PulSKASim：用于SKA尺度干涉观测的脉冲星模拟器

Synthetic Observations with the Square Kilometre Array (SKA) -- development towards an end-to-end pipeline

Detection of the redshifted 21-cm signal of neutral hydrogen from the Cosmic Dawn and the Epoch of Reionization is one of the final frontiers of modern observational cosmology. The inherently faint signal makes it susceptible to contamination by several sources like astrophysical foregrounds and instrumental systematics. Nevertheless, developments achieved in the recent times will combine to make signal detection possible with the upcoming Square Kilometer Array (SKA), both statistically and via tomography. This review describes an indigenously developed end-to-end pipeline that simulates sens…

干涉观测中致密源的过分辨率

Over-resolution of compact sources in interferometric observations

我们回顾了干涉观测中源尺寸的影响，并重点讨论了非常紧凑的源的情况。如果一个源是非常紧凑和/或弱（所以它是不可能的，以检测签名的源结构中的vibrium），我们描述了一个测试的假设，可以用来设置一个强大的上限的大小源。我们还估计了其结构仍然可以被干涉仪检测到的源的最小可能尺寸（即，干涉仪的最大理论超分辨率功率），这取决于总的观测时间、阵列分布的紧凑性和接收器的灵敏度。因此，取决于观测频率，即将到来的超灵敏阵列（如平方公里阵列（SKA））的超分辨率能力可能使我们能够在角度尺度下研究源的细节，直到几个微as。

根据镶嵌干涉测量观测校准初级光束形状

Primary Beam Shape Calibration from Mosaicked, Interferometric Observations

干涉射电望远镜镶嵌观测的图像质量在很大程度上取决于天线主波束校准的精度。下一代射电望远镜阵列，如艾伦望远镜阵列（ATA）和平方公里阵列（SKA），具有关键的科学目标，包括进行充满亮点源的大型镶嵌观测。我们提出了一种新的方法来校准望远镜的平均主光束的形状，使用这些明亮的光源在马赛克的多个冗余的意见。该方法具有简单的高斯光束形状的解析解，但也可以通过$χ^2$最小化应用于更复杂的光束形状。这种简单、概念清晰的方法的一个主要好处是，它利用科学数据进行校准，从而节省了望远镜的时间，并通过同时进行校准和观测来提高精度。我们适用于1.43 GHz的数据在ATA二十厘米调查（ATATS）和3.14 GHz的数据在ATA的Pi千兆赫巡天（PiGSS）。我们发现，光束的计算的半高全宽（FWHM）值与理论值，几个独立的方法测量的值，和模拟的值，我们用来证明我们的方法对未来的望远镜，如扩展ATA和SKA的数据的有效性是一致的。这些结果是初步的，可以通过拟合更复杂的梁形状来扩展。我们还调查，通过模拟的方式，对天线数量的望远镜的FWHM的精度的依赖关系。我们发现，我们的拟合方法返回的不确定性是成反比的阵列中的天线的数量。

用于干涉射电暂现源重建的基于深度学习的反卷积

Deep learning-based deconvolution for interferometric radio transient reconstruction

针对射电暂现源重建问题，通过在经典图像反卷积逆问题中引入时间依赖性并提出两种新型神经网络架构进行时空建模，相比逐帧CLEAN算法显著提升了重建的稳健性、时间轮廓保真度（3倍）和背景去噪效果（2倍）。

射电干涉数据短源距改正的新方法

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。

一种用于射电干涉成像重建的去中心化框架

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。

Decoherence in LOFAR-VLBI Beamforming

We show that the use of a superstation (a phased array created using multiple stations of an interferometric array) created in post-processing for LOFAR-VLBI observations introduces a direction-dependent loss of signal in the image. We show this effect using simulations and real data. Using the RIME formalism, we characterise it fully, and give limits under which this signal loss is negligible. Finally, we show that we are able to fully predict this effect. We close with guidelines for interferometric observers to avoid this effect in their observations, and a discussion of techniques which co…

SKA数据的叠加：比较UV平面和图像平面叠加

Stacking of SKA data: comparing uv-plane and image-plane stacking

叠加作为一种研究无法单独探测到的物体的工具，即使对于无线电干涉测量数据也越来越受欢迎，并将在SKA时代得到广泛应用。堆叠通常使用成像数据而不是直接使用紫外线数据来完成。我们已经研究和开发了一种新的算法来做叠加使用的紫外线数据。我们进行了广泛的模拟比较图像堆叠，并总结这些模拟的结果。此外，我们讨论了SKA产生的巨大数据量的影响。访问uv叠加数据提供了很大的优势，因为它允许正确分析校准伪影以及源属性（如大小）的结果。对于SKA来说，主要的挑战在于紫外线数据的存档。为了稳健的叠加分析的目的，强烈希望将校准的UV数据至少保持在平均形式中，或者实现叠加队列，其中可以在观测之前提供叠加位置并且几乎实时地完成UV叠加。

电离层对超低频无线电干涉观测的影响

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。

用Purify进行射电干涉观测的鲁棒稀疏图像重建

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。

在未来连续统巡天中利用方差成像发现脉冲星的前景

Prospects for Discovering Pulsars in Future Continuum Surveys Using Variance Imaging

在Dai等人（2016）中，我们开发了一种形式主义，用于从包含时间和频率信息的标准干涉无线电图像计算方差图像。方差成像与未来的无线电连续调查，使我们能够识别无线电脉冲星，并作为一个补充，传统的脉冲星搜索是最敏感的严格的周期性信号。在这里，我们进行模拟来预测我们可以在未来的连续调查中使用方差成像发现的卫星数量。我们表明，澳大利亚SKA探路者（ASKAP）的宇宙进化图（EMU）调查可以发现$\sim30$正常的恒星和$\sim40$毫秒恒星（MSP）超过和超过今天已知的数量，同样的，一个全天空连续调查与SKA-MID可以发现$\sim140$正常的恒星和$\sim110$ MSP与此技术。EMU和SKA-MID的方差成像将检测具有大占空比的双星，因此是在相对论双星系统中寻找MSP和双星的潜在工具。与目前在南半球银河系高纬度地区进行的脉冲星调查相比，EMU和SKA-MID的方差成像将更加灵敏，并将能够探测色散测量值在$\sim10$和100 cm $^{-3}$ pc之间的脉冲星。

利用非偏振天空校准米波段射电干涉阵列仪器偏振的形式化方法：基于MWA观测的演示

A Formalism for Calibrating the Instrumental Polarization of Radio Interferometric Arrays at Meter Wavelengths using Unpolarized Sky: A Demonstration using the MWA Observations

本文提出一种利用非偏振天空模型校准米波段射电干涉阵列仪器偏振的新形式化方法，通过主波束引起的表观偏振避免依赖明亮偏振校准源且不受电离层法拉第旋转影响，并用MWA观测验证了其准确性。

Characterizing Beam Errors for Radio Interferometric Observations of Reionization

A limiting systematic effect in 21-cm interferometric experiments is the chromaticity due to the coupling between the sky and the instrument. This coupling is sourced by the instrument primary beam; therefore it is important to know the beam to extremely high precision. Here we demonstrate how known beam uncertainties can be characterized using databases of beam models. In this introductory work, we focus on beam errors arising from physically offset and/or broken antennas within a station. We use the public code OSKAR to generate an "ideal" SKA beam formed from 256 antennas regularly-spaced i…

面向变化可见度覆盖的可学习射电干涉成像

Learned radio interferometric imaging for varying visibility coverage

针对射电干涉成像中可见度覆盖变化导致现有学习方法需重新训练、计算开销大的问题，提出适配变化覆盖的可学习后处理与展开式迭代方法及训练策略，后者泛化性好、重建质量高且几乎无需微调。

用递归和卷积神经网络分析强引力透镜的干涉观测

Analyzing interferometric observations of strong gravitational lenses with recurrent and convolutional neural networks

我们使用卷积神经网络（CNN）和递归神经网络（RNN）来估计干涉观测的强引力透镜的参数。我们探索了多种策略，并发现在估计参数之前，首先使用基于RNN的结构进行反卷积从图像中去除脏光束的影响时，可以获得最佳结果。为此，我们使用Putzky & Welling（2017）中介绍的递归推理机（RIM）。这为传统的CLEAN算法提供了一种快速和自动化的替代方案。我们得到的估计参数的不确定性，使用变分推断与伯努利分布。我们用模拟的测试数据集以及五个强透镜的ALMA观测来测试网络的性能。对于所观察到的ALMA数据，我们比较我们的估计值从最大似然透镜建模方法，在可见度空间中操作，并找到一致的结果。我们表明，我们可以估计透镜参数的高精度使用的RNN结构进行图像去卷积和CNN进行透镜分析的组合，与不确定性小于两个因素比最大似然方法实现的。包括由RIM执行的去卷积过程，可以在单个GPU上在大约一秒内完成单个评估，提供超过六个数量级的分析速度增加，同时与UV平面中的最大似然透镜建模相比，使用大约八个数量级的计算资源。我们的结论是，这是一个有前途的方法，用于分析毫米和厘米干涉数据从目前的设施（例如，ALMA，JVLA）和未来的大型干涉观测台（例如，SKA），其中在UV平面中的分析可能是困难的或不可行的。

使用稀疏高斯过程将射电干涉可见性数据压缩为概率模型

Compressing radio interferometric visibility data into a probabilistic model using sparse Gaussian processes

针对下一代射电干涉仪数据量巨大的问题，提出用稀疏高斯过程建模可见性，存储紧凑概率模型。经模拟ALMA观测验证，该方法压缩率高，能利用相关性提信噪比，还可预测、更新及过滤异常值，助力任意视场和分辨率成像。

Murchison Widefield Array 第三阶段升级：灵敏度翻倍，基线数量翻四倍，灵活性增强，EoR观测优化

The Murchison Widefield Array Phase III upgrade: Sensitivity Doubled, Number of Baselines Quadrupled, Flexibility Enhanced, and EoR Observations Optimised

本文介绍 Murchison Widefield Array (MWA) 第三阶段升级，通过部署新数字接收机和 MWAX 相关器，实现全256天线阵元相关，灵敏度翻倍、基线数约翻四倍，并增强灵活性和优化再电离纪元观测。