标是同时运行多个后端，同时支持多个科学项目。主要的软件控制系统基于Java、JRuby和Ruby on Rails的组合。主控制API经过简化，可轻松与新的后端系统集成，而软件堆栈的较低层则由主观测系统处理。为ATA安排观测是基于找到多个项目的科学需求之间的联盟，并自动确定一个有效的路径来操作各种子组件，以满足这些需求。建成后，ATA有望成为世界级的射电望远镜，将SETI项目与众多射电天文学科学项目相结合。
2010-10-11 astro-ph.IM
Correlating Radio Astronomy Signals with Many-Core Hardware
射电天文学最近的发展是用许多小天线取代传统的碟形天线。这些信号被组合成一个巨大的虚拟望远镜。巨大的数据流被互相关以滤除噪声。这尤其具有挑战性，因为计算需求随着数据流的数量呈二次方增长。此外，相关器不仅是计算密集型的，而且是非常密集的I/O。例如，LOFAR望远镜每天将产生超过100 TB的数据。未来的SKA望远镜甚至需要艾次浮点运算和千兆比特/秒的I/O。最近的趋势是在软件而不是专用硬件中进行关联，以增加灵活性并减少开发工作。我们在多核CPU和众核架构（如NVIDIA和ATI GPU以及Cell/B. E）上评估相关器算法。correlator是一个流式实时应用程序，比目前通常在众核硬件上实现的应用程序的I/O密集度要高得多。与IBM Blue Gene/P超级计算机上的LOFAR产生式相关器进行了比较。我们调查性能，功率效率和可编程性。我们确定了几个重要的架构问题，导致架构执行次优。我们的研究结果适用于一般的数据密集型应用程序。当前GPU的处理能力和存储器带宽对于相关性目的而言是高度不平衡的。虽然Blue Gene/P上的产品相关器达到了理论峰值性能的96%，但在ATI GPU上只有16%，在NVIDIA GPU上只有32%。细胞/B.E.相比之下，处理器达到了出色的92%。我们发现Cell/B.E.和NVIDIA GPU是最节能的解决方案，它们运行相关器的能效至少是Blue G…
2017-02-02 astro-ph.IM
A new approach to mitigation of radio frequency interference in interferometric data
射频干扰（RFI）是限制射电望远镜灵敏度的主要因素，特别是在低于1 GHz的频率上。我提出了一个概念上的新方法来减轻RFI的干涉数据。这已被用来开发一个软件工具（RfiX），以消除RFI从使用巨型米波射电望远镜，印度的观测。然而，该概念可用于在任何干涉仪中切除RFI。简而言之，在RFI存在的情况下，干涉仪基线的条纹停止相关器输出以条纹停止周期振荡。RfiX的工作原理是识别这样的模式并从数据中减去它。这可能是唯一一种纯软件技术，可以从RFI损坏的数据中挽救真正的可见性值。它既不需要高速硬件，也不需要实时处理，并且在1- 10 s积分的正常相关器输出上工作得最好。它以其不同的方法和所针对的制度补充了其他缓解计划。它能够处理在数秒内集成的数据，这使它具有优势，同时可以切除弱的、持续的RFI，这与大多数其他使用高速采样在时频平面上定位RFI的技术不同。RfiX的不同之处还在于它不需要无RFI数据来识别损坏的部分。给出了RfiX应用的一些结果，包括在240 MHz下的图像，峰值/噪声比为43000，是迄今为止波长> 1 m时的最高值。
2009-02-19 astro-ph.IM
Managing Hardware Configurations and Data Products for the Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment
加拿大氢强度测绘实验（CHIME）是一个雄心勃勃的新射电望远镜项目，用于测量宇宙膨胀和研究暗能量。保持其1280个天线及其模拟信号链的物理配置以及相关器每天产生的约100 TB数据的良好记录对于CHIME的成功至关重要。在这些程序中，我们描述了我们开发的数据库驱动的软件来管理这种复杂性。
2014-10-30 astro-ph.IM
The e-MERLIN Data Reduction Pipeline
e-MERLIN数据简化管道用Python编写，并利用ParselTongue与天文图像处理系统（AIPS）接口，旨在自动处理和校准来自e-MERLIN相关器的射电天文学数据所需的程序。由输入参数的纯文本文件驱动，管道是模块化的，可以由用户根据需求分阶段运行。该软件包括加载原始数据、时间和/或频率平均值、标记已知干扰源、使用SERPent更全面地标记、执行部分或全部校准程序（包括自校准）以及在正常或宽场模式下成像的选项。它还可选地在各个阶段产生许多有用的诊断图，以便可以评估数据的质量。该软件可从e-MERLIN网站或通过Github下载。
2015-02-17 astro-ph.IM
An Efficient Real-time Data Pipeline for the CHIME Pathfinder Radio Telescope X-Engine
CHIME Pathfinder是一种新的干涉射电望远镜，使用混合FPGA/GPU FX相关器。该相关器的基于GPU的X引擎处理超过819 Gb/s的4+4位复杂天文数据，来自400 MHz无线电波段的N=256个输入。提出了一个软件框架来管理这种实时数据流，它允许16个处理服务器中的每一个处理51.2 Gb/s的天文数据，加上8 Gb/s的辅助数据。每个服务器通过8条10 GbE链路从FPGA F引擎接收UDP数据包形式的数据，将这些数据包中的数据组合成大的（32 MB-256 MB）缓冲帧，并将它们传输到多个GPU协处理器进行关联。来自GPU的结果被合并和规范化，然后传输到收集服务器，在那里它们被合并到一个文件中。积极的优化使每台服务器都能处理如此高的数据速率;允许每台服务器有效关联25 MHz的无线电带宽。通过添加额外的服务器，该解决方案可以很好地扩展到更大的N值。
2015-06-15 astro-ph.IM
Precision VLBI astrometry: Instrumentation, algorithms and pulsar parallax determination
本文介绍了第一个通用的射电干涉测量软件相关器DiFX的开发，以及它与澳大利亚长基线阵列（LBA）一起完成南半球迄今为止最大的VLBI脉冲星天体测量计划。这个为期两年的天体测量计划已经测量了七个新的脉冲星暴，是南半球VLBI测量脉冲星暴数量的三倍多。这些测量包括以优于1%的精度确定PSR J 0437 -4715的距离和横向速度，从而改进了广义相对论的测试，以及着名的双脉冲星系统PSR J 0737 - 3039 A/B的视差的首次重要测量，这将允许该系统中的广义相对论测试进行到0.01%的水平。为实现这一科学而开发的DiFX软件相关器已经过广泛测试，现在是升级后的LBA主要国家研究设施的一个组成部分;此外，它已被选中用于促进美国甚长基线阵列的大幅灵敏度升级。
2009-02-06 astro-ph.IM astro-ph.SR
Processing System for Coherent Dedispersion of Pulsar Radio Emission
本文介绍了一种利用相干解色散和二比特信号采样补偿算法转换VLBI观测数据的系统。相干去色散对于处理脉冲星观测以获得最佳时间分辨率是重要的，而信号采样的校正使得有可能摆脱干扰脉冲星衍射图案分析的一些寄生效应。已经建立了一个管道，使用开发的转换器和ASC软件相关器，这将允许重新处理射电天文脉冲星观测的所有存档数据，并进行搜索巨脉冲，这需要最佳的时间分辨率。
2023-03-30 astro-ph.IM
Astrometric accuracy of snapshot Fast Radio Burst localisations with ASKAP
近年来，局部快速射电暴（FRB）的增加促进了对全球FRB宿主特性、源环爆介质以及这些环境对突发特性的潜在影响的深入研究。澳大利亚平方公里阵列探路者（ASKAP）已经定位了11个具有亚弧秒到弧秒精度的FRB，在某些情况下导致了亚星系定位区域，而在其他情况下则覆盖了大部分宿主星系。用于ASKAP的FRB图像帧的天体测量配准方法，以便将其与其他波长拍摄的图像对齐，目前受到短时间内检测到的连续光源亮度的限制（“快照”）由通用实时ASKAP快速瞬变（CRAFT）软件相关器捕获的电压数据，其用于校正由于不完美的校准解决方案而导致的任何帧偏移，并估计任何所需校正的精度。在本文中，我们使用专门的观测明亮，紧凑的无线电源在ASKAP的低频和中频波段，调查使用这种所谓的“快照”技术获得的位置的典型的天体测量精度。使用CRAFT软件和ASKAP硬件相关器捕获这些数据后，我们还比较了从两种数据产品获得的偏移分布，以估计由不同处理路径产生的图像帧之间的典型偏移，为将来使用奠定了基础硬件相关器记录的持续时间更长、信噪比更高的数据。我们发现典型的偏移量之间的两个帧的$\sim 0.6$和$\sim 0.3$ arcsec的低和中带的数据，分别为RA和十二月，我们还发现我们的偏移量分布和那些公布的FRB之间的合理协议。<Abridged>
2021-07-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
A High Speed Networked Signal Processing Platform for Multi-element Radio Telescopes
提出了一种适用于多元射电望远镜实时信号处理的网络化信号处理系统（NSPS）结构。在该系统中，多元射电望远镜被视为一个应用程序的多传感器，数据融合的问题，可以分解成一个通用的一组计算和网络组件，一个实用的和可扩展的架构，使当前的技术。需要这样一个系统的背景下出现的一个正在进行的计划，重新配置的Ooty射电望远镜（ORT）作为一个可编程的264元阵列，这将使几个新的观测能力，大规模的调查，这个成熟的望远镜。对于这种应用，有必要管理、路由和组合大量数据，这些数据的实时整理需要维持大的I/O带宽。由于这些是许多多传感器融合应用的一般要求，我们首先描述了NSPS的基本架构的融合树，然后再详细说明其应用程序的ORT。本文讨论了与高速分布式数据采集、基于现场可编程门阵列（FPGA）的对等网络相关的问题，这些网络在路由时支持重要的实时处理，并为千兆以太网等典型商品网络提供最后一英里接口。该系统基本上是一对两个合作网络，其中一个是商品高性能计算机集群的一部分，另一个是基于商用现货（COTS）技术，并得到公共领域软件/固件组件的支持。
2011-02-01 astro-ph.IM cs.DC
V-FASTR: The VLBA Fast Radio Transients Experiment
最近用单碟射电望远镜发现了分散的非周期性脉冲无线电信号，这引发了人们对探索快速瞬变无线电信号相对未知空间的极大兴趣。在这里，我们描述了V-FASTR，一个实验，使用甚长基线阵列（VLBA）进行快速瞬态无线电信号的盲搜索。该实验完全以一种并行模式运行，同时进行正常的VLBA观测和操作。这是由于用于处理VLBA数据的DiFX软件相关器的功能和灵活性。使用VLBA进行这种类型的实验比单碟实验具有显着的优势，包括更大的视野，能够轻松区分本地射频干扰和真实信号，以及将天空中检测到的事件定位到毫弧秒精度的可能性。我们描述了我们的软件管道，它接受短积分（~ms）光谱仪数据从每个天线在实时相关，并执行一个不相干的去色散分别为每个天线，在一个范围内的试验色散措施。去分散的数据由复杂的检测器处理，并记录候选事件。在关联结束时，存储事件发生时的原始数据的小片段以供进一步分析。我们提出了我们的事件检测管道的一些测试观测的恒星B 0329 +54和B 0531 +21（螃蟹脉冲星）的结果。
2011-05-25 astro-ph.IM
Scaling Radio Astronomy Signal Correlation on Heterogeneous Supercomputers Using Various Data Distribution Methodologies
下一代射电望远镜将需要更大数量级的计算能力，以提供更高灵敏度的宇宙视图。在射电望远镜信号处理流程的初始阶段，信号相关性是处理巨大数据吞吐量和密集计算方面的最大挑战之一。我们实现了一个基于GPU集群的软件相关器与各种数据分布模型，并给出了一个系统的比较使用Fornax超级计算机的测试结果的基础上。通过分析每个模型的可扩展性和吞吐量，在广泛的问题大小范围内确定最佳方法，涵盖下一代望远镜的规模。
2013-05-24 astro-ph.IM cs.DC
The Expanded Very Large Array
在近30年的运行中，甚大阵（VLA）已被证明是一个非常灵活和富有成效的射电望远镜。然而，VLA的基本能力自设计以来几乎没有变化。目前正在利用现代技术进行重大扩展，以在灵敏度和频率覆盖范围方面至少提高一个数量级的VLA能力。扩展甚大阵列（EVLA）项目的主要组成部分包括新的或升级的接收机，用于从1到50 GHz的连续频率覆盖，新的本地振荡器，中频和宽带数据传输系统，用于从每个天线携带16 GHz总带宽的信号，以及一种新的数字相关器，其具有处理具有用于成像阵列的前所未有数量的频率通道的带宽的能力。还包括一个新的监测和控制系统和新的软件，将提供望远镜的易用性。EVLA计划于2012年完工，将为世界研究界提供一个灵活、强大、通用的望远镜，以解决当前和未来的天文学问题。
2009-09-08 astro-ph.IM
The High Time and Frequency Resolution Capabilities of the Murchison Widefield Array
将高时间分辨率能力纳入现代射电望远镜的科学案例既多又引人注目。科学目标的范围从外来源，如太阳，到我们的太阳，到最近探测到的可能的银河系外射电爆发，即所谓的快速射电暴（FRB）。Murchison Widefield Array（MWA）最初被设想为纯粹的成像望远镜，最初的设计不包括访问高时间和频率分辨率电压数据的能力。然而，MWA的软件相关器的灵活性允许一个现成的解决方案来添加此功能。本文介绍了记录100微秒和10 kHz分辨率的MWA电压数据的系统。示例的科学应用，这种能力是至关重要的，以及伴随的调试结果，从这种模式来证明验证。
2015-01-23 astro-ph.IM
ICE: a scalable, low-cost FPGA-based telescope signal processing and networking system
我们提出了一个概述的“ICE”的硬件和软件框架，实现大阵列的互连基于FPGA的数据采集，信号处理和网络节点经济。该系统被认为是应用于无线电，毫米和亚毫米望远镜读出系统，有超出典型的现成的处理系统的要求，如仔细控制的干扰信号产生的数字电子，和时钟的所有元素在系统中从一个单一的精确观测衍生振荡器。新一代望远镜在这些频段上工作，并在设计上大大加强了对数字信号处理的重视，以支持其探测器多路复用技术或高带宽放大器-数据速率超过每秒1 TB-正在变得普遍。ICE系统围绕定制FPGA主板构建，该主板使用Xilinx Kintex-7 FPGA和基于ARM的协处理器。该系统通过软件、固件和定制夹层子板专门用于特定应用，这些子板通过行业标准FMC规范与FPGA接口。对于高密度应用，主板封装在16插槽机箱中，ICE背板在机箱中的主板之间实现低成本无源全网状网络，允许机箱之间的高带宽互连，并实现数据卸载到计算机集群。基于Python的控制软件库自动检测和操作阵列中的硬件。ICE框架的具体望远镜应用的例子，即频率复用测辐射热计读出系统用于SPT和西蒙斯阵列和数字化仪，F-引擎，CHIME和HIRAX无线电干涉仪和网络引擎。
2016-08-22 astro-ph.CO astro-ph.IM
Accelerating Radio Astronomy Cross-Correlation with Graphics Processing Units
我们提出了一个高度并行实现的时间序列数据的互相关，使用图形处理单元（GPU），这是可扩展到数百个独立的输入，并适合于处理来自“大N”阵列的许多无线电天线的信号。该算法的计算部分，X引擎，在Nvidia的费米架构上有效地实现，维持高达79%的峰值单精度浮点吞吐量。我们比较了硬件和软件管理的缓存获得的性能，观察后者显着更好的性能。报告的高性能涉及使用多级数据平铺策略在内存中，并使用流水线算法，同时计算和传输的数据从主机到设备内存。与ASIC和FPGA实现相比，GPU实现的代码开发速度，灵活性和低成本有可能大大缩短相关器开发和部署的周期，对于可以容忍一些功耗损失的情况。
2011-08-01 astro-ph.IM cs.CE
A Cloud-native Agile approach to cyber platform prototyping and integration for astronomy: the ENGAGE SKA case
本文以 ENGAGE SKA 为例，提出了一种结合云原生计算与敏捷方法的网络基础设施原型构建方案，以支持 SKA 射电望远镜的软件开发生命周期，从而降低运营成本并提升系统控制、监测、可扩展性与可靠性。
2025-06-06 astro-ph.IM cs.SY eess.SY
Pathfinding pulsar observations with the CVN incorporating the FAST
本文展示了结合FAST的CVN脉冲星探路观测结果，利用四台望远镜在L波段观测并经AIPS处理，以毫角秒级精度拟合了脉冲星位置，验证了VLBI方法在获取天体测量参数上比计时观测更准确。
2024-09-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
Stellar intensity interferometry of Vega in photon counting mode
恒星强度干涉测量是一种基于测量恒星发出的光的二阶空间相关性的技术。这些测量提供的物理信息是发射源的角尺寸和结构。目前正在全世界范围内努力对由长基线隔开的望远镜和未来的切伦科夫望远镜阵列进行恒星强度干涉测量。我们描述了这种类型的实验，实现在Asiago天文台（意大利），在其中，我们进行了第一次测量的相关计数光子重合在后处理通过一个单光子软件相关器和利用完全的量子特性的光从一颗恒星发出。我们成功地检测到织女星在零基线的时间相关性，并进行了测量的相关性的预测基线$\sim$ 2公里。Vega在零基线处的平均离散相干度为$< g^{(2)} > \, = 1.0034 \pm 0.0008$，提供信噪比为$S/N \gtrsim 4$的检测。在公里基线上没有检测到相关性。测量结果与Vega角直径为3.3 mas的源的空间相干性的预期程度一致。从Asiago实验中获得的经验将有助于今后在切伦科夫望远镜长基线阵列上进行恒星强度干涉测量。
2021-07-12 astro-ph.IM astro-ph.SR
A Digital Calibration Source for 21cm Cosmology Telescopes
前景减缓对所有使用红移中性氢21厘米发射线的宇宙学目标的下一代射电干涉仪至关重要。试图消除这种前景发射导致了新的分析技术以及专门用于仪器光束和增益校准的硬件的新发展，包括稳定的信号注入干涉阵列和基于无人机的光束映射平台。目前文献中使用的无线电校准源是宽带非相干源，其只能被检测为过量功率并且对相位信息没有直接灵敏度。在本文中，我们描述了一个数字无线电源，它使用全球定位卫星（GPS）派生的时间戳，形成一个确定性的信号，可以从空中平台广播。可以在仪器相关器处本地部署该源的副本，使得来自空中平台的接收信号可以与本地副本相关，并且可以在每个干涉测量元件的幅度和相位两者中测量所得到的相关性。我们定义了这样一个源的要求，描述了一个初始的实施和验证这个源使用商业软件定义的无线电板，并提出了波束图切片天线范围测量使用商业板。我们发现商用板并不能满足所有要求，因此我们还建议未来使用更复杂的芯片组。
2022-11-20 astro-ph.CO astro-ph.IM
Surveying the Dynamic Radio Sky with the Long Wavelength Demonstrator Array
本文提出了一种搜索无线电瞬变在73.8兆赫（4米波长）的全天空成像能力的长波长演示阵列（LWDA）。LWDA是一个16偶极相控阵望远镜，位于新墨西哥州的甚大天线阵。单个偶极子的视场基本上是整个天空，偶极子的数量足够小，可以使用简单的软件相关器来制作全天空图像。从2006年10月到2007年2月，我们进行了一次全天瞬变搜索计划，总共获得了106小时的数据;时间采样不同，在计划开始时为5分钟，在计划结束时提高到2分钟。我们能够探测到太阳耀斑，并在一种特殊用途的模式下，在2006年狮子座流星雨期间，从电离的流星尾迹中反射出无线电。我们没有探测到起源于太阳系外的超过500焦耳的通量密度极限的瞬变，相当于不超过10^{-2}事件/年/度^2的极限，在73.8兆赫下，脉冲能量密度>~ 1.5 x 10^{-20} J/m^2/Hz，脉冲宽度约为300 s。这一事件发生率与以前的全天瞬变搜索结果相当，但频率低于大多数以前的全天搜索结果。我们相信LWDA说明了全天空成像模式如何成为低频仪器的有用操作模型，例如低频阵列，长波长阵列站，平方公里阵列的低频组件，以及潜在的月球无线电阵列。
2010-10-28 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.GA
