BeyondPlanck VI. 噪声表征与建模

H. T. Ihle; M. Bersanelli; C. Franceschet; E. Gjerløw; K. J. Andersen; R. Aurlien; R. Banerji; S. Bertocco; M. Brilenkov; M. Carbone; L. P. L. Colombo; H. K. Eriksen; J. R. Eskilt; M. K. Foss; U. Fuskeland; S. Galeotta; M. Galloway; S. Gerakakis; B. Hensley; D. Herman; M. Iacobellis; M. Ieronymaki; J. B. Jewell; A. Karakci; E. Keihänen; R. Keskitalo; G. Maggio; D. Maino; M. Maris; A. Mennella; S. Paradiso; B. Partridge; M. Reinecke; M. San; A. -S. Suur-Uski; T. L. Svalheim; D. Tavagnacco; H. Thommesen; D. J. Watts; I. K. Wehus; A. Zacchei

doi:10.1051/0004-6361/202243619

BeyondPlanck VI. 噪声表征与建模

宇宙学与河外天体物理 2023-06-28 v2 天体物理仪器与方法

作者: H. T. Ihle , M. Bersanelli , C. Franceschet , E. Gjerløw , K. J. Andersen , R. Aurlien , R. Banerji , S. Bertocco , M. Brilenkov , M. Carbone , L. P. L. Colombo , H. K. Eriksen , J. R. Eskilt , M. K. Foss , U. Fuskeland , S. Galeotta , M. Galloway , S. Gerakakis , B. Hensley , D. Herman , M. Iacobellis , M. Ieronymaki , J. B. Jewell , A. Karakci , E. Keihänen , R. Keskitalo , G. Maggio , D. Maino , M. Maris , A. Mennella , S. Paradiso , B. Partridge , M. Reinecke , M. San , A. -S. Suur-Uski , T. L. Svalheim , D. Tavagnacco , H. Thommesen , D. J. Watts , I. K. Wehus , A. Zacchei

在 arXiv 上查看 ↗ PDF ↗ DOI ↗

摘要

我们提出一种贝叶斯方法,用于在全局BeyondPlanck吉布斯采样框架内估计仪器噪声参数并传播噪声不确定性,并将其应用于Planck低频仪器(LFI)时序数据。遵循先前文献,我们最初对噪声功率谱密度(PSD)采用 $1/f$ 模型,但发现30和44\,GHz频带需要在噪声模型中加入额外的对数正态分量。我们实现了最优维纳滤波(或约束实现)的间隙填充流程以处理被掩蔽数据。随后我们利用该流程既估计时域中无间隙的相关噪声 $n_\mathrm{corr}$ ,又对噪声PSD参数 $\xi^n = \{\sigma_0, f_\mathrm{knee}, \alpha, A_\mathrm{p}\}$ 进行采样。与先前Planck分析不同,我们仅假设各指向周期(PID)内分段平稳噪声,而非整个任务期间平稳,但采用LFI数据处理中心(DPC)的结果作为 $\alpha$ 和 $f_\mathrm{knee}$ 的先验。平均而言,我们发现的最佳拟合相关噪声参数大多与先前结果一致,仅有若干显著例外。然而,对时间相关结果的详细检视揭示了诸多重要发现。首先且最重要地,我们发现所有噪声PSD参数均存在统计显著的随时间变化,其中许多与卫星遥测数据直接相关。其次,虽然简单 $1/f$ 模型似乎非常契合LFI 70 GHz通道,但有证据表明30和44 GHz通道存在 $1/f$ 模型未描述的相关噪声,包括在主科学频率范围0.1–1 Hz内。(节略)

关键词

噪声表征贝叶斯推断吉布斯采样 Planck LFI 功率谱密度维纳滤波

引用

@article{arxiv.2011.06650,
  title  = {BeyondPlanck VI. Noise characterization and modelling},
  author = {H. T. Ihle and M. Bersanelli and C. Franceschet and E. Gjerløw and K. J. Andersen and R. Aurlien and R. Banerji and S. Bertocco and M. Brilenkov and M. Carbone and L. P. L. Colombo and H. K. Eriksen and J. R. Eskilt and M. K. Foss and U. Fuskeland and S. Galeotta and M. Galloway and S. Gerakakis and B. Hensley and D. Herman and M. Iacobellis and M. Ieronymaki and J. B. Jewell and A. Karakci and E. Keihänen and R. Keskitalo and G. Maggio and D. Maino and M. Maris and A. Mennella and S. Paradiso and B. Partridge and M. Reinecke and M. San and A. -S. Suur-Uski and T. L. Svalheim and D. Tavagnacco and H. Thommesen and D. J. Watts and I. K. Wehus and A. Zacchei},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2011.06650},
  year   = {2023}
}

备注

26 pages, 29 figures, as accepted in A&A

BeyondPlanck VI. 噪声表征与建模

摘要

关键词

引用

备注

相关论文