PulsarX：一个新的脉冲星搜索软件包——I. 面向脉冲星巡天的性能优异的折叠程序

利用现代射电望远镜进行的脉冲星巡天在计算需求上日益增大。对于采用射电干涉仪的大视场脉冲星巡天，以及以实时或准实时方式开展的巡天而言，这一点尤为突出。这些需求造成了数据分析瓶颈，限制了巡天所覆盖的参数空间并削弱了其科学产出。在本文中，我们针对脉冲星搜索中“候选体折叠”的计算挑战，提出了一种新颖高效的方法，旨在优化大量脉冲星候选体的同时折叠。我们提供了一套适用于大规模脉冲星巡天的完整折叠流水线，包括射频干扰（RFI）抑制、去色散、折叠与参数优化。通过利用 Zackay 等人（2017）提出的快速离散色散量变换（FDMT）算法，我们开发了一种优化且缓存友好的实现，称之为剪枝 FDMT（pFDMT）。pFDMT 方法高效复用中间处理结果并剪除未使用的计算路径，从而显著减少了算术运算量。此外，我们提出了一种基于 Tikhonov 正则化最小二乘法（TLSM）的新颖折叠算法，可改善脉冲星轮廓的时间分辨率。我们展示了其作为 MeerKAT 望远镜两项主要脉冲星搜索项目——MPIfR-MeerKAT 银道面巡天（MMGPS）与利用 MeerKAT 研究暂现源与脉冲星（TRAPUM）项目——组成部分的实际应用性能。在我们的处理中，对于约 500 个候选体，与随候选体数量缩放的暴力去色散相比，理论去色散运算量可减少约 50 倍。