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
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
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
Redundant interferometric calibration as a complex optimization problem
观测红移21厘米线的时代，再电离最近激发了建设低频无线电阵列的高度冗余配置。这些配置提供了一种替代校准策略-“冗余校准”-并提高了特定空间尺度上的灵敏度。在本文中，我们制定冗余干涉阵列的校准作为一个复杂的优化问题。我们通过Levenberg-Marquardt算法解决这个优化问题。这种校准方法比当前算法对初始条件更鲁棒，并且通过利用近似矩阵求逆，允许进一步优化和有效实现（“冗余StEfCal”）。我们还研究了使用预处理共轭梯度法作为近似矩阵求逆的替代方法，但发现其计算性能与“冗余StEfCal”相比不具有竞争力。这个新算法的有效实现是公开的。
2018-02-09 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
Data Multiplexing in Radio Interferometric Calibration
新的和即将推出的无线电干涉仪将产生前所未有的数据量，需要非常强大的计算机进行处理。这是一个限制因素，因为涉及到大的计算能力和能源成本。这种局限性限制了无线电干涉测量中的几个关键数据处理步骤。一个这样的步骤是校准，其中确定并校正数据中的系统误差。准确的校准是实现射电天文学许多科学目标的重要组成部分，利用频率上系统误差的连续性的一致性优化的使用显著提高了校准精度。为了达成充分共识，需要同时校准所有频率的数据。在SKA机制中，如果可用的计算代理没有同时处理来自所有频率信道的数据的资源，则这可能变得棘手。在本文中，我们提出了一种复用方案，是基于交替方向的乘法器（ADMM）与循环更新。通过这种方案，可以使用比数据可用的频率数量少得多的计算代理来同时校准完整的数据集。我们给出了模拟结果，以显示所提出的多路复用方案的可行性，同时校准一个完整的数据集时，有限数量的计算代理可用。
2017-11-29 astro-ph.IM cs.DC
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
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
A D-term Modeling Code (DMC) for simultaneous calibration and full-Stokes imaging of very long baseline interferometric data
在本文中，我们提出了DMC，一个模型和相关的工具，极化成像的很长的基线干涉数据集，同时重建全斯托克斯发射结构以及基于站的增益和泄漏校准条款。DMC制定的成像问题的后验探索，这是实现使用哈密顿蒙特卡罗采样。由此产生的后验分布提供了在图像结构和数据校准中的不确定性的自然量化。我们在合成和真实数据集上运行DMC，结果表明它能够准确恢复图像结构和校准量，并评估其相应的不确定性。作为灾害管理基础的框架是灵活的，其具体执行工作正在继续制定之中。
2021-02-05 astro-ph.IM
Calibration of mixed-polarization interferometric observations
外差接收器在圆偏振基础（其中它被分成左旋和右旋圆偏振）或线性偏振基础（其中它被分成水平和垂直线性偏振）上记录天空信号。我们研究了用在不同偏振基上观察的望远镜进行干涉观测的问题，从而产生了我们称为“混合基”的vibrium（即，在一个望远镜中是线性的，在另一个望远镜中是圆形的）。我们提出了新的算法，适当的校准和治疗等干涉观测和测试我们的算法与模拟和真实数据。我们的算法的使用将是重要的阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列（ALMA）在甚长基线干涉测量（VLBI）模式下的观测的最佳校准。我们的算法还将使我们能够以非常高的数据速率（即，宽带宽），其中在某些站线性偏振馈送将是优选的，以克服由于使用四分之一波片而导致的偏振限制。
2016-01-20 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
Correlation Calibration: A Hybrid Calibration Technique for Radio Interferometric Arrays
McGill University（麦吉尔大学）；Dunlap Institute for Astronomy and Astrophysics, University of Toronto（多伦多大学邓普勒天文学与天体物理研究所）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（基础物理研究所）
本文提出CorrCal，一种基于协方差的混合校准技术，用于提高冗余射电干涉阵列数据校准的效率和鲁棒性。
2026-02-05 astro-ph.CO astro-ph.IM
Compressed sensing for radio interferometric imaging: review and future direction
射电干涉测量是一种强大的天文成像技术。压缩感知（CS）理论近年来已被应用于从射电干涉望远镜的测量恢复图像的不适定逆问题。我们回顾新的CS无线电干涉成像技术，无论是在收购和重建的水平，并讨论其优越的性能相对于传统的方法。为了保持尽可能接近CS理论，这些技术必须考虑理想化的干涉配置。为了实现这些新技术提供的真实的无线电干涉观测质量的提高，他们的扩展到现实的干涉配置现在是相当重要的。我们还绘制了实现这一目标所需的未来研究方向。
2011-10-27 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
A Bayesian approach to high fidelity interferometric calibration I: mathematical formalism
高保真度无线电干涉测量数据校准，最大限度地减少虚假的光谱结构在校准的数据是必不可少的天体物理应用，如21厘米宇宙学，它依赖于不同的天体物理发射成分的相对光谱平滑度的知识，以提取感兴趣的信号。现有的无线电干涉校准方法已经被证明，如果用于校准数据的天空模型是不完整的，则会将虚假的频谱结构传递给校准数据。在本文中，我们介绍了BayesCal：一种新的解决方案的天空模型不完整性问题的干涉校准，旨在实现高保真度的数据校准。BayesCal数据模型补充了天空前向模型的先验已知分量，其中统计模型用于对数据的缺失和不确定通量贡献，受模型中功率的先验约束。我们演示了如何这个模型的参数可以被边缘化分析，减少了要采样的参数空间的维数，并允许直接从校准参数的后验概率分布采样。此外，我们展示了如何物理激励先验来自理论和测量为基础的约束的光谱平滑的仪器增益可以用来约束校准解决方案。在配套文件中，我们将此算法应用于模拟观测与HERA样阵列，并证明，它使高达四个数量级的抑制功率杂散光谱波动相对于标准校准方法。
2022-06-27 astro-ph.CO 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
On the variance of radio interferometric calibration solutions: Quality-based Weighting Schemes
本文研究了改进无线电干涉图像的可能性，使用一种算法的启发，被称为“幸运成像”的光学方法，这将给予更多的权重，以最好的校准vibrations用于使一个给定的图像。本文导出了干涉仪定标解残差统计量与像面像元统计量之间的基本关系。这种关系使我们能够理解和描述残差图像的统计特性。在这个框架中，噪声图可以被描述为在新的差分傅立叶平面中的残差向量之间的协方差的傅立叶变换。图像平面伪影可以被视为像素协方差分布的一种实现，其可以从天线增益统计估计。基于这种关系，我们提出了一种方法，提高图像与校准的vibrium使用加权方案。这种改进将发生在校准之后，但在成像之前-因此它理想地用于自校准循环的主要迭代之间。将加权方案应用于模拟数据以可忽略的计算成本提高了最终图像中的噪声水平。
2018-02-06 astro-ph.IM stat.AP
A detector interferometric calibration experiment for high precision astrometry
内容：在过去的二十年里，由于对新探测方法的不懈探索和对现有方法的改进，系外行星科学取得了惊人的进展。然而，天体测量学提供了一个独特的和未开发的潜力，发现可居住区的低质量行星周围的所有太阳附近的恒星。为了实现这一目标，天体测量必须与探测器的高精度校准配对。目的：提出一种高精度天体测量中探测器的定标方法。结合天体测量模拟器和干涉校准系统的实验测试平台被用来验证所需的校准和信号处理方法的硬件。目标是在奈奎斯特采样多色点扩散函数的位置上的5e-6像素的精度。方法：利用干涉仪校准系统在探测器上产生调制后的杨氏条纹。杨氏条纹参数化的产品的时间和空间相关的功能，基于各种像素参数。迭代地进行函数参数的最小化，直到获得收敛，从而揭示天体测量的校准所需的像素信息。结果：校准系统产生的像素位置的精度估计在4 e-4像素。在包括像素位置信息之后，对于超过五个像素的PSF运动，获得6 e-5像素的天体测量精度。在静态模式下（小于1 e-3像素的小抖动运动），达到了3e-5像素的光子噪声限制精度。
2016-09-08 astro-ph.IM
Radio Interferometric Calibration Using The SAGE Algorithm
LOFAR和SKA等新一代无线电合成阵列的目标是实现比现在更高的灵敏度、分辨率和频率覆盖范围，特别是在低频。为了实现这一目标，所使用的校准技术的准确性是相当重要的。此外，由于这些望远镜产生大量数据，校准收敛的速度是一个主要瓶颈。校准中的误差是由于系统噪声（天空和仪器）以及校准技术本身引入的估计误差，我们称之为求解器噪声。我们将求解器噪声定义为最优解（未被系统噪声破坏的未知量的真实值）与通过校准获得的解之间的距离。我们提出了空间交替广义期望最大化（SAGE）校准技术，这是一个修改的期望最大化算法，并比较其性能与传统的最小二乘校准的基础上，由每种技术引入的求解器噪声水平。为此，我们开发的统计方法，使用校准的解决方案，以估计求解器噪声的水平。SAGE校准算法在精度和收敛速度方面都产生了非常有前途的结果。我们采用的比较方法引入了一个新的框架来评估不同校准方案的性能。
2011-02-16 astro-ph.IM
A Stochastic LBFGS Algorithm for Radio Interferometric Calibration
ASTRON, The Netherlands Institute for Radio Astronomy（荷兰射电天文研究所（ASTRON））；Netherlands eScience Center（荷兰电子科学中心）
我们提出了一个随机的，有限的内存Broyden弗莱彻Goldfarb Shanno（LBFGS）算法，适合于处理非常大量的数据。该算法的一个直接应用是以精细的时间和频率分辨率对原始数据进行无线电干涉校准。几乎所有现有的无线电干涉校准算法都假设有可能将被校准的数据集拟合到存储器中。因此，在执行校准之前，原始数据在时间和频率上被平均以将其大小减小许多数量级。然而，这种平均对于具有窄带宽和持续时间的某些感兴趣信号（诸如快速射电暴（FRB））的检测是有害的。使用所提出的算法，它是可能的校准数据在这样一个精细的分辨率，他们不能完全加载到内存中，从而保存这样的信号。作为额外的演示，我们使用所提出的算法来训练深度神经网络，并将其性能与深度学习中使用的主流一阶优化算法进行比较。
2019-04-13 astro-ph.IM cs.LG math.OC
Ionospheric Calibration of Low Frequency Radio Interferometric Observations using the Peeling Scheme: I. Method Description and First Results
无线电干涉观测的校准在较低频率上变得越来越困难。在~300 MHz以下，通过电离层传播的无线电波的空间变化折射和传播延迟会导致相位旋转，相位旋转会随时间、观察方向和天线位置而显著变化。在这篇文章中，我们提出了SPAM（源剥离和大气建模），一种新的校准方法，试图迭代求解和校正电离层相位误差的描述和第一个结果。为了模拟电离层，我们构建了一个时变的，2维的相位屏幕在固定的高度以上的地球表面。空间变化描述了一个截断的离散Karhunen-Loeve基函数，优化假设的幂律谱密度的自由电子密度波动，和一个给定的配置的校准源和天线位置。该模型是约束使用基于天线的增益相位从个人的自校准上可用的亮源在视场中。应用SPAM的三个测试案例，模拟的能见度数据集和两个选定的74 MHz VLA数据集，产生显着改善图像背景噪声（5- 75%的减少）和源峰值通量（高达25%的增加）相比，现有的自校准和基于字段的校准方法，这表明电离层相位校准精度显着提高。
2009-05-04 astro-ph.IM
An Interferometric Analysis Method for Radio Impulses from Ultra-high Energy Particle Showers
提出了一种重建点源超宽带脉冲信号的干涉技术。这种高灵敏度的方法是为寻找超高能中微子与ANITA实验，但完全推广到任何天线阵列检测无线电脉冲事件。干涉测量方法的应用包括事件重建、热噪声和人为背景抑制以及用于校准的太阳成像。我们说明了这种技术的应用程序从ANITA-I和ANITA-II的数据在200-1200 MHz频段的分析。
2013-04-20 astro-ph.IM
A Bayesian approach to high fidelity interferometric calibration II: demonstration with simulated data
在一篇配套论文中，我们提出了BayesCal，这是一种用于减轻干涉校准中天空模型不完整性的数学形式。在本文中，我们演示了使用BayesCal校准退化增益参数的全斯托克斯模拟观测与HERA一样的六边形密排冗余阵列，为三个假设水平的先验已知组件的校准天空模型的完整性。我们比较的BayesCal校准解决方案，通过校准退化的增益参数与校准天空模型的先验已知的组成部分，既有和没有施加物理激励先验的增益振幅的解决方案和两个选择的基线长度范围内校准恢复。我们发现，BayesCal提供的校准解决方案，高达四个数量级的低功率杂散增益幅度波动的校准解决方案，而不是来自同一数据集的替代方法，和$\sim10^7$和$\sim10^{10}$倍小于在整个范围内的光谱尺度上的平均退化增益幅度的数据。此外，我们发现，在模拟的情况下，只有BayesCal有足够高的保真度校准解决方案，无偏恢复的21厘米功率谱上的大光谱尺度（$k_\parallel \lesssim 0.15~h\mathrm{Mpc}^{-1}$）。在所有其他情况下，在所研究的完备性体系中，这些尺度是被污染的。
2022-06-27 astro-ph.CO astro-ph.IM
Compressed sensing for wide-field radio interferometric imaging
对于下一代射电干涉望远镜来说，在干涉成像中考虑宽视场（WFOV）是至关重要的，否则重建图像的保真度将受到很大影响。我们将干涉成像的压缩传感技术扩展到WFOV，并在它们自然存在的球坐标空间中恢复图像，消除任何失真投影。最近由作者之一强调的扩频现象的有效性在WFOV时得到增强，而稀疏性则通过直接在球体上恢复图像来提高。这两个属性的作用，以提高重建的干涉图像的质量。我们量化的压缩感知重建技术的性能，通过模拟，突出了优越的重建质量直接恢复干涉图像的球体，而不是平面。
2010-12-16 astro-ph.IM
Interferometric Imaging Directly with Closure Phases and Closure Amplitudes
干涉成像现在可以达到10微弧秒的角分辨率，探测单台望远镜无法达到的尺度。传统的合成成像方法需要校准的干涉仪，然而，干涉校准是具有挑战性的，特别是在高频率。然而，大多数研究在“自校准”过程之后仅呈现其数据的单个图像，这是一个迭代过程，其中初始图像和校准假设可以显著影响最终图像。我们提出了一种有效的干涉成像直接使用封闭振幅和封闭相位，这是免疫站为基础的校准误差的方法。仅闭合成像提供尽可能不明确的结果，并允许独立于单独的幅度和相位自校准重建图像。虽然仅闭合成像消除了一些图像信息（例如，总图像通量密度和图像质心），可以通过少量的附加约束来恢复该信息。我们证明，关闭只有成像可以产生高保真度的结果，即使是稀疏的阵列，如事件视界望远镜，所得到的图像是独立的系统振幅误差的水平。我们将闭合成像应用于VLBA和ALMA数据，并表明它能够匹配或超过这些数据集的传统自校准和CLEAN性能。
2018-03-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Statistical Performance of Radio Interferometric Calibration
ASTRON（荷兰射电天文研究所）
校准是无线电干涉测量数据处理中必不可少的一步，它校正数据的系统误差，此外，减去明亮的前景干扰，以揭示隐藏在残差中的微弱信号。这些微弱和未知的信号是非常受欢迎的，以达到许多科学目标，但校准对这些信号的影响是一个永远存在的问题。其主要原因是校准中使用的模型不完整。基于一致性优化的分布式校准已被证明可以通过以计算高效的方式校准覆盖宽带宽的数据来减轻由于模型不完整性造成的影响。在本文中，我们研究了方向相关的分布式校准的统计性能，即，校准对残差统计造成的失真。为了研究这一点，我们考虑输入未校准数据和输出残差数据之间的映射。我们推导出一个分析关系的影响，输入的残差，并使用此找到输入和输出的概率密度函数之间的关系。使用模拟，我们表明，这个映射的雅可比矩阵的最小特征值是校准的统计性能的可靠指标。本文中开发的分析也可以应用于无线电干涉测量中的其他数据处理步骤，例如成像和前景减法以及许多其他机器学习问题。
2019-04-30 astro-ph.IM cs.LG
Offline and online reconstruction for radio interferometric imaging
射电天文学正在过渡到一个大数据时代，因为新一代的射电干涉（RI）望远镜，如平方公里阵列（SKA），将获得大量的数据。在这篇文章中，我们回顾了最近提出的方法来解决成像的大数据场景中的RI望远镜获得的原始vibrium的不适定逆问题。我们专注于最近提出的在线重建方法[4]以及它产生的数据存储要求和计算成本的可观节省。
2020-04-08 astro-ph.IM
On Identifiability and Estimability of Direction Dependent Calibration of Radio Interferometric Arrays
校准是任何射电天文仪器信号处理流程中的关键步骤。这一步骤所需的天空、电离层和仪器模型可能存在各种不完整性。在本文中，我们分析了几个重要的校准方法，忽略了现在的电离层。其目的是使用已建立的统计和信号处理工具，以提供一个通用的方法来评估仪器的校准。我们展示了目前流行的校准技术如何在他们的假设不同，并讨论了他们的理论共性。我们还研究了只使用基线的子集对校准的影响，并提供了理论方法来分析它可能引入的过量噪声和偏差。为了简化结果的物理解释，我们引入了一个新的信号处理模型，该模型能够模拟仪器方向相关的影响和频谱平滑的波束形成站内的个人接收器增益。通过推导Cramér-Rao界（CRB）研究了该模型的统计性质.最后，我们定义了一个数学框架的基础上使用的模型，这是通用的，可用于研究不同的仪器的仪器的校准。这些理论结果，然后使用数值模拟进行验证。
2019-02-07 astro-ph.IM
A practical preconditioner for wide-field continuum imaging of radio interferometric data
著名的CLEAN算法自20世纪70年代提出以来，一直是射电干涉测量中反卷积算法的基石。对于所有的缺点，CLEAN是非常快的，强大的校准文物，并在其建模点源的能力。我们演示了如何相同的假设，提供清洁的速度可以用来加速更复杂的反卷积算法。
2021-01-20 astro-ph.IM
The varying w spread spectrum effect for radio interferometric imaging
研究了射电干涉测量中的扩频效应对图像重建质量的影响。这种扩频效应将由即将出现的射电干涉望远镜的宽视场引起。由此产生的啁啾调制通过增加测量和稀疏字典的不相干性来提高重建的干涉图像的质量。我们扩展了以前的研究，这种影响，考虑更现实的设置，啁啾调制变化的望远镜的每个可见度测量。在这些第一个初步的结果，我们表明，对于这种设置的重建的质量显着改善的情况下，没有啁啾调制，并实现几乎最大的情况下，恒定的啁啾调制的重建质量。
2013-01-30 astro-ph.IM
PURIFYing real radio interferometric observations
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，无线电干涉测量中的标准方法产生质量有限的重建干涉图像，并且它们对于大数据不可扩展。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。我们将PURIFY应用于实际的干涉观测。对于所有观察结果，PURIFY的性能都优于标准CLEAN，在某些情况下，PURIFY在动态范围上提供了超过一个数量级的改进。最新版本的PURIFY，其中包括在这项工作中提出的发展，是公开的。
2017-02-22 astro-ph.IM
Robust Radio Interferometric Calibration Using the t-Distribution
无线电干涉测量数据处理的一个主要阶段是校准或估计数据中的系统误差并校正这种误差。假设随机误差（噪声）模型，并且在大多数情况下，假设该基础模型为高斯模型。然而，由于干扰或由于天空模型中的误差而导致的数据中的异常值将对基于高斯噪声模型的处理产生不利影响。校准的大多数缺点，如通量或相干性的损失，以及虚假源的出现，可以归因于基础噪声模型的偏差。在本文中，我们提出了通过使用基于学生t分布的噪声模型来提高校准的鲁棒性。当方差未知时，学生t噪声是高斯噪声的一种特殊情况。与基于高斯噪声模型的校准不同，传统的最小二乘最小化不会直接扩展到学生t噪声模型的情况。因此，我们使用期望最大化（EM）算法的一个变体，称为期望条件最大化（ECME）算法，当我们有一个学生t噪声模型时，并在最大化步骤中使用Levenberg-Marquardt算法。我们给出了仿真结果，以显示所提出的校准方法的鲁棒性，而不是传统的基于高斯噪声模型的校准，特别是在保持不包括在校准模型中的较弱的源的通量。
2013-07-18 astro-ph.IM math.OC stat.AP
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
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
Clustered Calibration: An Improvement to Radio Interferometric Direction Dependent Self-Calibration
LOFAR和SKA等新一代无线电合成阵列的设计在灵敏度、角分辨率和频率覆盖范围方面都超过了现有阵列。这种演变导致了先进的校准技术的发展，确保以尽可能低的计算成本提供准确的结果。然而，这种校准技术的性能仍然受到天空中用作校准器的紧凑明亮光源的限制。为了在校准中获得令人满意的结果，重要的是要有一个足够明亮的光源，该光源与背景噪声水平很好地区分开。我们提出“集群校准”作为传统的无线电干涉校准的修改，以适应微弱的源，几乎低于背景噪声水平到校准过程中。其主要思想是利用亮光源的测量信号信息来辅助校准亮光源附近的较暗光源。在我们没有足够亮的源的情况下，源集群可以充当可以与背景噪声区分开的亮源。我们构建了一些源集群假设属于一个单一的集群的源的信号被破坏几乎相同的错误，每个集群被校准作为一个单一的源，同时使用其源的组合相干性。这通过其集群的有效功率来提升单个微弱源的功率。我们给出了聚类校准的性能分析，显示这种方法相比传统的非聚类校准的优越性。我们还提供了分析标准，以有效的方式为给定的观察选择最佳的集群数量。
2013-01-03 astro-ph.IM cs.CE stat.AP
Comparing Redundant and Sky Model Based Interferometric Calibration: A First Look with Phase II of the MWA
试图测量再电离时期21厘米信号的干涉阵列必须与前景源的压倒性明亮发射相抗衡。准确恢复21厘米信号将需要对阵列进行精确校准，近年来已经探索了几种新的校准途径，包括在天线配置中使用冗余的方法。新升级的Murchison宽场阵列（MWA）第二阶段是第一个具有大量冗余基线的干涉仪，同时保持良好的瞬时紫外覆盖。因此，该阵列提供了一个独特的机会，比较冗余校准与基于天空模型的算法。在本文中，我们提出了第一个结果比较两种校准方法MWA第二阶段的观测。对于冗余校准，我们使用OMNICAL软件包，并使用快速全息反卷积（FHD）分析软件包生成基于天空的校准解决方案。有三个主要结果。(1)我们报告OMNICAL的ORBComm卫星观测的成功，冗余的能见度测量校准后显示出实质性的协议。(2)我们直接比较OMNICAL校准解决方案与FHD的校准解决方案，并证明这两种不同的校准方案给出了非常相似的结果。(3)我们探索通过结合OMNICAL和FHD来改进校准。我们评估这些组合的方法，使用功率谱技术开发的EoR分析，并找到证据的边际改善减轻工件的功率谱。这些结果可能受到所使用的六小时数据的信噪比的限制，但建议未来将这两种校准方案结合起来的方向。
2018-07-14 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 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
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
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
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
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
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
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
Uncertainty quantification for radio interferometric imaging: I. proximal MCMC methods
不确定性量化是无线电干涉成像中一个关键的缺失部分，随着无线电干涉测量的大数据时代的到来，它只会变得越来越重要。由于无线电干涉成像需要解决一个高维的，不适定的逆问题，不确定性量化是困难的，但也是至关重要的无线电观测的准确的科学解释。执行贝叶斯推断的统计采样方法，如马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）采样，原则上可以恢复图像的完整后验分布，然后可以量化不确定性。然而，传统的高维采样方法通常限于平滑（例如高斯）先验，不能与稀疏促进先验一起使用。稀疏先验，压缩感知理论的动机，已被证明是非常有效的无线电干涉成像。在这篇文章中，近端MCMC方法开发的无线电干涉成像，利用近端演算支持非差分先验，如稀疏先验，在贝叶斯框架。此外，三种策略，以量化的不确定性，使用恢复后的分布开发：（i）本地（像素）可信区间，为每个单独的像素提供误差条;（ii）最高后验密度可信区域;和（iii）假设检验的图像结构。这些形式的不确定性量化提供了丰富的信息，用于以统计稳健的方式分析无线电干涉观测。
2018-09-11 astro-ph.IM cs.IT math.IT
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
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
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
