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用于长波阵列的实时全天空高时间分辨率直接成像仪

天体物理仪器与方法 2019-05-08 v1

摘要

射电天文学的未来将需要具有更大收集面积以提高灵敏度、宽视场以加快巡天速度,以及相对于当前能力而言更高效的计算和数据率的仪器。我们描述了 E-field Parallel Imaging Correlator (EPIC) 在美国新墨西哥州 Sevilleta 的 LWA 站(LWA-SV)上的首次成功部署。EPIC 是大干涉仪计算问题的一种解决方案。通过实时对来自天线的通道化电场进行网格化和空间傅里叶变换,EPIC 省去了对所有天线电压对的显式交叉相乘以合成孔径的过程,将计算复杂度从 O(na2)\mathcal{O}(n_a^2) 降低到 O(nglog2ng)\mathcal{O}(n_g \log_2 n_g),其中 nan_a 为天线数量,ngn_g 为网格点数。这不仅节省了稠密阵列的计算成本,而且实时产生非常高时间分辨率的图像。基于 GPU 的实现使用了现有的 LWA-SV 硬件和高性能流框架 Bifrost。我们考察了 EPIC 部署的实际细节,并通过以 50 ms 时间分辨率的连续全天空成像探测到一次大气层的流星撞击来验证成像性能。

关键词

引用

@article{arxiv.1904.11422,
  title  = {A Real-Time, All-Sky, High Time Resolution, Direct Imager for the Long Wavelength Array},
  author = {James Kent and Jayce Dowell and Adam Beardsley and Nithyanandan Thyagarjan and Greg Taylor and Judd Bowman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1904.11422},
  year   = {2019}
}

备注

10 pages