乌拉斯台观测站

首 页
科学背景
设备和台址
天线系统
信号接收系统
数据采集系统
技术难关和挑战
数据处理流程
项目展望
21CMA数据处理流程

21CMA经过两年的试运行,特别是科技部973项目支撑下的设备升级改造后,已经处于常规数据采集阶段,常年运行时间大于80%,数据源源不断地运抵北京国家天文台总部实施后期处理,基本完善了数据处理软件和流程,其主要部分如下:
数据编辑:以丢弃坏数据的简单方式除去常规干扰源,包括火车通话、飞机通讯和散射、卫星数据传输等;对可视度函数实部和虚部进行分离,以24小时为一个区间给出每一频道的数据分布,剔除4σ以外的数据点,保证可视度函数满足热噪声所服从的高斯分布,这一步基本消除了所有偶发干扰信号。最后,我们对所有基线实施光程差改正,去除由于电缆、光缆和器件甚至温度和气压变化所带来的相位移动。
图像处理:对6144个间隔24.4kHz、范围从50至200MHz的频率通道进行uv累加,提高灵敏度和增加信噪比,最终经FFT形成“脏图”。为了消除旁瓣的影响,我们的视场扩展至围绕北极天空60度的范围,这样Cas A和Cyg A等著名亮源进入北极天区的旁瓣得以通过CLEAN而消除。当仅仅使用东西基线观测时,我们并不需要进行三维FFT,这样极大地节约了图像处理的时间。另外,由于我们视场中心参考点是北天极,beam呈很好的圆对称性。然而,正如我们前面指出,一般情况下大视场对应的是小动态范围,传统综合孔径方法仅能获得动态范围1000左右的图像,显然不能满足我们探测宇宙再电离的要求。我们正在尝试利用目前一些改进的点源旁瓣去除方法,以期提高动态范围至105,此类方法在其它望远镜如MWA的应用中已经获得了成功。

 21CMA获得的围绕北极天空100平方度的低频图像

角功率谱:21CMA的首选目标不是描绘一幅漂亮的低频射电天空图像而挖掘出宇宙再电离的背景,而是直接在uv空间获得宇宙再电离时期在每一频率上的角功率谱。这种手段可以使我们尽快地到达很高的灵敏度,从而在统计上获得宇宙再电离时期的物质分布。要获得宇宙背景的角功率谱,首先要去掉所有亮源产生的泊松噪声,所以,我们仍然需要证认每一点源的位置并从uv空间将其扣除。我们建立的角功率谱包括了未被分辨的宇宙点源、银河系和背景再电离讯号,由于前景各天体在不同频率上的辐射来自同一射电源,角功率谱在频率空间至少是缓变的,而再电离背景则是来自不同宇宙时期和不同结构,其角功率谱在频率空间会有剧烈起伏,我们在总角功率谱中减去一个平滑成份就可以去掉前景的影响而获得宇宙背景角功率谱。

 

 

 

--------------------------------------------------------------------------------------

通讯地址:北京朝阳区大屯路甲20号 中国科学院国家天文台宇宙学组

邮编: 100012

联系人:

武向平(首席科学家) 64878798

课题组秘书 64850103