| 题名 | 射电干涉阵大视场成像方法研究 |
| 作者 | 杨秋萍 |
| 答辩日期 | 2023 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 王锋 |
| 关键词 | 射电干涉阵 大视场成像 W-Projection W-Stacking 并行计算 |
| 其他题名 | Research of Wide Field Imaging Method on Radio Interferometry |
| 学位专业 | 天文技术与方法 |
| 英文摘要 | 在天文数据处理中，射电干涉阵的成像是科学数据处理中非常关键且比较消耗计算资源的一部分，随着射电干涉阵列规模的扩大，成像的数据规模也在快速增长。 为了对射电干涉阵大视场成像的方法进行详细评估，讨论算法实现的特点、并行计算实现的策略，及并行实现的效果分析，本文针对射电干涉阵的大视场成像方法展开研究，对大视场成像问题的由来进行了分析，对成像效果进行了模拟观测实验和讨论，对成像方法并行计算的实现进行了研究。主要完成的工作如下：（1）对射电干涉阵的数据处理进行研究，分析了射电干涉阵接收的可见度数据与观测源强度间的关系，分析了射电干涉阵成像方法，并推广到大视场成像的问题。（2）对大视场成像效果进行详细研究。通过分析三维傅里叶变换的成像方法，讨论了该方法在成像时的计算复杂度；分析了Faceting成像方法的实现过程，以及成像时的计算复杂度；对W-Projection和W-Stacking成像方法的实现特点进行分析。通过SKA1低频核心阵的阵列配置，模拟了三十六个不同位置的观测点源，对Faceting方法、W-Projection方法和W-Stacking方法进行了成像实验。依据实验数据对三种成像方法的计算复杂度进行比较；对三种成像方法得到的脏图进行点源拟合，分析了三种成像方法在点源的流量密度比以及点源位置偏移的差异。（3）对W-Projection和W-Stacking基于RASCIL的并行计算实现进行研究。首先分析了在成像中比较消耗计算资源的网格化方法，对网格化方法的实现原理进行了研究，并对射电干涉阵数据处理中主要使用的几种网格化核函数的性能做了分析。在此基础上对W-Projection方法和W-Stacking方法基于RASCIL进行了并行实现，分析了成像方法的实现框架，给出了两种方法并行实现的依据，基于Python对RASCIL的成像方法进行了优化；利用分布式计算框架DASK对两种成像方法进行并行计算，采用了VLA—D型阵列的实际观测数据进行并行处理，得到了两种成像方法的在实验条件下的并行实现策略；最后对并行计算的结果进行了分析和讨论，分析了并行计算的时间，以及Strong Scaling和Weak Scaling 并行资源配置方式下两种成像方法的比较。（4）对明安图日像仪（MUSER）的非共面基线效应进行研究。首先分析了MUSER在日常观测时的 值的分布，通过该值的分布结合大视场成像中相应理论，得到MUSER在一年中大部分时间都会受到非共面基线效应的影响的结论，通过模拟观测和成像实验，对MUSER成像时受到非共面基线效应的影响做了量化分析。 本文对射电干涉阵大视场成像的方法做了详细分析和实验分析，并利用DASK实现了部分算法的并行计算，对SKA的数据处理、大视场成像工作有一定参考价值。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 天文学 ; 射电天文学 ; 射电天文方法 |
| 页码 | 0 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/25819]  |
| 专题 | 云南天文台_其他 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 杨秋萍. 射电干涉阵大视场成像方法研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2023. |
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