Библиотека с открытым исходным кодом для расчета изображения из сигналов распределенного набора радиотарелок?

В ответах на вопросы Национальной радиоастрономической обсерватории « Как делать изображения с помощью радиотелескопа » говорится:

Таким образом, самый простой способ сделать радиоизображение с помощью системы спутниковой антенны — это использовать матричный детектор, который, как мне кажется, будет очень трудно найти. В качестве альтернативы можно сделать изображение, направив антенну на массив ближайших точек на небе, а затем создав контурную карту измеренного уровня сигнала. Однако это довольно медленный процесс, который создает изображение намного позже, после того, как вы соберете все свои индивидуальные измерения наведения.

Теперь предположим, что у многих людей по всему континенту (например, в Европе) были бы (фиксированные, неподвижные) радиотарелки, направленные куда-то в небо, с некоторым перекрытием их полей зрения. У них разные тарелки и разные приемники. Однако, учитывая их точное местоположение на земном шаре, зная их точную временную метку наблюдения, по крайней мере теоретически, я должен быть в состоянии объединить измеренные временные ряды радиосигналов с радиоизображением неба, верно?

Идея уже беспокоит меня некоторое время, и мне интересно, есть ли какое-то программное обеспечение с открытым исходным кодом, о котором я должен знать, чтобы решить проблему расчета такого изображения, в идеале на питоне (но, возможно, на любом другом языке программирования).

Любой вклад приветствуется!

Связанный

Ответы (1)

Это интересный вопрос!

Я опубликую частичный предварительный ответ и посмотрим, куда это нас приведет.

В цитате блока NRAO упоминаются два метода: интерферометрия и отображение интенсивности (например, как работает камера). Могут быть гибридные варианты и другие эзотерические варианты, но давайте сначала рассмотрим их.

См. также этот ответ на вопрос Какие методы используются для преобразования радиосигналов, принимаемых антенной, в изображения? и поскольку есть так много хороших ответов на вопрос о нацеливании радиотелескопа, их тоже стоит прочитать.

интерферометрия

Здесь все тарелки указывают в одном общем направлении, и у вас есть:

...точное местоположение(я) на земном шаре, зная их точную временную метку(я) наблюдения...

и эти временные метки должны быть сделаны с точностью до наносекунды; вы используете информацию о фазе радиоволн. Вы либо подключаете их коаксиальным или оптоволоконным кабелем в режиме реального времени, либо записываете со скоростью до гигабита в секунду на жесткие диски, а затем перемещаете их все в одно место и запускаете очень-очень большой специальный компьютер, называемый коррелятором, для анализа данных. данные.

Картирование интенсивности

Это просто создание карты интенсивности путем выборки множества точек на небе и построения гистограммы; в основном точно так же, как работает камера, но килопиксели, а не мегапиксели. Каждый телескоп является независимым датчиком, и он вносит свой вклад в большую карту. Вы можете начать с сетки пикселей, и по мере того, как антенны перемещаются в каждую ячейку, вы измеряете мощность радиосигнала и записываете это число в эту ячейку. Вращение Земли уже сканирует в RA. поэтому независимо от того, где они находятся, блюда должны быть равномерно расположены по склонению.

См. ответы на Как радиотелескопы с одной тарелкой (или с одним приемником) изначально генерировали изображения?

Гибрид и другие эзотерические варианты

Существует интерферометрия интенсивности , но я недостаточно хорошо в ней разбираюсь, чтобы авторитетно о ней писать. Он рассматривает флуктуации статистического шума, поэтому вы, вероятно, сможете обойтись менее критичным временем; каждая тарелка будет записывать мгновенный уровень мощности, возможно, с интервалом в микросекунды или даже миллисекунды. Я понятия не имею, как это работает с массивами; Я слышал, что он используется только для двух приемников, но вы, безусловно, можете проанализировать его попарно. (см. также Интерферометр звездной интенсивности Наррабри )

Вы также можете сделать что-то веселое/интересное с пульсарами, но я не знаю, что именно.

Интенсивность плюс доплеровская частота иногда могут дать вам расстояние, если у вас есть модель; это ранняя радиокарта нейтрального водорода в нашей галактике из « Почему пустые клинья на этой очень ранней 21-сантиметровой карте Млечного Пути?» (Оорт и др., 1958 г.)

введите описание изображения здесьнажмите, чтобы увеличить

Спасибо за ваши мысли. Я предполагаю, что с точки зрения точности отметок времени я бы не смог снизиться до наносекунд, тарелки всех участников должны быть подключены к их стандартным ПК, а передача данных происходит через TCP/IP. Интерферометрия — это было бы круто, но это скорее килопиксельная фотография.
Основная проблема, которую я вижу, заключается в том, как выяснить индивидуальную ориентацию тарелок, например, поле зрения каждой тарелки. Я даже предположить не могу, что посуда не вибрирует на ветру, наверное. Блюда должны быть крайне бюджетными. И да, обработка данных будет происходить централизованно, а не в режиме реального времени.
@B--rian смотрите мои комментарии в разделе Можно ли построить распределенный радиотелескоп? GPS-приемники выдают синхронизирующий сигнал с частотой 1 импульс в секунду, который можно использовать для коррекции гетеродина, но он не даст вам возможности интерферометрии, если только вы не работаете на низких частотах, когда вам не нужна тарелка. нужно много проводов, а то у вас отсечка ионосферы. Я только что понял, что вы можете подумать о поиске каких-то переходных событий, таких как близлежащие FRB или что-то еще, но это непросто. Я подумаю об этом.
@B--rian Я забыл сказать об этом в своем посте, но любое программное обеспечение, которое можно использовать, зависит от того, какой режим наблюдения вы выберете. Интерферометрия является численно интенсивной и требует гораздо большего внимания к деталям и калибровке, чем картирование интенсивности, поэтому, прежде чем кто-то сможет порекомендовать вам программное обеспечение, необходимо решить, в каком режиме будет работать предлагаемый массив, на что он будет смотреть и на каком уровне. необходима чувствительность и калибровка.
Библиотека с открытым исходным кодом для расчета изображения из сигналов распределенного набора радиотарелок?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v