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1. chinaXiv:202009.00057 [pdf]

基于纯Python的SKA-RASCIL中的天线增益校准实现与优化

黎静 ; 曹忠; 王锋; 邓辉; 梅盈; 戴伟
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

天线增益是用来衡量天线在指定方向接收和发射信号能力的参数。随着平方公里阵列(Square Kilometre Array,SKA)建设的日趋临近,基于Python语言的射电天文仿真、校准以及成像软件库(Radio Astronomy Simulation, Calibration and Imaging Library ,RASCIL)正在开发完善中,天线增益校准算法的高性能实现是其中重要的组成部分。本文基于RASCIL antsol天线增益校准算法开发工作,首先讨论了antsol算法的基本原理,随后分析说明了基于纯Python的实现过程,在此基础上进一步讨论了Python语言中算法的优化方法。结果表明,通过底层优化后的antsol算法实现可以达到非常高的性能。经过优化的算法将运用到SKA的增益数据校准实验中,本文所介绍的优化方法对其它天文软件的开发有一定的参考价值。

submitted time 2020-09-23 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits84Downloads43 Comment 0

2. chinaXiv:202007.00046 [pdf]

基于策略改进遗传算法的双星星族光谱拟合

迟焕斌; 李忠木; 王锋
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

双星星族光谱拟合的实质是在双星星族理论光谱库对应的参数空间进行搜索,通过最小二乘法找到与被拟合观测光谱最相近的理论光谱。快速、准确的拟合是有效利用星族合成方法处理海量星系光谱的难点和关键。为了提高双星星族光谱拟合的速度,针对双星星族光谱拟合计算量巨大、拟合效率不高等问题,本文在双星星族光谱拟合的优化模型基础上,采用策略改进的遗传算法对模型进行求解,并与BS2fit算法和传统遗传算法进行比较。实验表明,通过改进策略的遗传算法对双星星族光谱拟合的速度平均可提高43.5%,一定程度上推动了演化星族合成方法在天文研究中的应用。

submitted time 2020-07-29 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits1587Downloads169 Comment 0

3. chinaXiv:202006.00043 [pdf]

LAMOST异构环境信息检索系统的设计与实现

王政; 王锋; 田园; 李建; 赵永恒
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

环境信息是大天区面积多目标光纤光谱望远镜(LAMOST,即郭守敬望远镜)运行状态的一部分,用于辅助望远镜的日常维护、观测以及后期数据处理。环境信息来源于多个子系统,而子系统的数据存储由不同单位设计,使得数据存储环境复杂,不利于统一检索。基于异步协程,我们提出了一种异构环境信息检索的方法。该方法利用数据库代理对象工厂整合多个数据库及检索字段信息,通过客户端和Web浏览器提供远程服务,以自定义检索命令的方式实现对异构数据库的检索。本方法充分考虑了后期升级的需求,保留多种数据库和应用接口,便于更多数据库和应用的接入。目前基于该方法开发的检索系统已部署于LAMOST运行环境,在实际运行中简化了运行环境检索操作,提高了工作效率和数据获取的精准度,提升了维护和观测效率。

submitted time 2020-06-09 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits3264Downloads282 Comment 0

4. 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》 Hits5047Downloads584 Comment 0

5. chinaXiv:201909.00186 [pdf]

基于python-casacore的射电测量集文件生成方法

孙浩民; 邓辉; 梅盈; 王锋
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

测量集(MeasurementSet,MS)文件是成为射电天文领域的重要存储文件格式,并逐渐成为射电天文数据存储、分析与共享的标准格式,得到越来越多的天文数据处理软件如CASA、WSCLEAN等的支持,在ALMA、LOFAR等诸多射电望远镜系统中应用。但长期以来,MS格式在国内应用较少,技术规范文档非常缺乏。本文结合SKA工程桥接阶段相关工作需要,对MS格式的基本概念、目录结构和字段设计进行了介绍,在此基础上讨论了利用python-casacore调用底层casacore生成MS文件的方法,并将此功能封装到当前SKA的算法参考库(Algorithm Reference Library, ARL)。文中给出了利用ARL仿真观测生成MS文件的实例,并通过CASA软件对生成的MS文件成像,经过结果比对,验证了MS文件的正确性。本文的工作为SKA后续的成像实验、观测模拟和文件存储都提供了关键的保障,在满足SKA工程桥接阶段工作需要的同时,也为国内外射电天文数据处理工作提供了参考。

submitted time 2019-09-18 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits1226Downloads629 Comment 0

6. chinaXiv:201905.00074 [pdf]

丽江2.4米望远镜观测日志辅助系统的设计与研发

王传军; 王德清; 肖健; 尹树成; 王锋; 范玉峰
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

望远镜的观测日志在观测用户进行数据处理以及台站对观测数据进行存储、归档和发布的时候都非常重要,观测日志往往能提供很多观测信息以供用户判断观测数据的质量。在实际观测过程中,观测日志是通过观测助手或观测用户手工记录的,存在信息不全、笔误等多种可能,且纸质的日志也不利于后期观测数据的归档和发布。本文针对丽江2.4米望远镜YFOSC的观测数据,设计研发了一套自动记录观测日志的辅助系统,该系统可以自动记录观测数据的日志信息,并提供了修改错误信息的功能;系统中以观测用户的观测时间申请书编号为唯一代码对观测数据进行管理,从而实现了根据不同观测用户进行观测数据打包的功能。在保护观测数据权限的同时,降低了笔误带来的影响,提高了观测日志的准确性,最终提高观测效率。

submitted time 2019-05-30 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits2790Downloads585 Comment 0

7. 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》 Hits2174Downloads919 Comment 0

8. 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》 Hits1342Downloads723 Comment 0

9. 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》 Hits1131Downloads535 Comment 0

10. 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》 Hits2446Downloads767 Comment 0

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