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Institution

1. chinaXiv:202003.00047 [pdf]

基于多变量LSTM网络的太阳黑子活动预测分析

梁波; 林语琦; 戴伟; 冯松; 杨云飞
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

通过添加太阳黑子周期长度构建长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)的多变量输入数据,在多时间步长上预测未来10年的太阳黑子变化。将数据集以训练数据长度为标准划分出两组时间序列片段,分别是分片11和分片6,并在分片上分别对比了单变量和多变量在单时间步长和多时间步长上的预测效果。最后,得出以下主要结论:(1)比起分片6,分片11的采样方式有更低的均方根误差(Root mean squared error,RMSE);(2)最优多步长的预测效果比单步长的要好;(3)通过图例上周期的起始点、结束点和最大振幅位置三个点的准确度证明了多变量的多步长方法确实有更好的预测效果。

submitted time 2020-03-07 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits3132Downloads128 Comment 0

2. chinaXiv:202001.00044 [pdf]

基于Spark的SKA1-MID自校准管线分布计算实现

戴伟; 汪森; 李秋虹; 邓辉; 梅盈; 王锋
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

SKA 科学数据处理产生的数据超出了所有已存在的分布式处理系统的处理能力,如何实现一个分布式执行框架是当前科学数据处理的一个重要研究内容。Spark 是非常成熟的一个商业框架,在互联网应用中被广泛应用,本文根据SKA项目进展要求,重点研究了如何将算法参考库(ARL)中的部分管线移植到Spark上执行。本文对部分实现过程进行了分析讨论,给出了相应的任务流程实现。最终结果表明,移植后代码生成结果符合预期,Spark能够满足部分数据分布式数据的要求,但迫切需要解决自身存在的一系列问题。

submitted time 2019-12-26 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits2976Downloads166 Comment 0

3. chinaXiv:201812.00155 [pdf]

基于独立成分分析的射频干扰信号消除方法

戴伟 ; 尚振宏 ; 徐永华 ; 刘辉 ; 杨亚光 ; 强振平
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

射电天文已成为人类研究宇宙的重要途径。但随着人类生产、生活的发展,射 频干扰信号对射电天文观测的影响越来越严重,观测数据的好坏关系到科学成果的质量甚至 结论的真伪。目前广泛采用基于阈值判断射频干扰,对干扰信号直接舍弃部分观测数据的方 法。此类方法存在阈值确定困难、观测带宽和时间被缩减等问题。本文针对脉冲星观测射电 信号中,各干扰信号及射电信号统计独立以及呈现出的非高斯性,利用独立成分分析对混合 信号进行分解;并根据观测信号中脉冲星信号和干扰信号的分布特点,识别脉冲星信号,实 现干扰信号消除。使用该方法对云南天文台40米射电望远镜接收到的脉冲星观测信号进行独 立成分分析,分解出独立的RFI信号和脉冲星信号,消除射频干扰信号。本文方法在干扰信 号消除、射电信号保留及信噪比方面均取得良好效果。

submitted time 2018-12-19 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits1286Downloads365 Comment 0

4. chinaXiv:201812.00018 [pdf]

宽视场成像网格化算法中w-plane最优经验值研究

于晓雨; 邓辉; 梅盈; 卫守林; 石聪明; 王威; 戴伟; 王锋
Subjects:

射电干涉阵列宽视场成像网格化处理过程中必须考虑w项的影响。w-projection和w-stacking是两个重要的宽视场成像网格化处理算法, w-plane参数是算法中影响计算速度和成图质量的一个重要因素。本文研究了w-projection和w-stacking两种网格化算法,利用SKA1低频阵台站数据和ASKAP软件包进行模拟观测,对两种算法在不同w-plane参数取值情况下的成图速度和成图质量进行了定量分析对比。结果进一步表明w-plane是性能改善的重要参数,针对w-projection算法来说,w-plane取值应比一般给定的经验值要大才能较好的得到成像效果。w-stacking算法虽然有很大的速度优势,但算法实现中w-plane的影响更为显著,论文给出了推荐的w-plane取值。本文工作是大视场成像算法的基础研究工作,对未来SKA科学数据处理中的管线设计有较好的参考价值。

submitted time 2018-12-04 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits1552Downloads521 Comment 0

5. chinaXiv:201812.00020 [pdf]

基于ZeroMQ的观测控制系统底层通信架构分析与测试

钱进; 邓辉; 梅盈; 石聪明; 卫守林; 戴伟; 王锋
Subjects:

观测控制系统(Observation Control System,OCS)是当前的一个研究热点,底层通信是OCS架构中重要的一个环节。但传统的OCS中一般采用裸套接技术实现,缺少统一的传输控制机制,在密集数据通信时经常存在延迟影响实时控制的需要; 同时缺少广播与组播机制,限制了OCS系统的设计。本文针对OCS的要求,系统研究分析了基于ZeroMQ不同通信模型及所对应的天文控制模式,对不同的通信控制架构可用性进行了分析。在此基础上通过实验对相应的通信模型进行了测试,验证其在天文仪器分布控制中的可用性。测试结果进一步说明ZeroMQ构建OCS的底层通信架构是可行的,能够满足OCS对设备的各种控制需求。

submitted time 2018-12-04 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits766Downloads383 Comment 0

6. chinaXiv:201812.00001 [pdf]

基于容器技术的天文应用软件自动部署方法

姚坤 ; 戴伟 ; 杨秋萍 ; 梅盈 ; 石聪明 ; 王锋
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

平方公里阵望远镜(SKA)即将开始建设,各子工作包也将进入关键设计评估阶段。 基于云与容器技术是当前 SKA 科学数据处理器(SDP)未来可能采用的平台技术。本文针对 SDP 超大规模海量数据处理中所面临的天文应用软件快速部署、运行与实测要求,充分考虑 了天文应用软件运行环境复杂,云计算环境下超大规模计算集群部署困难等问题,系统研究 并给出了一种使用 Docker 技术的天文应用软件通用自动部署方法,论文以目前较为常用的 可见度函数校准软件 SAGECaL 为例,首先分析了 SAGECaL 的相关特性和分布式部署方面存在的困难,进而给出了基于 Docker 容器技术的 SAGECaL 分布式集群的自动部署方法。实验结果表明,本文所提出的自动部署方法极大地提高了 SAGECaL 分布式集群的部署效率,满足了项目组承担 SKA-SDP 相关测试工作中所需要的基础平台部署与切换等需求。同时,本工作也为其它天文软件在云端的快速部署与执行提供了有益的思路。

submitted time 2018-12-03 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits695Downloads319 Comment 0

7. chinaXiv:201809.00154 [pdf]

基于NGAS的多点观测数据存储与同步方法

石聪明; 邓辉; 戴伟; 卫守林; 王锋
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

平方公里阵列(Square Kilometre Array,SKA)望远镜建成后将会具有超高的灵敏度、超快的巡天速度以及宽视场,进而产生超海量的观测数据。在SKA天文台与各国区域数据中心间的海量数据同步/传输是当前SKA建设中的一个难点。SKA先导项目使用的下一代归档存储系统(Next Generation Archive System, NGAS)在应用测试中存在效率低下,性能不足等问题。本文提出了一种基于ZeroMQ的数据存储与同步方法,通过采用更加高效的异步消息机制实现同步传输数据,回避了NGAS原有的采用HTTP协议的局限。实验结果表明新方法在平均数据归档存储效率方面比NGAS原有方法快了将近40倍,能够基本满足10GB带宽的全速传输需要,取得了较好的使用效果。

submitted time 2018-09-11 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits1994Downloads504 Comment 0

8. chinaXiv:201806.00280 [pdf]

基于OpenCL的射电干涉阵成像gridding算法实现

冯勇1;王锋1,2,3;邓辉1,2;卫守林1;梅盈1,2,3;戴伟1,3;石聪明1
Subjects: Astronomy >> Astronomical Instruments and Techniques

天文软件开发与应用中迫切需要在单机环境下进行高性能的科学数据处理工作,由于机器配置不同,采用传统的CUDA+GPU技术存在明显的局限,不利于天文软件的快速移植和无缝运行。针对明安图频谱射电日像仪(MingantU SpEctral Radioheliograph,MUSER)数据处理中的网格化(Gridding)算法,采用并行计算OpenCL技术进行多线程编程实现。实验结果表明,基于OpenCL实现的gridding算法不仅能够在多种GPU上运行,而且能够在纯CPU上运行。当选择在GPU上执行时,算法的执行效率与基于CUDA实现的gridding算法执行效率大致相当,但算法不局限于NVIDIA GPU,解决了算法对CUDA+GPU的依赖;同时算法也能在纯CPU上较快速地执行,适用于单机模式下进行天文软件的开发和测试,也便于天文软件的应用与推广。

submitted time 2018-06-22 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits3827Downloads607 Comment 0

9. chinaXiv:201806.00238 [pdf]

太阳高分辨观测图像与全日面像的高精度配准方法

冯涛; 戴伟; 王瑞; 季凯帆
Subjects: Astronomy >> Astronomical Instruments and Techniques

在太阳观测研究中,高分辨图像与全日面像的配准是一项非常有意义的工作,但由于他们之间存在着旋转、缩放和平移,因此很难高精度地进行匹配。提出一种结合局部统计信息和控制点匹配的图像配准方法,核心思想为将视场等间隔划分为大量重叠的局部区域,通过相关匹配在全日面像上寻找对应的局部区域,然后计算每一对局部区域间的亚像元偏移,根据偏移量确定每一对特征点的坐标位置,据此作为点匹配中的特征控制点;最后根据控制点建立仿射变换的转换方程,采用最小二乘求解整个视场的转换参数,根据解出的参数重新对图像进行迭代,得到收敛后的结果并进行配准。通过对高分辨观测图像和全日面SDO/HMI连续谱图像进行配准,拟合结果的偏差在0.25” 以内。

submitted time 2018-06-21 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits893Downloads533 Comment 0

10. chinaXiv:201805.00529 [pdf]

MUSER的负数据库接口设计与实现

石聪明; 张晓丽; 王锋; 戴伟; 杨秋萍
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

明安图射电频谱日像仪(MingantU SpEctral Radioheliograph, MUSER)目前已经进入常规观测,必将产生海量的观测数据。针对日像仪需要高效管理其产生的海量观测数据并提供高效检索服务的需求,负数据库管理系统提出并被应用到日像仪中。详细介绍了负数据库的接口设计与实现,并通过实验验证了所设计接口的有效性和性能。负数据库管理系统不仅可以有效解决其面临的问题,也可以为新一代望远镜负数据库管理系统提供参考。

submitted time 2018-05-29 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits3497Downloads501 Comment 0

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