Radio Interferometric Calibration via Ordered-Subsets Algorithms: OS-LS and OS-SAGE calibrations
本工作的主要目标是加速无线电干涉校准中的最大似然（ML）估计过程。我们介绍了OS-LS和OS-SAGE无线电干涉校准方法，作为有序子集（OS）方法与最小二乘（LS）和空间交替广义期望最大化（SAGE）校准技术的组合，分别。OS算法加快了ML估计，并实现了与非OS方法获得的解几乎相同的精度水平。我们将OS-LS和OS-SAGE校准方法应用于模拟观测，并表明这些方法相对于传统的LS和SAGE技术具有更高的收敛速度。此外，所获得的结果表明，OS-SAGE校准技术具有优越的性能相比，OS-LS校准方法的意义上实现更准确的结果，同时具有显着更少的计算成本。
2013-06-29 astro-ph.IM
FLAGCAL:A flagging and calibration package for radio interferometric data
我们描述了一个标记和校准管道，旨在从GMRT数据快速查看图像。该软件包识别并标记损坏的vibrations，计算校准解决方案，并将这些内插到目标源。可以使用任何标准成像包直接对这些标记的校准过的病毒进行成像。流水线是用“C”编写的，其中计算密集型算法使用OpenMP并行化。
2011-11-28 astro-ph.IM
Efficient Source Finding for Radio Interferometric Images
天文图像中的目标检测，一般称为源查找，通常在天体物理处理工作流程中的目标表征阶段之前执行。在射电天文学中，源查找历来是由定制的离线系统执行的;然而，现代数据采集系统以及为即将到来的天文台（如平方公里阵列（SKA））提出的数据采集系统将使这种方法不可行。一个领域的方法的变化是特别必要的是在设计快速成像系统的瞬态研究。本文介绍了一些进步，加速和自动化的源发现在这样的系统。
2019-01-15 astro-ph.IM
Radio Interferometric Calibration Using a Complex Student's t-distribution and Wirtinger Derivatives
不完整的天空模型和射频干扰会使无线电干涉测量增益校准产生偏差，从而导致校准伪影，这会限制所得到的图像的动态范围。有人建议，采用重尾似然函数的校准算法不太容易受到这种影响，因为它们对数据中的离群值具有鲁棒性。我们提出了一种算法的基础上，学生的t分布，利用复杂的优化和Wirtinger演算的框架，有效和强大的干涉增益校准。我们将此算法作为一个选项集成在新发布的校准软件包CubiCal中。我们证明，该算法可以减轻不完整的天空模型和射频干扰引入的一些偏见，通过将其应用到模拟和真实数据。我们的研究结果表明显着的改进相比，传统的最小二乘求解器，假设高斯似然函数。此外，我们提供了一些见解，为什么该算法优于传统的求解器，并讨论具体的情况下（方向无关和方向相关的自校准），这是预期的情况。
2019-10-17 astro-ph.IM
Radio interferometric imaging of spatial structure that varies with time and frequency
无线电干涉仪的空间频率覆盖范围通过合并在不同时间和观测频率获得的样本而增加。然而，天体物理源通常包含复杂的空间结构，其在观测的时间范围内变化，或所使用的接收器的带宽，或两者。除了平均强度分布之外，图像重建算法还可以被设计为对时间和频率可变性进行建模，并且提供对忽略所有可变性的传统方法的改进。本文介绍了一种算法，设计用于这样的结构，并评估它的背景下重建三维时变结构的日冕从无线电干涉测量5 GHz和15 GHz之间使用现有的望远镜，如EVLA和角分辨率比传统的多频分析算法所允许的。
2012-08-20 astro-ph.IM
Solution intervals considered harmful: on the optimality of radio interferometric gain solutions
在无线电干涉仪增益校准过程中，解区间通常用于提高信噪比。这项工作调查如何因素，如噪声水平，固有增益的变化，模型的不完整性程度，以及存在的射频干扰影响校准的解决方案间隔的选择。我们进行不同的干涉模拟，以展示这些因素，结合解决方案的间隔的选择，影响校准和成像输出，并讨论选择最佳的解决方案的间隔的实际指导方针。此外，我们提出了一种能够在校准过程中自动选择合适的解决方案间隔的算法。通过将该算法应用于模拟和真实数据，我们表明，它可以成功地选择解决方案的间隔，只要数据不是太不均匀的标记之间取得了良好的平衡捕获固有增益的变化性和不拟合噪声。此外，我们阐述了几个实际的方面，强调需要开发正规化的校准算法，不需要解决方案的间隔。
2021-03-23 astro-ph.IM
Sparse Image Reconstruction for the SPIDER Optical Interferometric Telescope
最近提出的一种小尺度干涉光学成像装置的概念，即一种称为光电侦察分段平面成像探测器的仪器，因其在天文学和空间科学中的可能应用而引起极大兴趣。由于重量轻，功耗低，分辨率高，SPIDER望远镜可以取代现有的大型太空望远镜。与传统的光学干涉测量不同，SPIDER精确地检索相位和振幅信息，使测量过程类似于无线电干涉仪。最先进的稀疏射电干涉图像重建技术在射电天文学中获得了越来越多的关注，并重建了无线电天空的精确图像。在这项工作中，我们描述的算法，从无线电干涉成像和稀疏图像重建，并通过模拟观测和重建的光学天空演示其应用程序的SPIDER概念望远镜。这种算法对于提供天基信息平台观测的高保真图像十分重要，有助于为天基信息平台的科学和天文分析概念提供动力。
2021-03-22 astro-ph.IM
Clustered Radio Interferometric Calibration
本文介绍了一种修正的无线电干涉校准源低于噪声水平。其主要思想是利用较强源的测量信号的信息作为插入准则来求解较弱源。为了这个目的，我们构建了一些源集群，与质心主要靠近最强的源，假设属于一个单一的集群的源的信号被损坏几乎相同的错误。由于聚类的这一特性，每个聚类被校准为单个源，同时使用其源的所有相干性。将每个聚类的解分配给该聚类的所有源。一个说明性的例子揭示了这种校准相比，非聚类校准的优越性。
2011-05-31 astro-ph.IM
Expected performance of air-shower measurements with the radio-interferometric technique
利用射电天线阵列进行干涉测量是天文学中一种强大且广泛使用的技术。最近，这项技术已被重新用于重建广泛的空气淋浴[1]。这种无线电干涉技术利用了数十亿次级簇射粒子发射的无线电发射的相干性来重建簇射参数，特别是簇射轴和簇射最大值$X_\mathrm{max}$的深度。先前用理想化检测器在模拟上证明的准确性是非常有希望的。在这篇文章中，我们评估的潜力，干涉$X_\mathrm{max}$测量使用（模拟）倾斜的空气淋浴稀疏的天线阵列在现实条件下。要确定的无线电干涉技术与各种天线阵列的应用的先决条件，在天线之间的时间同步和它的相互依赖性与天线密度的不准确性的影响进行了详细研究。我们发现天线多重性（每个事件）和最大可接受的时间抖动之间有很强的相关性，即，时间同步不准确。对于在30至80 MHz的常用频带中以精确到1 ns内的时间同步记录的数据，需要$> 50$的天线多重性以实现$σ_{X_\mathrm{max}} \lesssim 20$ g cm $^{-2}$的$X_\mathrm{max}$分辨率。对于以2 ns精度记录的数据，已经需要$\gtrsim 200$天线来实现该$X_\mathrm{max}$分辨率。此外，我们发现从在更高的观测频率下模拟的数据重建$X_\mathrm{max}$没有优势，即，高达几百MHz。最后，我们提供了一个概括我们的结果从非常倾斜的空气淋浴垂直的几何形状…
2021-02-26 astro-ph.IM
Africanus III. pfb-imaging -- a flexible radio interferometric imaging suite
本文介绍pfb-imaging，一个灵活的射电干涉成像库，通过实现可扩展的脚手架，支持基于稀疏性的SARA重建技术，并在MeerKAT的TB级数据上验证，解决了CLEAN算法在大数据时代的替代方案采纳难题。
2024-12-17 astro-ph.IM
Limits on the validity of the thin-layer model of the ionosphere for radio interferometric calibration
对于在低频下进行观测的地基无线电干涉仪，电离层引起宇宙无线电波的传播延迟和折射，这导致接收信号中的相位误差。这些相位误差可以使用校准方法来校正，该方法假定在地球表面上方的固定高度处的二维相位屏幕，称为薄层模型。在这里，我们调查的薄层模型的有效性，并提供了一个简单的方程，用户可以检查时，这种近似可以适用于不同时间的一天，天顶距，干涉仪纬度，基线长度，电离层电子含量和观测频率的观测。
2016-04-13 astro-ph.IM
The adaptive-loop-gain adaptive-scale CLEAN deconvolution of radio interferometric images
CLEAN算法是一类广泛用于消除望远镜点扩散函数（PSF）影响的反卷积求解器。环路增益是CLEAN算法中的一个重要参数。目前反褶积过程中的参数是固定的，这限制了CLEAN算法的性能。在本文中，我们提出了一种新的反卷积算法与自适应环路增益计划，这是被称为自适应环路增益自适应规模清洁（藻类清洁）算法。实验结果表明，新算法能给出更精确的模型，且收敛速度更快。
2016-04-06 astro-ph.IM
Why CLEAN when you can PURIFY? A new approach for next-generation radio-interferometric imaging
在最近的工作中，稀疏模型和凸优化技术已被应用到无线电干涉（RI）成像显示出潜在的优于国家的最先进的成像算法在该领域。在这次演讲中，我将回顾我们在RI成像方面的最新贡献，这些贡献利用凸优化的多功能性来处理现实的连续维，并提供高度并行化的结构，为高维数据的可扩展性铺平道路。首先，我将回顾我们最近提出的平均稀疏性方法SARA，它依赖于自然图像在多个相干基上表现出强平均稀疏性的观察。其次，我将讨论SARA的有效实现，以及一般的稀疏正则化问题，在一个新的工具箱中，
2015-02-17 astro-ph.IM
Fast algorithms to approximate the position-dependent point spread function responses in radio interferometric wide-field imaging
对宽视场、大分数带宽、高灵敏度、高光谱和时间分辨率的需求已经将无线电干涉测量驱动到大数据革命的程度，其中数据以至少三个维度表示，其中轴用于光谱窗口、基线、源等;其中每个轴具有其自己的子维度集合。与存储和处理这些数据相关联的成本非常大，因此已经研究了压缩干涉测量数据和/或加速处理的若干技术。不幸的是，用于可见度数据压缩的基于平均的方法对数据保真度是有害的，因为点扩散函数（PSF）是位置相关的，即，作为距相位中心的距离的函数而失真和衰减。PSF的位置依赖性变得更加严重，需要更多的PSF计算用于宽场成像。反卷积算法必须在主周期和次周期中考虑失真，以适当地减去PSF并恢复图像的保真度。这种方法在计算上是昂贵的，因为在每次去卷积迭代时，必须计算失真的PSF。我们提出了两种算法，近似这些位置相关的PSF与更少的计算。第一种算法近似$uv$平面中的位置相关PSF，第二种算法近似图像平面中的位置相关PSF。所提出的算法进行了验证，使用模拟数据从MeerKAT望远镜。
2020-09-15 astro-ph.IM
PURIFY: a new algorithmic framework for next-generation radio-interferometric imaging
在最近的工作中，压缩传感（CS）和凸优化技术已被应用到无线电干涉成像显示出潜在的优于国家的最先进的成像算法在该领域。我们回顾了我们的最新贡献，它利用凸优化的多功能性来处理现实的连续vibration，并提供了一个高度并行化的结构，为显着加速重建和高维数据的可扩展性铺平了道路。在新的软件PURIFY（测试版）中推广的新算法结构依赖于乘法器的错误方向方法（SDMM）。各种稀疏先验的性能进行评估，通过模拟在连续的可见性设置，确认我们最近的平均稀疏性方法SARA的优越性。
2014-06-02 astro-ph.IM
Adaptive Weighting in Radio Interferometric Imaging
无线电干涉仪观测天空的傅立叶空间，其位置由阵列几何形状决定。在通过傅里叶变换构造实空间图像之前，对数据进行加权以提高重建质量。计算权值的两个准则是最大化灵敏度和最小化点扩散函数（PSF）旁瓣电平。本文提出了一种适用于超深成像实验的加权方案。建议的加权方案是用来最大限度地提高灵敏度，同时最大限度地减少跨频率和多个历元的PSF旁瓣变化。我们给出的仿真结果表明，所提出的方案相比，常用的加权方案在实现这些目标的优越性。
2014-07-23 astro-ph.IM
A randomised primal-dual algorithm for distributed radio-interferometric imaging
下一代射电望远镜，如平方公里阵列，将获得射电天文学前所未有的数据量。开发快速、可并行或分布式的算法来处理这样大规模的数据集是至关重要的。出于这一动机，我们在这里调查凸优化算法结构，基于原始对偶向前向后迭代，用于解决无线电干涉成像问题。它可以包含任何感兴趣的凸先验。它允许测量数据的分布式处理，并通过采用概率方法来选择在给定迭代中使用的数据块来引入进一步的灵活性。我们研究了重建性能的数据分布，我们建议使用非均匀概率的随机更新。我们的模拟显示了有限的计算基础设施，以及重要的计算优势相比，国家的最先进的算法结构的随机化的可行性。
2016-10-27 astro-ph.IM
Sparsity Averaging Reweighted Analysis (SARA): a novel algorithm for radio-interferometric imaging
提出了一种新的射电干涉测量图像重建算法。与不完整的傅立叶采样识别的能见度测量的不适定的反问题是正则化的平均信号稀疏性的假设在多个小波基的表示。该算法定义在凸优化的通用框架中，被称为稀疏平均加权分析（SARA）。我们通过仿真表明，所提出的方法优于国家的最先进的成像方法在该领域，这是基于信号稀疏的假设，在一个单一的基础上。
2012-07-30 astro-ph.IM
argosim: a Python package for radio interferometric simulations
Université Paris-Saclay, Université Paris Cité, CEA, CNRS, AIM（巴黎萨克雷大学，巴黎西岱大学，法国原子能和替代能源委员会，法国国家科学研究中心，天体物理学与仪器方法实验室）；Institutes of Computer Science and Astrophysics, Foundation for Research and Technology Hellas (FORTH)（计算机科学与天体物理研究所，希腊研究与技术基金会）；Max-Planck-Institut für Radioastronomie（马克斯·普朗克射电天文研究所）
本文介绍argosim，一个基于JAX的模块化、轻量级射电干涉观测模拟Python包，支持全微分和加速计算，从天线位置到清洁图像的全流程模拟。
2026-06-25 astro-ph.IM
Sparse representations and convex optimization as tools for LOFAR radio interferometric imaging
压缩感知理论正逐渐被用于解决越来越多的天文逆问题。在这里，我们解决稀疏表示，凸优化和邻近理论的无线电干涉成像的应用。首先，我们揭示了干涉成像，稀疏表示和凸优化背后的理论，第二，我们说明了它们的应用程序与SASIR，FISTA的实现，在LOFAR成像仪中托管的前向-后向分裂算法的数值测试。在Garsden等人中已经进行了各种测试，2015.主要结果如下：i）与CLEAN相比，在相同数据上点源的改进的角分辨率（因子~2的超分辨率），ii）在高动态范围的点源的场上的正确的光度测量，以及iii）具有改进的保真度的扩展源的成像。与CLEAN相比，SASIR提供了更好的扩展发射重建（少5倍残差）。随着大型射电望远镜的出现，有机会改进经典的成像方法与稀疏表示相结合的凸优化方法。
2015-08-27 astro-ph.IM
Revisiting the spread spectrum effect in radio interferometric imaging: a sparse variant of the w-projection algorithm
下一代射电干涉望远镜将呈现出非共面基线配置和宽视场，引起天空图像的w调制，这反过来又引起扩频效应。我们重新审视了这种影响对成像质量的影响，并研究了一种新的算法策略来处理图像重建过程中的相关算子。在以前的研究中，已经表明，由于扩频效应，在压缩感知的框架中的图像恢复得到了改善，其中w调制可以起到增加测量和稀疏化信号表示之间的不相干性的作用。为了计算效率的目的，进行理想化的实验，其中只考虑望远镜指向方向上的恒定基线分量w。我们将这种分析扩展到更现实的设置，其中w分量对于每个可见性测量都不同。首先，将不同的w-分量纳入成像算法是一项计算要求很高的任务。为此，我们提出了一个变体的W-投影算法，这是基于自适应稀疏化过程，并将其纳入压缩感知成像方法。这种稀疏矩阵的w-投影算法的变体是通用的，并适应每个内核的支持。因此，它适用于所有类型的方向依赖效应。其次，我们表明，对于具有不同w分量的w调制，与没有w调制（即w=0）的设置相比，重建质量得到了显着改善，达到了与恒定的最大w分量的质量相当的水平。这一发现证实，人们可能会寻求优化未来的望远镜配置，以促进大w-组件，从而提高扩频效果，从而提高图像重建的保真度。
2013-11-26 astro-ph.IM
Interferometric radio transient reconstruction in compressed sensing framework
由干涉数据合成孔径成像是一个众所周知的，但却是一个强不适定的逆问题。强和弱的射电源可以明确地成像使用时间和频率积分，以收集更多的天空傅立叶样本。然而，这些成像器假设一个稳定的天空和问题的复杂性增加时，瞬态无线电源也存在于数据中。希望在瞬态成像的背景下，空间和时间信息是可分离的，这使得能够扩展适合稳定天空的成像器。我们引入独立的空间和时间小波字典稀疏表示在空间域和时间域的瞬态。这些字典介入一个新的重建方法开发的压缩感知（CS）的框架，并使用原始-对偶分裂算法。在不同噪声条件下的初步试验表明，这种新的“时间捷变”（或2D-1D）方法在检测和重建瞬态时间依赖性方面是有效的。
2015-12-21 astro-ph.IM
Calibration errors in interferometric radio polarimetry
在干涉射电偏振测量中，剩余校准误差很难预测，因为它们取决于所采用的观测校准策略，包括校准器的斯托克斯矢量和视差角覆盖。这项工作提出了分析推导和模拟，使剩余的轴上仪器泄漏和位置角误差的一套校准策略的检查。重点是在阵列上，包括alt-az天线与共同饲料的视差角是近似均匀的。结果表明，校准计划，需要视差角覆盖的线性饲料的基础（如ALMA）只需要观察超过30度，超过此没有显着改善校准精度。在圆形馈电基础（例如，VLA高于1GHz）中，当泄漏校准器的斯托克斯矢量先验已知时，30度也是合适的，但是当斯托克斯矢量未知时，这上升到90度。这些发现说明并量化了以前模糊的经验法则的概念。
2017-06-20 astro-ph.IM
Unified Radio Interferometric Calibration and Imaging with Joint Uncertainty Quantification
无线电干涉仪的数据处理过程可以看作是一个组合的校准和成像问题。我们提出了一种算法，统一的交叉校准，自校准，成像。作为一种贝叶斯方法，该算法不仅计算天空亮度分布的估计，而且还提供联合不确定度的估计，该联合不确定度包括校准不确定度和实际观测不确定度。该算法是制定在信息场论的语言，并使用度量高斯变分推理（MGVI）作为基础的统计方法。到目前为止，只考虑方向无关的基于天线的校准。这一限制可能在今后的工作中予以解除。该算法的实现以及贡献。
2019-07-20 astro-ph.IM
Non-convex optimization for self-calibration of direction-dependent effects in radio interferometric imaging
无线电干涉成像的目的是估计一个未知的天空强度图像从退化的观测，通过天线阵列获得。在完美校准阵列的理论情况下，已经表明，通过基于凸优化和压缩感知理论的迭代算法来解决相应的成像问题可以与诸如CLEAN的经典算法竞争。然而，在实践中，基于天线的增益是未知的并且必须被校准。未来的射电望远镜，如SKA，旨在提高成像分辨率和灵敏度的数量级。在这个精度水平上，必须考虑增益的方向依赖性，并且无线电干涉成像可以被理解为盲解卷积问题。在这种情况下，基本的最小化问题是非凸的，并适应技术的设计。在这项工作中，利用非凸优化的最新发展，我们提出了无线电干涉测量中的第一个联合校准和成像方法，并证明了收敛保证。我们的方法，基于一个块坐标的前向-后向算法，共同占的图像和方向相关的影响（DDE）上的vibrium和合适的先验。正如在最近的作品中所展示的，稀疏性仍然是图像的优先选择，而DDE被建模为天空的平滑函数，即空间带限。最后，我们通过仿真表明，我们的方法的效率，重建图像的点源和复杂的扩展源。MATLAB代码可以在GitHub上找到。
2017-07-24 astro-ph.IM
Expected performance of interferometric air-shower measurements with radio antennas
广泛的空气簇射的无线电发射的干涉测量允许重建宇宙射线的属性。最近的一项模拟研究与理想化的探测器承诺测量的淋浴最大值$X_\mathrm{max}$的深度，精度优于10 $\,$ g $\,$ cm $^{-2}$。在这方面的贡献，我们评估潜在的干涉$X_\mathrm{max}$测量（模拟）倾斜的空气淋浴与现实的尺寸，稀疏的天线阵列。我们占个别天线之间的不完美的时间同步，并详细研究其相互依赖的天线密度。我们发现天线的多重性（每个事件）和最大可接受的不准确性在个别天线的时间同步之间的强相关性。从这一结果，可以得出的先决条件，为应用干涉测量的天线阵列的设计。对于在30 $\,$ MHz至80 $\,$ MHz的常用频带内以精确到1 $\,$ ns的时间同步记录的数据，需要$\gtrsim 50$的天线多重性来实现具有20 $\,$ g $\,$ cm $^{-2}$的精确度的$X_\mathrm{max}$重建。这种多样性是通过测量具有天顶距$θ\geq 77.5^\circ$的倾斜空气簇射和1 $\,$ km间隔的天线阵列来实现的，而具有天顶距$θ\leq 40^\circ$的垂直空气簇射需要低于100 $\,$ m的天线间隔。此外，我们发现在$X_\mathrm{max}$分辨率应用干涉重建测量在更高的频率，即，高达几百MHz。
2021-10-11 astro-ph.IM
Correction of Radio Interferometric Imaging for Antenna Patterns
我们描述和演示了一种技术，用于校正方向相关的文物，由于天线方向图的不对称性和天线之间的差异，用于无线电干涉成像。该技术可以校正所有斯托克斯参数I，Q，U和V的图像，并与模拟数据显示，以减少伪影的水平接近的水平，从基本的成像技术。演示使用模拟的混合阵列的13.5和15米天线与非对称模式。在高动态范围的真实模拟天空模式中，很好地恢复了源的通量密度和谱指数。在使用非偏振和部分偏振源的测试中也恢复了源偏振特性。在实际测试中，Stokes I校正的额外计算运行时间约为50%.
2021-09-21 astro-ph.IM
Radio Interferometric Calibration Using a Riemannian Manifold
为了应对由现代无线电干涉仪（例如LOFAR（低频阵列）或SKA（平方公里阵列））产生的增加的数据量，快速有效的校准算法至关重要。传统的无线电干涉校准是使用非线性优化技术，如在欧几里德空间的Levenberg-Marquardt算法。在本文中，我们将无线电干涉校准转化为黎曼流形上的非线性优化问题。采用黎曼信赖域方法解决了重新表述的标定问题。我们表明，在黎曼流形上的校准具有更快的收敛速度，降低计算成本相比，传统的校准在欧几里得空间。
2013-03-05 astro-ph.IM math.DG
Radio interferometric gain calibration as a complex optimization problem
最优化理论的最新发展扩展了一些传统的实值函数最小二乘优化算法（Gauss-Newton，Levenberg-Marquardt等）。一个复变量的复函数域。这采用了一种称为Wirtinger导数的形式主义，并推导出一个完整的复杂的雅可比对应的传统的真正的雅可比。我们将这些发展应用到无线电干涉增益校准的问题，并展示了如何一般复杂的雅可比形式主义，当与传统的优化方法相结合，产生一个全新的家庭的校准算法，包括极化和方向相关的增益制度。我们进一步扩展Wirtinger演算为基于算子的矩阵演算描述的极化校准制度。使用近似矩阵求逆的结果在计算效率的实现，我们表明，最近提出的一些校准算法，如StefCal和剥离可以理解为特殊情况下，并把它们的上下文中的一般形式主义。最后，我们提出了一个实现和一些应用结果CohJones，另一个专门的方向相关的校准算法从形式主义。
2015-02-24 astro-ph.IM
MORESANE: MOdel REconstruction by Synthesis-ANalysis Estimators. A sparse deconvolution algorithm for radio interferometric imaging
（arXiv摘要）近年来，射电望远镜得到了巨大的发展，其能力也有了巨大的提高。这些系统要求设计更先进的技术，不仅用于运输、储存和处理新一代无线电干涉测量数据，而且用于恢复这些数据中所含的天体物理信息。在本文中，我们提出了一种新的无线电反卷积算法命名为MORESANE和它的应用程序完全真实的模拟数据的MeerKAT，SKA的前兆之一。该方法是针对野外观测中观测到的亮度微弱、形态复杂、可能隐藏在亮射电源的脏束旁瓣中的漫射天文源恢复的困难情况而设计的。MORESANE是一个贪婪算法，它结合了互补类型的稀疏恢复方法，以重建最合适的天空模型从观测到的无线电活动。一个合成的方法是用于重建的图像，其中的合成原子表示未知的来源是学习使用分析先验。我们将这种新的去卷积方法应用于对星系团和M31中HII区域的射电观测的完全真实的模拟。我们表明，MORESANE是能够有效地重建图像组成的各种来源的无线电干涉数据。与其他可用算法（包括多尺度CLEAN和Li等人（2011）和Carrillo等人（2012）最近提出的方法）的比较表明，MORESANE在总通量/表面亮度守恒和重建模型的保真度方面都提供了有竞争力的结果。MORESANE似乎特别适合于恢复扩散和扩展源，以及已知存在于星系团中的明亮和紧凑的射电源。
2014-12-17 astro-ph.IM
Estimating statistics of sky brightness using radio interferometric observations
无线电干涉测量数据被用来估计天空亮度分布在射频。在这里，我们专注于估计的大尺度结构和功率谱的天空亮度分布推断从无线电干涉观测和评估其有效性使用模拟观测的模型天空。我们发现，虽然大规模的分布可以无偏地估计从干涉数据的重建图像，从图像计算的强度波动的功率谱的估计一般是有偏的。对于漫射发射，偏差更明显。然而，基于可见度的功率谱估计器给出了真实功率谱的无偏估计。我们的结论是，对于一个观察与漫发射的重建图像可以用来估计大规模的强度分布，而估计功率谱，能见度为基础的方法应该是首选。
2018-05-22 astro-ph.GA astro-ph.IM
Closure invariants for polarised radio interferometric observations: a graph theoretical approach
本文将闭合不变量形式体系从完全图推广到不完全图，在一般缺失可见度情形下给出完备独立的闭合不变量集合，并通过准真实模拟验证其在噪声下仍含可用信息。
2024-06-30 astro-ph.IM
CubiCal - Fast radio interferometric calibration suite exploiting complex optimisation
它最近已经表明，无线电干涉增益校准可以简洁地表达在复杂的优化语言。除了为进一步开发提供一个优雅的框架外，它还揭示了校准问题的特性，这些特性可以用来加速传统的非线性最小二乘求解器，如Gauss-Newton和Levenberg-Marquardt。我们扩展现有的衍生链琼斯条款：产品的几个收益模型不同的异常影响。在这样做的时候，我们发现在单项情况下发现的有用性质仍然成立。我们还开发了几个专门的求解器处理复杂的增益参数化的实际价值。新开发的求解器已在名为CubiCal的Python包中实现，该包使用Cython，多处理和共享内存的组合来利用现代硬件的功能。我们将CubiCal应用于模拟和真实数据，并执行方向无关和方向相关的自校准。最后，我们提出了一些基本的分析结果，以表明CubiCal相对于现有的校准工具，如MeqTrees具有竞争力。
2018-05-15 astro-ph.IM
Detection of fast transients with radio interferometric arrays
下一代无线电阵列，包括平方公里阵列（SKA）及其探路者，将为无线电波长的瞬态科学开辟新的途径。他们的创新设计，包括大量的小元素，在数字处理和最佳观测策略提出了一些挑战。巨型米波射电望远镜（GMRT）提供了一个很好的测试平台，用于开发和验证未来阵列瞬态实验的合适观测模式和策略。在这里，我们描述的第一阶段的瞬态检测系统的GMRT计划最终在一个与其他观测程序的并行模式下运行的持续发展。它利用了GMRT的干涉仪和子阵列功能，以及新软件后端的多功能性。我们概述了在规划和设计的瞬态勘探计划与干涉阵列的考虑，并描述了一个试点调查，进行援助的算法和相关的分析软件的开发。该调查是在325和610 MHz进行的，覆盖了天空的360度$^2$，停留时间很短。它提供了大量的真实数据，可用于测试适用于瞬态检测的各种算法和观察策略的有效性。我们提出的例子，说明检测短时间的瞬变，包括使用子阵列的更高的弹性，以虚假的事件的陆地起源，通过成像和使用的相控阵列的改进的信号检测和确认的候选事件的本地化的方法。除了展示干涉阵列在快速瞬态探测中的应用外，我们的努力标志着SKA时代科学路线图的重要步骤。
2013-04-12 astro-ph.IM
Further evaluation of bootstrap resampling as a tool for radio-interferometric imaging fidelity assessment
我们报告了一个更广泛的评估统计引导rescue方法作为一种工具，在无线电干涉测量像素级校准和成像保真度评估。像素级成像保真度评估是一个具有挑战性的问题，重要的价值，它在强大的科学解释干涉图像，增强自动流水线减少系统需要扩大用户社区为这些仪器，并了解leadingedge方向相关的校准和成像的挑战，为未来的望远镜，如平方公里阵列。这种新的计算方法现在是可能的，因为在长期依赖性和当代高性能计算资源的可用性能的数据的统计响应的进步。我们扩大我们以前的数值评估，以跨越更广泛的域子集在模拟图像保真度和源亮度分布形态。如前所述，我们评估了自举响应方法对直接蒙特卡罗模拟的统计性能。我们发现基于模型和子样本的自助方法继续显示出显着的承诺，具有挑战性的问题，干涉成像quantityassessment，在更广泛的域子集进行评估时。我们报告其测量的统计性能和指导方针，他们的使用和应用在实践中。我们还研究了在本研究中使用的基础偏振自校准算法的性能在一个范围内的视差角覆盖。
2009-11-10 astro-ph.IM
Source detection in interferometric visibility data. I. Fundamental estimation limits
天体物理学起源的瞬态无线电信号为研究动态宇宙提供了一条途径。随着下一代无线电干涉仪的规划和建造，有很大的潜力来检测和研究大样本的无线电瞬变。目前使用的基于图像的技术，用于检测无线电源还没有被证明是最佳的，有必要开发更复杂的算法，和方法，比较不同的检测技术。可分辨空间检测器受益于我们对可分辨空间噪声特性的良好理解，并且不受图像伪影的影响，并且不需要在图像空间检测器中进行去卷积。在本文中，我们提出了一种方法来设计最佳的源检测器使用可见性数据，统计决策理论的基础上。该方法与传统的射电天文学源探测方法有很大的不同。最佳检测需要一个准确的数据模型，我们提出了一个现实的无线电干涉数据的似然函数模型，包括校准，信号混淆和大气相位波动的影响。作为这个过程的一部分，我们得到的干涉阵列的校准，包括许多相对较弱的“在束”校准器使用的情况下，基本的限制。这些限制，然后连同大气相位波动的模型，以确定在一般情况下测量源的位置，通量密度和光谱指数的限制。然后，我们提出了一个最佳的干涉仪使用现实的模型，空间探测器。
2011-02-18 astro-ph.IM
A new approach for short-spacing correction of radio interferometric data sets
短间距问题描述了无线电干涉阵列固有的无法测量与扩展源相关的漫射发射的积分通量和结构。新的干涉仪阵列，如SKA，需要解决方案，以有效地结合干涉仪和单碟数据。我们提出了一种新的和开源的方法，用于合并单盘和清洁的干涉数据集，需要最少的数据操作，同时提供刚性通量确定和全高角分辨率。我们的方法结合了单碟和清洁的干涉数据在图像域。这种方法是测试银河系和河外HI数据集。此外，我们的结果提供了一个定量比较常用的方法。此外，对于NGC4214和NGC5055的干涉数据集，我们研究了不同成像参数的影响以及它们对NGC4214的组合的影响。该方法不需要原始数据（vibration）或任何额外的特殊信息，例如天线方向图。这是有利的，特别是鉴于即将到来的无线电调查与异构天线设计。
2017-09-27 astro-ph.GA astro-ph.IM
A Decentralized Framework for Radio-interferometric Image Reconstruction
针对大孔径射电望远镜海量数据处理需求，提出按空间频率并行的去中心化射电干涉成像重建框架，在多类数据集上验证了其可在保证图像质量的同时实现接近最优的2倍加速。
2025-07-29 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
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
Polarization based direction of arrival estimation using a radio interferometric array
ASTRON, The Netherlands Institute for Radio Astronomy（ASTRON，荷兰射电天文研究所）
本文提出了一种基于无线电干涉阵列子集的低成本DOA估计方法，适用于暂态和低任务周期源检测，并用于早期估计RFI的DOA。
2025-12-20 astro-ph.IM cs.LG
Optimal transport regularized dynamic radio interferometric reconstruction
University of Cambridge（剑桥大学）；Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge（卡弗里宇宙学研究所）；Yale University（耶鲁大学）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；Instituto de Astrofísica de Andalucía-CSIC（安达卢西亚天体物理研究所）；Mizusawa VLBI Observatory, National Astronomical Observatory of Japan（水泽VLBI观测站）；The Institute of Statistical Mathematics（数理统计学研究所）；The Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)（综合研究大学院大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Heriot-Watt University（赫瑞瓦特大学）；Massachusetts Institute of Technology Haystack Observatory（麻省理工学院海斯塔克天文台）
该研究在正则化最大似然框架内，提出用最优传输距离作为正则化项，改进射电干涉数据的动态视频重建，经EHT对SgrA*的VLBI观测测试，其动态重建效果优于无该正则化的方法。
2026-08-28 astro-ph.IM
Fine-grained Distributed Averaging for Large-scale Radio Interferometric Measurement Sets
平方公里阵列（SKA）将是世界上最大的射电望远镜，最终收集面积超过1平方公里。然而，在其数据处理方面存在巨大挑战。利用现代分布式计算技术解决SKA中的海量数据处理问题是最重要的挑战之一。本文基于Dask分布计算框架，以可见性函数积分处理为例，采用多级并行的方法实现时间和通道上的分布式平均。Dask Array用于实现超大型矩阵或具有支持并行性的数组。为了最大限度地利用内存，我们进一步利用Dask提供的数据并行性，智能地将计算负载分布在计算机代理网络中，并具有内置的容错机制。所提出的模式的有效性也得到了验证，通过使用通用天文软件应用程序（CASA），其中我们分析了从不同分辨率的vitrium重建的图像上的拖尾效应。
2020-09-24 astro-ph.IM
That pesky A-term: Efficiently correcting for direction-, time-, and baseline-dependent effects in radio interferometric imaging
本文介绍Pigi，一种基于图像域网格化的高效射电干涉成像算法，能准确校正方向、时间和基线依赖的A项效应，在普通硬件上实现近每秒五亿可见度的成像速率，并验证了其对极端电离层效应的校正能力。
2025-02-25 astro-ph.IM
AlgoSCR: An algorithm for Solar Contamination Removal from radio interferometric data
氢强度测绘是天文学中的一个新领域，它有望利用中性氢气（HI）的红移$21\,\textrm{cm}$线绘制宇宙物质分布的三维地图。几个正在进行和即将进行的射电干涉仪，如天籁，CHIME，HERA，HIRAX等都使用这种技术。这些仪器的设计目的是通过几个月的漂移扫描来绘制大片天空。观测的挑战之一是白天的数据受到来自太阳的强烈无线电信号的污染。在天籁的情况下，这导致几乎一半的测量数据无法使用。我们试图解决这个问题，通过开发一种算法，从无线电数据中去除太阳污染（AlgoSCR）。该算法是基于能见度矩阵的特征值分析，因此只适用于干涉仪。我们将AlgoSCR应用于模拟的卫星，以及来自天来碟形阵列的真实白天数据。该算法可以消除大部分的太阳污染，而不会严重影响其他天空信号，从而使数据可用于某些应用。
2021-05-15 astro-ph.IM
Low-cost, ultra-wideband, differential low-noise amplifier for interferometric radio telescopes
David A. Dunlap Department of Astronomy and Astrophysics, University of Toronto（多伦多大学大卫·邓普天文学与天体物理系）；Dunlap Institute of Astronomy and Astrophysics, University of Toronto（多伦多大学邓普天文学与天体物理研究所）
介绍用于干涉测量射电望远镜的低成本、超宽带差分低噪声放大器，无需前置放大平衡-不平衡变换器，由商用元件构成，成本约20美元/单位，经多种测试表征，展示了良好噪声性能。
2026-07-27 astro-ph.IM
High Dynamic-Range Radio-Interferometric Images at 327 MHz
使用孔径合成望远镜进行射电天文成像需要对点扩散函数进行反卷积，并校准仪器特性（初级射束）和前景（电离层/大气层）效应。这些效应随时间变化，并且在整个视场中变化，从而导致方向相关（DD）的时变增益。在实际情况下，初级光束将偏离理论估计，如果不进行校正，其水平将限制图像的动态范围。电离层电子密度的变化引起源的时变折射和位置变折射。在低频率和足够高的动态范围下，这也将使图像散焦，产生误差图案，该误差图案由于合成望远镜的色差而随位置以及频率变化。这种残留旁瓣的叠加可能导致伪频谱信号。基于实地的电离层校准以及对强源的“剥离”校准导致图像具有更高的动态范围和更低的虚假信号，但将受到必要的短时间尺度上的灵敏度的限制。结果是改进的图像，尽管仍存在一些伪影。
2011-11-23 astro-ph.IM
Cleaning radio interferometric images using a spherical wavelet decomposition
无线电干涉测量图像的去卷积或清理通常涉及从干净分量的列表中计算模型vibrations，以便可以从观察到的vibrations中减去来自模型的贡献。该步骤通常使用前向快速傅立叶变换（FFT）来执行，然后是在uv平面上插值以构建模型videl的“去网格化”步骤。另一种方法是通过对干净组件列表的所有成员求和来直接计算模型vibration，这是一种更准确的方法，也可能慢得多。然而，如果使用干净分量在天球的表面上构造模型图像，则可以直接从小波系数生成模型图像，并且模型的稀疏性意味着这些系数中的大多数为零，并且可以忽略。我们已经构建了一个原型成像器，它使用模型图像的球形小波表示来在每个主要周期期间生成模型vibration，并且根据经验发现，执行时间与小波分辨率水平J成比例，为O（1.07 J），并且与不同的干净组件的数量N_C成比例，为O（N_C）。原型将小波系数组织成树结构，并且不存储或处理零小波系数。
2019-09-09 astro-ph.IM
Million Points of Light (MPoL): a PyTorch library for radio interferometric imaging and inference
本文介绍基于PyTorch的MPoL库，通过神经网络组件与自动微分支持射电干涉可见度数据的前馈建模，实现合成成像、参数化贝叶斯推断及参数联合优化。
2025-01-31 astro-ph.EP astro-ph.IM
Robust sparse image reconstruction of radio interferometric observations with purify
下一代无线电干涉仪，如平方公里阵列（SKA），将通过其前所未有的灵敏度和分辨率彻底改变我们对宇宙的理解。然而，为了实现这些目标，需要克服图像和数据处理方面的重大挑战。无线电干涉测量中用于重建图像的标准方法，如CLEAN，在过去几十年中为社区提供了很好的服务，并且在很大程度上因为它们是实用的而得以生存。然而，它们产生的重建干涉测量图像在质量和大数据的可扩展性方面受到限制。在这项工作中，我们应用和评估替代干涉重建方法，利用国家的最先进的稀疏图像重建算法的压缩感知，这已实现的PURIFY软件包。特别是，我们实现和应用最近的文章中提出的乘法器（P-ADMM）算法的近端交替方向法。首先，我们评估用于执行网格化和去网格化的插值内核对稀疏图像重建的影响。我们发现，Kaiser-Bessel插值内核执行以及长椭球波函数，同时提供了一个计算节省和分析形式。其次，我们将PURIFY应用于甚大阵（VLA）和澳大利亚望远镜紧凑阵（ATCA）的实际干涉观测，发现PURIFY恢复的图像质量高于CLEAN恢复的图像质量。第三，我们讨论了PURIFY重建如何表现出比CLEAN恢复的额外优势。PURIFY的最新版本，以及这项工作中提出的发展，是公开提供的。
2017-11-17 astro-ph.IM
A multilevel framework for accelerating uSARA in radio-interferometric imaging
本文提出一种在观测空间构建近似层级的多层算法，用于加速求解射电干涉成像中的uSARA问题，并与重加权前向-后向方法进行了比较。
2024-03-20 astro-ph.IM math.OC
Bayesian radio interferometric imaging with direction-dependent calibration
本文提出了一种基于resolve框架的贝叶斯基线干涉成像与校准算法，利用图像域网格化处理方向相关天线增益，并通过变分推断提供误差图，显著提升了重建图像的分辨率与动态范围。
2023-05-09 astro-ph.IM
PURIFY: a new approach to radio-interferometric imaging
在最近的一系列文章中，作者在压缩感知的框架内推广了用于无线电干涉成像的凸优化算法，该算法利用稀疏正则化先验来解决相关的逆问题，并定义了图像重建的最小化问题。这种方法在理论上和通过模拟在一个简单的离散能见度设置，有可能大大优于清洁及其演变。在这项工作中，我们利用凸优化在解决最小化问题中的多功能性来处理现实的连续vibration，并提供一个高度并行化的结构，为显着加速重建和高维数据的可扩展性铺平了道路。新的算法结构，促进依赖于乘法器（SDMM）的错误方向的方法，并与当前的主要-次要循环结构的CLEAN及其演变，特别是不能处理国家的最先进的最小化问题的审议中，既不是正则项，也不是数据项是可微函数。我们发布了一个用C编写的基于SDMM的成像软件的测试版，名为PURIFY（http：//basp-group.github.io/purify/），它可以处理各种稀疏先验，包括我们最近的平均稀疏方法SARA。我们通过在连续可见性设置中的模拟来评估不同先验的性能，证实了SARA的优越性。
2014-02-02 astro-ph.IM
The effect of the ionosphere on ultra-low frequency radio-interferometric observations
电离层是一系列系统效应的主要驱动力，这些效应限制了我们用无线电干涉仪探索低频（<1 GHz）天空的能力。它的影响对较低频率变得越来越重要，并且在低频望远镜工作的低信噪比状态下特别难以校准。在本文中，我们描述和量化电离层引起的系统误差天文干涉射电观测在超低频（<100 MHz）的影响。我们还提供了在这些频率下使用低频阵列（LOFAR）和未来仪器（如平方公里阵列（SKA））进行观测和数据处理的指南。我们推导出电离层引起的预期系统误差。我们将我们的预测与LOFAR的低波段天线（LBA）系统的数据进行比较。我们表明，我们可以隔离电离层的影响LOFAR LBA数据，我们的结果是兼容的卫星测量，提供了一个独立的方式来测量电离层总电子含量（TEC）。我们还展示了如何电离层腐败的相关振幅通过反褶曲。我们报告的电离层结构函数的值符合文献。LOFAR LBA数据相位上的系统误差可以精确地建模为四种效应（时钟、电离层一阶、二阶和三阶）的总和。这大大减少了所需校准参数的数量，因此能够实现新的有效校准策略。
2018-04-21 astro-ph.IM
