Gaia Early Data Release 3: Modelling and calibration of Gaia's point and line spread functions
盖亚任务前所未有的天体测量精度依赖于对盖亚数据流中源位置的准确估计。这最终通过点扩散函数（PSF）拟合来执行，这又需要PSF的精确重建。盖亚早期数据发布3（EDR3）将首次使用PSF校准，对几种最强的依赖性进行建模，从而显著降低系统误差。目的：我们描述了为Gaia EDR3实施的PSF模型和校准管道，包括对34个月数据的校准结果的分析。我们还讨论了当前管道的局限性和未来版本的方向。这将对盖亚数据的用户有用，并可作为其他精密天体测量任务的参考。方法：我们开发的一维线扩散函数（LSF）和二维PSF配置文件的基础上的线性组合的模型。我们适合的模型，以选定的主要来源在独立的时间范围内，使用简单的参数化的颜色和其他依赖性。通过在平方根信息滤波器中合并独立校准来平滑时间变化，在某些任务事件中重置，引起PSF的不连续变化。结果：PSF校准显示出很强的时间和颜色依赖性，准确地再现了盖亚天体测量仪器的变化状态。残差分析揭示了当前模型和校准管道的性能和局限性，并指出了未来发展的方向。结论：为盖亚EDR3进行的PSF建模和校准是数据处理方面的一个重大进步，将减少核心飞行任务数据产品中的系统误差。预计在未来的数据发布中会有进一步的重大改进。
2020-12-03 astro-ph.IM
A numerical study of 21-cm signal suppression and noise increase in direction-dependent calibration of LOFAR data
我们调查的背景下，低频阵列（LOFAR）21厘米的再电离（EoR）实验的方向相关的增益校准的系统效果。LOFAR EoR关键科学项目旨在探测$50-250 λ$干涉基线上中性氢的21厘米信号。我们表明，微弱的信号的抑制可以有效地避免校准这些短基线只使用较长的基线。然而，由于在校准期间过拟合引起的小增益误差，这种方法导致短基线上的过度方差。我们应用一个正则化的期望最大化算法与共识优化（sagecal-co）的真实数据与模拟信号，表明过拟合可以在很大程度上减轻惩罚频谱非平滑增益解决方案在校准过程中。这在模拟中以大约4倍的系数减少了多余的功率。我们的研究结果与早期的偏置方差权衡的理论分析一致，并支持LOFAR 21厘米信号数据的增益校准方法。
2021-11-03 astro-ph.CO 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
Advanced Gain Calibration Techniques in Radio Interferometry
在本讲座中，我们将介绍一些先进的增益校准技术。特别地，自校准是在所有波长下的干涉成像中的重要工具。它允许观测者确定并消除正常校准后数据中残留的残余相位和幅度误差，同时产生目标源的更准确和更灵敏的图像。我们描述了自校准的基本技术，并试图消除一些常见的误解。我们继续给出了一系列有用的提示，并提供了连续，谱线，和马赛克自校准的例子，使用ALMA数据。我们还讨论了快速切换和辐射相位校正以及先进的相位传递技术，可以成为有利的，甚至是必要的，在高频率的密度足够明亮的相位校准变得稀疏。
2018-05-14 astro-ph.IM
Calibration requirements for Epoch of Reionization 21-cm signal observations -- II. Analytical estimation of the bias and variance with time-correlated residual gains
对中性氢的红移21厘米信号的观测是理解再电离和再电离后结构形成和演化的关键。除了在观测频率范围内存在数量级更大的前景外，干涉仪的仪器效应加上电离层效应，对从强前景中提取21厘米信号构成了相当大的挑战。源自测量过程的时间和频率相关的残余增益误差的系统效应引入偏差并且增强功率谱测量的方差。在这项工作中，我们研究了时间相关的剩余增益误差的影响，在存在强前景。我们提出了一种方法，以产生分析估计的偏差和变异的功率谱。我们使用模拟观测来确认这种方法的有效性，然后用它来了解增益误差的各种影响。我们发现，作为标准差的剩余增益误差的增加，在估计取代方差的偏差。据观察，最佳选择的时间，在此期间的增益解决方案估计的风险最小化。我们还发现，具有较高的基线密度的干涉仪是这些研究的首选仪器。
2022-02-19 astro-ph.CO astro-ph.IM
Principal component analysis of the Chandra ACIS gain
到2020年，钱德拉ACIS增益已使用外部校准源（ECS）进行校准。ECS由一个Fe-55放射源组成，放置在货物预报信息系统外壳中，使所有芯片都得到充分照明。由于放射源随着时间的推移而衰变，半衰期为2.7年，因此计数率变得太低，无法进行增益校准。相反，需要天体物理校准源，它不会填满和照亮整个视场。在这里，我们通过主成分分析（PCA）确定增益图的主要空间分量。我们发现，考虑到今天观察到的噪声水平，所有ACIS增益图可以充分描述的几个（往往只有一个）空间分量。我们的结论是，照亮一个小的区域是足够的增益校准。我们将此应用于观测天体物理源仙后座A。由此产生的校准被发现是准确的0.6%，在至少68%的芯片面积，以下相同的定义，自推出以来一直使用的校准精度。
2021-07-27 astro-ph.IM
Effects of model incompleteness on the drift-scan calibration of radio telescopes
精确的定标对探测宇宙黎明和再电离时期（z~30-6）中性氢红移21厘米信号的实验提出了挑战。在干涉测量和全局信号实验中，系统校准是主要的误差来源。虽然许多方面的校准已被研究，这两种类型的仪器之间的重叠得到较少的关注。我们研究了HERA碟形天线和EDGES型天线的总功率测量的天空校准，以了解自相关在校准干涉仪中的作用以及天空在校准总功率仪器中的作用。使用模拟，我们研究了各种情况下，如时变增益，不完整的天空校准模型，和主波束模型。我们发现，时间增益漂移，天空模型的不完整性，和光束的不准确性导致接收器增益幅度和接收器温度估计的偏差。在某些情况下，这些偏差混合波束和天空之间的光谱结构，导致光谱可变增益误差。将校正方法应用于HERA和EDGES数据，通过更标准的方法，我们发现与校正的一致性很好。虽然仪器增益是一致的光束和天空的误差类似的规模模拟，接收器温度显示出显着的偏离预期值。虽然我们表明，它是可能的，以部分减轻偏差，由于模型的不准确性，将时间依赖性增益模型在校准，校准产品上产生的误差更大，更相关。完全解决这些偏差将需要更精确的天空和初级波束模型。
2021-07-15 astro-ph.CO astro-ph.IM
The Simons Observatory: gain, bandpass and polarization-angle calibration requirements for B-mode searches
我们量化的校准要求的系统不确定性的下一代地面观测站的大角度$B$模式偏振的宇宙微波背景，重点是西蒙斯天文台（SO）。我们探讨增益校准，带通中心频率和偏振角，包括后者的频率变化在整个带通的不确定性。我们发现，增益校准和带通中心频率必须知道百分比水平或更少，以避免偏见的张量标量比$r$的顺序为$Δr\sim10^{-3}$，与以前的研究结果。偏振角必须校准到零点几度的水平，而它们在频带边缘之间的频率变化必须知道${\cal O}(10)$度。鉴于这些校准要求的紧密性，我们探讨了这些系统的残余不确定性将影响$r$的最终约束，如果包括在数据模型和边缘化的水平。我们发现，额外的参数自由度并没有降低$r$的最终约束显着，扩大误差条${\cal O}(10\%)$最多。我们通过重新分析BICEP 2/Keck合作的最新公开数据来验证这些结果，扩展的参数空间涵盖了宇宙学，前景和系统参数。最后，我们的研究结果进行了讨论，在SO内进行的仪器设计和校准研究。
2021-06-15 astro-ph.CO astro-ph.IM
Calibration requirements for Epoch of Reionization 21-cm signal observations -- IV. Bias and variance with time and frequency correlated residual gains
本文提出解析方法评估残余增益和带通误差对红移21厘米多频角功率谱估计的偏差与方差影响，并证明SKA1-Low在128小时观测下可探测红移8的信号，但需优于现有干涉仪的校准精度。
2025-05-27 astro-ph.CO astro-ph.IM
Calibration and 21-cm Power Spectrum Estimation in the Presence of Antenna Beam Variations
探测再电离时代（EoR）的信号需要对银河系和银河系外前景、低频无线电仪器、仪器校准和数据分析管道有深刻的理解。在这项工作中，我们建立在现有的工作，旨在了解21厘米功率谱（PS）测量的校准误差的影响。已经确定的是，校准误差有可能通过引入模拟EoR信号结构的额外光谱特征来抑制EoR检测。我们提出了一个简单的方法来估计各种各样的建模残差的影响，在EoR PS估计。我们将此框架应用于Murchison宽场阵列（MWA）中的破碎偶极子的特定情况，以了解其效果并估计其对PS估计的影响。结合估计的百分比MWA瓷砖，至少有一个破碎的偶极子（15%-40%）与分析描述的波束错误引起的偶极子，我们计算校准和源减法后的前景的残差。我们发现，不正确的光束建模引入偏差在二维PS上的顺序为$\sim 10^3\, \mathrm{mK}^2 \,h^{-3}\, \mathrm{Mpc}^{3}$。虽然这比当前最低限值低三个数量级，但比预期信号高两个数量级。因此，确定当前射束模型和方向相关校准管道的准确性对于我们搜索EoR信号至关重要。
2020-02-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
Procedures for the relative calibration of the SiPM gain on ASTRI SST-2M camera
应科院SST-2 M是切伦科夫望远镜阵列的小型望远镜原型之一。它的光学设计是基于双镜Schwarzschild-Couder配置，相机是由一个矩阵的单片多像素硅光电倍增器管理的特设定制前端电子。本文介绍了应科院SST-2 M的增益校准过程。由于SiPM增益取决于工作电压和温度，我们调整所有传感器的工作电压，使其在参考温度下具有相等的增益。然后，我们通过调整每个传感器的工作电压来校正由温度变化引起的增益变化。为此，SiPM增益对工作电压和温度的依赖性已被测量。此外，我们提出的校准程序和实验测量的结果，以评估，为每个像素，所需的参数，使触发均匀的整个焦平面。
2016-12-07 astro-ph.IM
PMT gain calibration and monitoring based on highly compressed hit information in KM3NeT
目前正在地中海海底建造的100公里中微子望远镜由大型三维光电倍增管阵列组成，它依靠精确的校准程序来实现其科学目标。这些会议介绍了KM3NeT中使用的增益校准方法，该方法基于高度压缩的PMT命中信息。特别是，它示出的PMT增益可以被调谐到标称值的2%以内，基于测得的单个光电子的时间超过阈值分布的每个PMT。
2021-08-27 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
WALOP-South: A Four-Camera One-Shot Imaging Polarimeter for PASIPHAE Survey. Paper II -- Polarimetric Modelling and Calibration
广域线性光学偏振计（WALOP）-南部仪器是一种即将推出的宽视场和高精度光学偏振计，将用作进行偏振高精度实验中极区恒星成像（PASIPHAE）方案的测量仪器。设计作为一个单次四通道和四个摄像机的成像偏振计，它将有一个$35\times 35$弧分的视野，并将测量斯托克斯参数$I$，$q$，和$u$在SDSS-r宽带过滤器的一次曝光。该仪器的设计目标是在整个视场内实现0.1%的总体偏振测量精度。在这里，我们提出了完整的偏振建模的仪器，表征仪器偏振的量和来源。为了准确地从测量值中反演源的真实斯托克斯参数，我们开发了一种仪器的校准方法。使用这种校准方法和模拟数据，我们演示了如何校正仪器偏振并获得偏振度$p$ 0. 1%的精度。此外，我们测试和验证的校准方法，在实验室的桌面WALOP样的测试台偏振计上实现它。
2022-08-26 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
Fast gain calibration in radio astronomy using alternating direction implicit methods: Analysis and applications
上下文现代射电天文阵列的接收器数量比传统的综合阵列（如VLA和WSRT）多一个数量级。这使得增益校准成为一项计算要求很高的任务。因此，已经提出了几种交替方向隐式（ADI）方法，其将该任务的数值复杂度从$\mathcal{O}(P^3)$降低到$\mathcal{O}(P^2)$，其中$P$是要校准的接收路径的数量。目的。我们提出了一种ADI方法，它收敛到最优解，并评估其数值，计算和统计性能。我们还讨论了其适用于自校准的应用，并报告其在LOFAR标准管道的成功应用。方法.收敛性证明了严格的数学分析，使用压缩映射。它的数值，算法和统计性能，以及其适用于自校准的应用，使用模拟评估。结果我们的模拟证实了$\mathcal{O}(P^2)$的复杂性和优良的数值和计算性能的算法。他们还证实，该算法执行或接近Cramer-Rao界（CRB，估计参数方差的下限）。我们发现，该算法是适用于自校准的应用程序，并讨论它如何可以包括。我们证明了一个数量级的速度改进，在实际LOFAR数据的校准比传统方法。结论.在本文中，我们证明了ADI方法是一种有效的和计算更有效的替代传统的增益校准方法，我们报告了其成功的应用在一些实际的数据减少管道。
2014-10-08 astro-ph.IM
Comparison of absolute gain photometric calibration between Planck/HFI and Herschel/SPIRE at 545 and 857 GHz
我们比较了普朗克/HFI和赫歇尔/SPIRE仪器的绝对增益测光校准漫发射。HFI和SPIRE的绝对校准都依赖于行星通量测量和与行星大气理论远红外辐射模型的比较。我们在两个重叠的频段，545 GHz / 500 $μ$ m和857 GHz / 350 $μ$ m测量仪器之间的光度交叉校准。所使用的SPIRE地图已在Herschel交互式处理环境（版本12）中处理，HFI数据来自2015年公共数据发布2。在我们的研究中，我们使用了SPIRE观测到的15个大视场，它们总共覆盖了大约120度^[2]。我们仔细地选择了这些区域，以提供高的信噪比，避免SPIRE图中的残留系统性，并跨越宽范围的表面亮度。HFI图经过带通校正，以匹配SPIRE带通观测到的发射。SPIRE图被卷积以匹配HFI光束并放在公共像素网格上。我们在每个领域使用两种方法测量仪器之间的交叉校准相对增益，像素到像素的相关性和角功率谱测量。SPIRE / HFI相对增益在545和857 GHz分别为1.047（$\pm$ 0.0069）和1.003（$\pm$ 0.0080），表明仪器之间非常好的一致性。这些相对增益偏离单位远小于绝对扩展排放校准的不确定度，HFI和SPIRE的不确定度分别为6.4%和9.5%，但如果可以忽略来自通用校准器模型的不确定度，则偏差与HFI和SPIRE的值1.4%和5.5%相当。在SPIRE的5.5%不…
2016-04-07 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Calibration of Transition-edge Sensor (TES) Bolometer Arrays with Application to CLASS
当前和未来的宇宙微波背景（CMB）实验采用千像素阵列的过渡边缘传感器（TES）测辐射热计，需要精确和鲁棒的增益校准方法。我们简化和重构的标准TES模型直接相关的检测器响应度校准和光学时间常数的测量TES电流$I$和所施加的偏置电流$I_{\mathrm{b}}$。为宇宙学大角尺度探测器（CLASS）TES测辐射热计阵列开发的校准方法依赖于在CMB观测之前每天获得的电流与电压（$I$ - $V$）测量值。通过对Q波段（40 GHz）$I$ - $V$测量值进行光加载分组，我们发现在一个分组内增益校准的中位标准误差为0.3%。我们使用月球作为光度标准来测试这种“$I$ - $V$ bin”探测器校准方法的准确性。共用同一喇叭天线的探测器对之间测得的月球振幅之比表明TES校准误差为0.5%。我们还发现，对于类Q波段TES阵列，校准的基础上单独应用的TES偏置电流准确地校正TES增益随时间的变化，但在TES校准从数据计数到功率单位的偏差的响应检测器。由于TES电流偏置值在每次观测之前设置并记录，因此该校准方法可始终应用于原始TES数据，并且不受$I$ - $V$数据质量或处理误差的影响。
2022-10-09 astro-ph.CO astro-ph.IM
Bayesian self-calibration and imaging in Very Long Baseline Interferometry
本文提出在贝叶斯推断框架下结合变分推断，对VLBI数据进行天线增益自校准与成像，并在M87的VLBA 43GHz数据上获得比CLEAN更稳健、可复现且带不确定性估计的Stokes I图像。
2024-07-20 astro-ph.IM
On-sky, real-time optical gain calibration on MagAO-X using incoherent speckles
针对极端自适应光学系统夜间光学增益漂移问题，在MagAO-X上利用高频探针产生非相干散斑进行实时天空校准，揭示了增益与斯特列尔比的关系，为高对比度直接成像奠定基础。
2024-07-17 astro-ph.IM
On Prism Cross-Dispersers -- Modelling Échelle Spectrograms
该研究利用 Snell 定律的三维矢量形式建模棱镜交叉色散器，以准确预测中阶梯光谱图，并支持自动校准。
2024-01-28 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
Element gain drifts as an imaging dynamic range limitation in PAF-based interferometers
与单像素馈源相比，相控阵馈源（PAF）干涉测量提出了新的校准挑战。特别地，由于元件增益漂移（EGD）引起的复合光束图案的时间不稳定性可以在干涉图像中产生校准伪影。为了将成像动态范围要求转化为PAF硬件和校准要求，我们必须学会将EGD水平与成像伪影水平相关联。我们提出了一个基于MeqTrees的模拟框架，解决这个问题，并将其应用到APERTIF原型目前正在开发的WSRT。
2011-10-13 astro-ph.IM
Absolute Calibration Strategies for the Hydrogen Epoch of Reionization Array and Their Impact on the 21 cm Power Spectrum
我们讨论的绝对校准策略的氢时代的再电离阵列（HERA），其目的是测量宇宙学的21厘米信号的再电离时代（EoR）的第一阶段。HERA是一个漂移扫描阵列，具有10度宽的视野，这意味着明亮，良好的点源凌日是稀缺的。这一点，结合HERA的紫外线平面的冗余采样和第一阶段仪器的适度角分辨率，使得传统的天空和自校准技术难以实现高动态范围。尽管如此，在这项工作中，我们证明了HERA校准使用点源目录和电磁模拟其主光束。我们发现，未建模的扩散通量和仪器污染物可以损坏的增益解决方案，并提出了一个增益平滑的方法，以减轻其对21厘米功率谱的影响。我们还演示了一个混合天空和冗余校准方案，并将其与纯天空校准进行比较，在中间延迟尺度下的增益解决方案只有轻微的改善。我们的工作表明，HERA第一阶段系统可以很好地校准的前景避免功率谱估计器，通过应用方向无关的增益与一个小的自由度在频率和时间轴。
2020-01-05 astro-ph.CO astro-ph.IM
Quantifying Suppression of the Cosmological 21-cm Signal due to Direction Dependent Gain Calibration in Radio Interferometers
在再电离时期发射的中性氢的21厘米信号有望成为研究婴儿宇宙的重要信息来源。然而，如果不充分减轻数据中的其他强信号，就不可能检测到它，这需要对仪器有准确的了解。使用仪器校准的结果，去除了大部分污染信号，并进一步分析所得残留数据，以检测21 cm信号。方向相关校准（DDC）可以强烈影响21厘米的信号，但是，它的效果还没有被精确量化。在这里介绍的分析中，我们展示了如何准确计算DDC去除了21 cm信号的哪一部分。我们还展示了如何先验信息的频率行为的仪器可以用来减少信号抑制。使用基于LOFAR设置的现实模拟来测试理论结果。我们的研究结果表明，低阶平滑增益函数（例如多项式）在~ 10 MHz的带宽-超过预期的信号是平稳的-是足够的，允许有限的，量化的，在其功率谱中的信号抑制校准。我们还表明，数学和模拟，更不完整的天空模型导致更大的21厘米信号抑制，即使增益模型被强制执行，以完全平滑。这一结果对当前和未来具有不同站波束的射电望远镜有直接的影响，其中DDC可能是必要的（例如SKA-low）。
2018-09-11 astro-ph.IM
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
Precision Calibration of Radio Interferometers for 21 cm Cosmology with No Redundancy and Little Knowledge of Antenna Beams and the Radio Sky
我们介绍了CALAMITY，一个精密的带通校准方法的无线电干涉测量。CALAMITY可以求解具有任意频率结构的方向无关增益，达到21 cm宇宙学所需的高精度，具有最少的前景或天线波束知识，并且不需要任何程度的冗余（重复相同基线的相同测量）。我们通过两项关键创新实现了这一目标。首先，我们使用灵活且高效的基函数集独立地对每个基线上的前景进行建模，所述基函数集与21 cm模式具有最小的重叠，并在校准的前景中执行光谱平滑。其次，我们使用现成的GPU加速API（TENSORFLOW）在单个优化循环中同时求解每个基线前景和每个频率天线增益。GPU加速对于我们的技术能够在合理的时间内同时在所有频率上为具有$\gtrsim 10$天线的干涉仪求解大量前景和增益参数至关重要。在本文中，我们给出了一个概述，我们的技术和使用现实的模拟，并证明其性能在解决和消除病理增益结构的水平，必要的测量波动在21厘米的氢气发射场在宇宙黎明和再电离。如果你想现在就开始使用CALAMITY，你可以在https://github.com/aewallwi/calamity/blob/main/examples/Calamity_Tutorial.ipynb上找到一个教程笔记本。
2021-11-30 astro-ph.CO 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
Primary beam effects of radio astronomy antennas: I. Modelling the Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) L-band beam using holography
现代干涉成像依赖于结合方向相关效应的高级校准。其天线数量的增加（例如LOFAR、VLA、MeerKAT/SKA）和灵敏度通常会随着校准精度的提高而降低。射束精度尤其驱动高动态范围成像（HDR -对比度> 1：$10^6$）的能力。无线电干涉测量方程（RIME）提出了使用波束模型的用于宽视场（即，超出主瓣和第一零）的精细校准框架。我们已经使用了全息数据上采取的12个天线的超大型阵列（VLA）与两种不同的方法：一个“数据驱动”的表示来自主成分分析（PCA）和投影的泽尔尼克多项式。我们确定稀疏表示的光束编码其空间和光谱的变化。对于每种方法，我们使用低秩近似压缩系数的空间和频谱分布。用离散余弦变换（DCT）对光谱行为进行编码。我们比较了我们的建模的Cassbeam软件，它提供了一个参数模型的天线和它的辐射场。我们提出的光束重建保真度与“压缩性”的比较。我们发现PCA方法提供了最准确的模型。在VLA天线的情况下，我们讨论了L波段的频率纹波与天线反射器之间的驻波。结果是一系列系数，可以很容易地用于校准管道中的“即时”，以低计算成本产生准确的光束。
2019-03-06 astro-ph.IM
The Impact of Beam Variations on Power Spectrum Estimation for 21 cm Cosmology II: Mitigation of Foreground Systematics for HERA
针对HERA馈源偏移造成的非冗余色度增益误差，本文比较基线截断、增益平滑和时间滤波，证明组合方法可恢复无前景功率谱区域。
2023-07-24 astro-ph.CO astro-ph.IM
Calibrating photon counts from a single image
目前的探测器增益校准方法需要采集数十幅特殊的校准图像。在这里，我们提出了一种方法，获得从实际图像的光子计数是所需的通过量化带外信息的增益。我们的模拟和实验数据表明，我们的简单得多的程序，可以追溯到任何图像，是传统的增益校准程序的精度相媲美。
2018-03-13 astro-ph.IM physics.ins-det
Multisource Self-calibration for Sensor Arrays
如果天线具有方向相关增益并且同时存在多个校准器源，则传感器阵列的校准更加复杂。我们研究这种情况下的任意几何形状的传感器阵列，但相同的元素，即具有相同的方向相关的增益模式的元素。一个加权交替最小二乘（WALS）算法推导出迭代求解的方向无关的复杂的阵列元件的增益，它们的噪声功率和校准源的方向上的增益。该问题的延伸是表观校准源位置未知的情况，例如，这是由于折射传播路径。对于这种情况下，WALS方法补充加权子空间拟合（WSF）方向发现技术。使用蒙特卡罗模拟，我们证明了这两种方法是渐近统计有效的，即使在低信噪比的情况下，在两个迭代收敛。
2010-03-09 astro-ph.IM physics.data-an
A beamforming approach to the self-calibration of phased arrays
本文提出了一种校准孔径阵列模拟链方向无关增益的波束形成方法。通过将每个天线的输出电压与使用阵列的其他天线波束成形的电压互相关来获得增益估计。当波束形成权值等于平均互相关功率时，与StEFCal算法建立关系。一个例子说明了这种方法的几个点源和一个256元素的阵列。
2020-05-24 astro-ph.IM eess.SP
Applying Wirtinger derivatives to the radio interferometry calibration problem
本文提出了一种全极化、方向相关的射电干涉测量快速定标算法。它基于Wirtinger的复微分方法。与经典情况相比，在合理的近似下，出现在Levenberg-Maquardt迭代方案中的雅可比矩阵呈现稀疏结构，允许算法成本方面的高增益。
2014-10-31 astro-ph.IM
DAmodel: Hierarchical Bayesian Modelling of DA White Dwarfs for Spectrophotometric Calibration
提出首个分层贝叶斯建模框架DAmodel，同时拟合光度与光谱数据联合推断白矮星参数与光度零点，实现迄今最低的紫外至近红外光度残差，为下一代望远镜校准提供关键支持。
2025-08-14 astro-ph.CO astro-ph.IM astro-ph.SR
Non-linear Redundancy Calibration
对于具有足够数量的冗余间隔的无线电干涉阵列，相同天空可见度的测量的多样性可用于确定天线增益以及真实可见度。许多早期的方法，这个问题的重点是线性版本的关系之间的测量和真正的vibrations。在这里，我们建议使用一个标准的非线性最小化算法来解决这两个天线增益，以及真正的vibration。我们通过模拟的情况下正在进行的升级到Ooty射电望远镜的非线性最小化算法是快速相比，早期的方法。此外，与最直接的线性化方法不同，该方法与vibrium和增益的矩阵一起工作，非线性最小化算法导致无偏解。最后，我们提出的误差估计估计的增益和vibrations。蒙特卡罗模拟建立的估计确实是统计有效的，实现Cramer-Rao界。
2013-10-05 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
The Pointing Self Calibration algorithm for aperture synthesis radio telescopes
本文研究了综合孔径射电望远镜（ASRT）方向相关效应（DDE）的定标算法。在使用自校准校正方向无关效应（DIE）之后，成像性能可能受到阵列中的元件的前向增益的不精确知识的限制。通常，前向增益模式是方向相关的，并且由于多种原因而随时间变化。一些因素，如方位-仰角安装天线的主波束随俯仰角的旋转是先验已知的。一些，例如天线指向误差和孔径阵列元件的结构变形/投影效应不能被测量{ \em先验}。因此，除了先验已知的校正DD效应的算法之外，高动态范围成像还需要求解DD增益的算法。在这里，我们讨论了基于天线的DDE校准算法的数学框架，并表明，这个框架导致计算效率高的最佳算法，以及在并行计算环境中的规模。作为基于天线的DD校准算法的一个例子，我们演示了指向SelfCal算法来解决天线指向误差。我们的分析表明，现代ASRT的灵敏度足以解决天线指向误差和其他DD效应。我们还讨论了使用的指向SelfCal算法在实时校准系统和扩展天线形状SelfCal算法的实时跟踪和校正指向偏移和天线形状的变化。
2017-09-25 astro-ph.IM
Calibration of MEMS DM actuator gains using a Zernike wavefront sensor on the HiCAT testbed and implications for Habitable Worlds Observatory operations
Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Max Planck Institute for Astronomy（马克斯·普朗克天文学研究所）；Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange（蔚蓝海岸大学、蔚蓝海岸天文台、法国国家科学研究中心、拉格朗日实验室）
本文在HiCAT测试台用ZWFS校准MEMS DM促动器增益，提出线性与二次增益图计算方法，提升暗区挖掘效率与对比度，为HWO运行提供支撑。
2026-08-04 astro-ph.IM
Solving Self-calibration of ALMA Data with an Optimization Method
本文将射电干涉增益校正与 PRIISM 成像统一为带正则化的优化问题，并通过迭代算法求解，在 ALMA 数据上验证了自校准与图像估计效果。
2024-12-04 astro-ph.IM stat.AP
Calibration and performance of the photon-counting detectors for the Ultraviolet Imaging Telescopes (UVIT) of the Astrosat observatory
我们描述了校准数据，并讨论了Astrosat天文台的紫外成像望远镜的光子计数飞行探测器的性能。本文介绍了暗电流，平场和光点图像FUV，NUV和可见光波段探测器在一个以上的波长设置为每个。我们还报告了标称增益和低增益操作，全窗口和子窗口读取速率，以及非光子计数操作模式，所有这些都有望在飞行中使用。我们从CMOS读出阵列中推导出不同质心算法的事件质心校正。我们推导出每个探测器的空间分辨率值和不同通量水平的点源信号饱和度图。我们还讨论了在扩展对象图像中校正饱和度的方法。
2011-05-26 astro-ph.IM
Revisiting the radio interferometer measurement equation. III. Addressing direction-dependent effects in 21 cm WSRT observations of 3C 147
本系列的第一和第二篇论文将射电干涉测量方程（RIME）的形式主义扩展到了全天空的情况，并提供了一个基于RIME的校准和方向相关效应（DDE）问题的描述。本文的目的是提供一个实际的演示基于RIME的方法来校准，通过极高的动态范围校准的WSRT观测的3C 147在21厘米的例子，与充分治疗的DDE。在MeqTrees中实现了一个包含差分增益的RIME版本，并将其应用于3C 147数据。这用于执行常规自校准，然后求解基于干涉仪的误差和差分增益。3C 147周围的场的结果图像是热噪声限制的，具有非常高的动态范围（160万），并且没有困扰常规自校准的离轴伪影。差分增益解决方案显示出高信噪比，并且可用于提取有关天空模型中的DDE和误差的信息。差分增益方法可以消除DDE相关的伪影，并为天空模型的迭代改进提供信息。也许最重要的是，微弱的2 mJy的来源已被证明产生有意义的差分增益的解决方案，因此可以作为潜在的校准信标在其他DDE相关的计划。
2011-01-11 astro-ph.IM
Gaia Data Release 3: External calibration of BP/RP low-resolution spectroscopic data
上下文盖亚数据第3版包含基于欧洲空间局（欧空局）盖亚卫星在其运行阶段的前34个月（同一时期涵盖盖亚早期数据第3版;盖亚EDR 3）收集的观测结果的约18亿个来源的天体测量和测光结果。2.2亿个源的低分辨率光谱是此次发布的重要新数据产品之一。目的。本文重点介绍了低分辨率光谱内容的外定标，描述了输入数据、算法、数据处理以及结果的验证。特别注意数据的质量和用户为最佳利用目录可能需要考虑的一些特点。方法.我们校准了一个仪器模型，使用一组扩展的校准器将平均盖亚光谱与相应的光谱能量分布联系起来：这包括仪器色散关系，传输和线扩展函数的建模。该模型的优化是通过总最小二乘回归，占盖亚和外部光谱的误差。结果由此产生的仪器模型可用于盖亚光谱的正向建模或用于外部校准的绝对通量单位的光谱的反向建模。结论.本文导出的绝对校正方法为BP/RP光谱的使用者提供了一个必不可少的组成部分。它允许用户将BP/RP光谱连接到绝对通量和物理波长。
2022-06-13 astro-ph.IM
A comparative study of amplitude calibrations for East-Asia VLBI Network: a-priori and template spectrum methods
本文介绍了东亚VLBI观测网（EAVN）22和43 GHz两种不同的振幅定标方法的比较研究结果，特别是对低分辨率源的振幅定标。利用早期EAVN观测的观测数据集，我们研究了KaVA（KVN和VERA阵列）的七个台站和日本另外三个望远镜（Takahagi 32 m，Yamaguchi 32 m和Nobeyama 45 m）的增益值的高度依赖性。通过比较基于这两种方法独立获得的增益值，我们发现，在高于10度的仰角下，每种方法的增益值在10%以内是一致的。我们还发现，从不同的振幅校准产生的两个图像的总通量密度在22和43 GHz的10%以内的协议。此外，通过使用模板谱方法，额外的射电望远镜可以参与KaVA（即EAVN），从而可以显着提高灵敏度。因此，我们的研究结果将限制使用EAVN可靠地测量VLBI振幅的详细条件，并提供了一个潜在的扩展可能的望远镜包括EAVN。
2017-10-27 astro-ph.IM
Closure Traces: Novel Calibration-Insensitive Quantities for Radio Astronomy
闭合相位和闭合振幅已被证明是现代无线电干涉测量的关键，因为它们对不确定的台站增益不敏感。我们提出了第一套封闭量构造的平行手和交叉手village是不敏感的两个站的增益和极化泄漏。这些复杂的“闭合轨迹”是闭合振幅和闭合相位的自然延伸，独立于所有基于站的偏振视见度线性损坏，并且在它们包含可见度数据中存在的所有剩余信息的意义上是完整的。闭合迹线在所谓的“共轭”四边形上的产物仅对源偏振分数中的结构敏感--与斯托克斯$I$结构中的变化无关--从而提供天文源中偏振的明确探测。
2020-10-01 astro-ph.IM
Calibration of Radio Interferometers Using a Sparse DoA Estimation Framework
现代无线电干涉仪的校准是一个重大挑战，特别是在低频。在这个角度来看，我们提出了一种新的迭代校准算法，它采用流行的稀疏表示框架，在政权的传播条件转移不同的方向的来源。更准确地说，我们的算法被设计为估计校准源的视在方向，它们的功率，阵列元件的方向性和非方向性的复杂增益和它们的噪声功率，具有合理的计算复杂度。数值模拟表明，该方案是统计有效的低信噪比，甚至与额外的非校准源在未知的方向。
2016-06-03 astro-ph.IM
Parallel Calibration for Sensor Array Radio Interferometers
为了满足理论上可实现的成像性能，现代无线电干涉仪的校准是一项强制性挑战，尤其是在低频下。从这个角度来看，我们提出了一种新的并行迭代多波长校准算法。该算法估计校准源的视在方向、阵元的方向性和非方向性复增益及其噪声功率，具有合理的计算复杂度。此外，该算法考虑了上述参数值跨波长的特定变化。现实的数值模拟表明，所提出的计划优于单波长校准计划，并接近推导出的约束Cramér-Rao界，即使在未知方向的非校准源的存在下，在一个计算有效的方式。
2016-09-08 astro-ph.IM
A New Method for Calibration of Gain Variation in Detector System
在凌日/日食观测期间，围绕晚型恒星运行的适居行星的凌日光谱学需要在波长之间具有较高的相对分光光度精度。分光光度计信号不仅受到由于波前误差引起的图像移动和变形的影响，而且还受到检测器系统中的电变化的影响。这些随时间变化的成分，耦合到过境信号，扭曲过境光谱的大气成分的测量。在这里，我们提出了一个新的概念，提高分光光度的准确性，通过校准的检测器系统中的时变成分，通过开发致密的光瞳光谱，提供多个光谱的恒星行星系统。由于被物体光曝光的一组像素（即，科学像素），像素到像素的变化可以通过平均操作被平滑，因此仅保留科学像素上的公共时间变化分量。此外，考虑到检测器平面与光瞳平面光学共轭，光瞳掩模可以完全阻挡进入残留像素的天文光。共同的时变分量重建与残留像素和减少到一个随机项。应用致密光瞳光谱仪与中红外探测器系统的大型空间低温望远镜，如起源太空望远镜，我们表明，该系统几乎实现光子噪声限制的性能和检测的吸收功能，通过透射光谱和二次日食的类地行星轨道M-型恒星在10 pc的60个过境观测。因此，所提出的方法有助于测量行星的可居住性和附近过境可居住候选人的生物特征。
2018-10-24 astro-ph.EP astro-ph.IM
X-ray spectral performance of the Sony IMX290 CMOS sensor near Fano limit after a per-pixel gain calibration
本文用 $^{55}$Fe 源测试 Sony IMX290LLR CMOS 传感器，通过逐像素增益校准将 5.9 keV 单像素事件分辨率提升至 $123.6\pm0.2$ eV，接近硅的 Fano 极限，并验证其长期稳定性。
2024-09-09 astro-ph.IM physics.ins-det
Robust distributed calibration of radio interferometers with direction dependent distortions
在射电天文学中，精确的校准对于新一代射电干涉仪至关重要。更具体地说，由于可能存在影响测量数据的离群值，因此需要确保鲁棒性。另一方面，通过利用这些新仪器并利用跨频率的感兴趣参数的已知结构来改进校准。因此，本文提出了一种基于分布式和一致性优化方案的迭代鲁棒多频校准算法，其目的是估计接收机的复增益和电离层引起的方向扰动。数值仿真表明，所提出的分布式校准技术优于传统的非鲁棒算法和每通道校准。
2018-07-31 astro-ph.IM stat.AP
Gravitational-wave astronomy with a physical calibration model
我们进行天体物理推断紧凑的二元合并事件在LIGO-Virgo的第一个引力波瞬变目录（GWTC-1）使用物理动机的校准模型。我们证明，重要性抽样可以用来降低成本，否则将是一个计算上具有挑战性的分析。我们表明，包括校准误差分布的物理估计对GWTC-1事件的参数推断的影响可以忽略不计。研究了匹配滤波器信噪比$\text{SNR}=200$的模拟信号，我们预计GWTC-1典型的校准误差估计对于当前一代的引力波探测器可能是可以忽略不计的。我们认为，其他来源的系统误差--从波形，先验分布，噪声建模-可能是更重要的。最后，使用GWTC-1中的事件作为标准警报器，我们推断出LIGO干涉仪校准误差估计的天体物理学改进。
2020-09-21 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
A MeerKAT Polarization Survey of Southern Calibration Sources
本文利用 MeerKAT 对98个南部校准源开展全斯托克斯 L 波段观测，识别适用于宽带绝对偏振校准的源，并通过与 NVSS、SPASS 对比及仪器残差分析指出夜间观测可提升校准精度。
2024-05-07 astro-ph.GA astro-ph.IM
Standardized spectral and radiometric calibration of consumer cameras
消费类相机，特别是智能手机和无人机，现在通常用作科学仪器。然而，它们的数据处理管道并未针对定量辐射测量进行优化，并且它们的校准比科学相机更复杂。缺乏标准化的校准方法限制了设备之间的互操作性，并且在不断变化的市场中，最终限制了使用它们的项目的生命周期。我们提出了一个标准化的方法和数据库（SPECTACLE）的消费类相机的光谱和辐射校准，包括线性度，偏置变化，读出噪声，暗电流，ISO速度和增益，平场，RGB光谱响应。这包括黄金标准的地面实况方法和适合非专家的自己动手的方法。将这种方法应用于七种流行的相机，我们发现RAW数据具有高线性度，但JPEG数据没有，像素间增益变化>400%与大规模偏差和读出噪声模式相关，非平凡的ISO速度归一化函数，平场校正因子在视场内变化高达2.79，以及光谱响应的相似性和差异。此外，这些结果在相机型号之间存在很大差异，突出了标准化和集中数据库的重要性。
2019-06-07 astro-ph.IM eess.IV physics.ins-det
In-Orbit Instrument Performance Study and Calibration for POLAR Polarization Measurements
POLAR是一种紧凑的星载探测器，设计用于对能量范围为50- 500 keV的瞬态源（如伽马射线暴）的偏振进行可靠的测量。该仪器基于康普顿散射原理，以塑料薄片为主要探测材料，配合多阳极光电倍增管。POLAR于2016年9月15日在中国空间实验室TG-2上成功发射。为了可靠地重建偏振信息，数据分析和蒙特卡罗研究都需要对仪器有非常详细的了解。为此，对在轨性能进行了全面研究，以获得仪器校准参数，如噪声、基座、电子设备的增益非线性、阈值、串扰和增益，以及温度对上述参数的影响。研究了多阳极光电倍增管的增益与高压的关系，给出了各种测量值的误差。最后，利用蒙特卡罗模拟对定标参数的测量误差对伽马射线暴偏振测量的典型系统误差进行了估计。
2018-05-29 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
