利用核对软件降低MARKIV格式磁带回放数据的误码率

由于磁带回放的不稳定性及磁带与处理机的不匹配，导致由磁带导人硬盘的数据误码率很高，影响了送入处理机的数据可用率。结果显示，采用核对软件能将数据可用率提高一个数量级。     

相关处理机多制式兼容性测试的初步结果

我国VLI网包括上海佘山，乌鲁木齐和昆明3个观测站，以及上海天台研制的两台站相关处理机，上海佘山和乌鲁木齐站已升级成MK4制式和只使用薄磁带，而昆明站只能使用S2制式，因此，实现相关处理机对不同制式数据和薄磁带的兼容。是我国VLBI网顺利运行的关键，给出了多制式VLBI观测实验和相关处理的初步结果。总结了相关处理机升级后的处理能力。并对相关处理机的下一步发展作简单讨论。     

相关处理机多制式兼容性测试的初步结果

我国VLBI网包括上海佘山、乌鲁木齐和昆明 3个观测站 ,以及上海天文台研制的两台站相关处理机。上海佘山和乌鲁木齐站已升级成MK4制式和只使用薄磁带 ,而昆明站只能使用S2制式。因此 ,实现相关处理机对不同制式数据和薄磁带的兼容 ,是我国VLBI网顺利运行的关键。给出了多制式VLBI观测实验和相关处理的初步结果 ,总结了相关处理机升级后的处理能力 ,并对相关处理机的下一步发展作简单讨论     

多制式FX型VLBI相关处理机系统的研究

介绍了在上海天文台现有两台站VLBA型VLBI相关处理机的基础上同时处理多制式磁带的研究方案，为适应MarkIV薄磁带，并兼顾1Gbit/s的VLBA格式，需升级现有处理机的高速高密度磁带机，增加磁头组，更换精密薄带读取机构，扩充数据恢复系统和FFT流水张容量，系统采用实时操作系统与FPGA（Field Programmable Gate Array)相结合，完成多制式磁带高速度数据流的高精度同时控制与实时解码回放，多种实时计算，最终实现Mark4擞据的相关处理，并兼容MarkIIIA,VLBA格式。     

中国VLBI网相关处理机研制进展

经过数年的艰苦努力，中国VLBI网相关处理机继2000年元月取得天文观测数据的互相关条纹后，VLBI技术实验室的研究人员又为提高相关处理机工作稳定性和处理结果质量进行了大量的软硬件调试工作，获得了较为稳定的相关处理机工作状态，于2000年8月获得射电源DA193在佘山－南册基线上的清晰互相关条纹，经验证，互相关条纹的相位变化值与台站时延补偿修改值相符，中国VLBI网相关处理机是一架两台相关处理机，它由两台数据注总计达秒648兆位的高速大容量磁带回放系统和接口电路，高速FFT和交叉相乘模块以及长期累加和控制部件组成，每台站最大信号带宽为128MHz，其高速FFT和交叉相乘模块每秒种可同时连续进行138亿次以上的浮点乘法和309亿次以上的浮点加法运算。     

CVN硬盘系统和软件相关处理在e-VLBI试验中的应用

介绍了中国VLBI网（CVN）的e-VLBI技术研究进展．CVN包括上海佘山、乌鲁木齐南山2个固定观测站和云南昆明的流动站，以及上海天文台的2台站硬件相关处理机。2003年上海天文台自行研制了基于PC技术的VLBI数据记录、回放系统，命名为CVN硬盘系统，并成功将其安置于CVN观测站和处理机系统。硬件处理机经过改造后，已能处理来自硬盘和原有磁带系统的数据．从2003年至今，中国VLBI网采用该硬盘系统进行了多次VLBI观测和e-VLBI试验。在CVN硬盘系统基础上，软件相关处理技术的研究也得以开展。软件相关处理原型程序已经被用于台站条纹检测、卫星条纹搜索和数据处理中。该软件获得的计算结果被成功用于国内第一个3台站卫星VLBI的延迟和延迟率闭合试验，以及国内首次利用VLBI数据进行的卫星定轨试验。除此之外，该软件还用作硬件处理机的条纹引导器。为适应未来“嫦娥”月球探测工程，CVN将扩展成含有4个观测站和2个相关处理机（硬件、软件）的实时VLBI网。今后，e-VLBI将被应用于月球卫星导航以及测地和天体物理的VLBI观测。     

利用DiFX处理CVN天文观测数据进展

相关处理机是VLBI观测数据处理的核心单元,相关处理机的输出结果可以直接作为天文成图、测地学以及航天器干涉测量等应用的输入。DiFX是运行在分布式计算、共享存储单元的集群环境下最成功的软件相关处理机之一。首先介绍上海天文台DiFX综合平台的现状;然后介绍利用DiFX相关处理机处理中国VLBI网(CVN)天文观测数据的进展:最后简短展望了DiFX平台为CVN及国际VLBI天文观测提供相关处理服务的前景。可为利用该平台的相关处理结果开展科学研究提供参考。     

CVN高速数据记录与回放硬盘系统及其应用

CVN硬盘系统是上海天文台VLBI技术实验室自行研制的VLBI数据高速记录与回放系统。它以通用PC机和Linux操作系统为平台。该系统与原有磁带机系统相比具有数据记录质量高、可靠性好和价格低等特点，已安置在乌鲁木齐南山、上海佘山观测站和昆明流动站，多次成功地进行了卫星和河外射电源的观测。目前中国VLBI网观测的数据记录和回放已全部由CVN硬盘系统承担，完全替代了原有的磁带系统。现有的上海相关处理机通过专用回放接口，能直接处理记录在硬盘上的数据。在此基础上还进行了软件相关处理方法和e—VLBI数据传输实验。通过多次观测，该系统的性能已得到不断改进，将成为我国“嫦娥一号”探月工程中的VLBI数据系统的候选者，也可应用于其它高速数据记录领域。     

VLBI软件件相关处理机现状和发展趋势

相关处理机是VLBI数据处理系统的核心设备。基于计算机集群和高性能并行计算技术研发的软件相关处理机,正逐渐成为VLBI海量观测数据处理的主流,并以其灵活性、扩展性、易用性等特点,在天文、测地和深空探测领域中获得广泛应用。梳理了国内外主流VLBI软件相关处理机系统发展历史和技术架构,并做归纳比较,最后分析未来的应用需求及发展趋势。     

硬件相关处理机数据回放模块研究

硬件相关处理机系统需从数据记录缓存器读取台站数据,经数据预处理后进行下一步的相关处理。为了满足高速实时数据的传输及预处理要求,设计了VLBI数据回放模块,该模块通过千兆网络传输观测站数据,控制数据收发,并针对VLBI数据特点进行数据解码、数据校验、数据异常处理等。测试结果表明,该模块处理速率可达1 Gbit/s,在硬件相关处理机进行单台站数据速率64 Mbit/s的实时数据处理时能稳定正常工作。该模块己应用于嫦娥3号任务的硬件相关处理系统中。     

VLBI数据软件相关处理方法研究

VLBI技术是 2 0世纪 6 0年代后期发展起来射电干涉新技术 ,自 2 0世纪 70年代至今VLBI数据预处理主要采用硬件相关处理机。近年来随着通用计算机性能的大幅度提高 ,利用软件方法对VLBI数据进行相关处理逐渐成为可能。介绍了国内外VLBI软件相关处理机的研究进展情况和VLBI数据相关处理的基本数学模型。针对实际软件相关处理方法研究中数学模型应用和各类参数选取等情况作了详细介绍。根据现有数据处理精度和处理速度 ,进一步分析了提高软件相关处理速度的可能性。     

DSN Deep-Space Array-Based Network Beamformer

NASA is proposing a new receiving facility that needs to beamform broadband signals from hundreds of antennas. This is a similar problem to SKA beamforming with the added requirement that the processing should not add significant noise or distortion that would interfere with processing spacecraft telemetry data. The proposed solution is based on an FX correlator architecture and uses oversampling polyphase filterbanks to avoid aliasing. Each beamformer/correlator module processes a small part of the total bandwidth for all antennas, eliminating interconnection problems. Processing the summed frequency data with a synthesis polyphase filterbank reconstructs the time series. Choice of suitable oversampling ratio, and analysis and synthesis filters can keep aliasing below −39 dB while keeping the passband ripple low. This approach is readily integrated into the currently proposed SKA correlator architecture.     

VLBI软件相关处理机系统中的数据预处理方法

在绕月探测工程VLBI数据处理中心的软件相关处理机系统中，各VLBI观测站采集的原始数据必须经过预处理才能进行相关处理与条纹搜索等运算。处理机预处理模块对来自各个观测站的MARK5观测数据进行模式判别、寻找同步头、计算CRC校验码、时间同步等操作，生成时间长度为1min的标准Linux文件，并存放于硬盘阵列上，供相关处理和条纹搜索使用。预处理模块和软件相关处理模块、条纹搜索模块协调配合，保证了软件相关处理机系统在准实时和事后两种观测模式下的性能指标。     

The Multifrequency Siberian Radioheliograph

The ten-antenna prototype of the multifrequency Siberian radioheliograph is described. The prototype consists of four parts: antennas with broadband front-ends, analog back-ends, digital receivers and a correlator. The prototype antennas are mounted on the outermost stations of the Siberian Solar Radio Telescope (SSRT) array. A signal from each antenna is transmitted to a workroom by an analog fiber optical link, laid in an underground tunnel. After mixing, all signals are digitized and processed by digital receivers before the data are transmitted to the correlator. The digital receivers and the correlator are accessible by the Local Area Network (LAN). The frequency range of the prototype is from 4 to 8 GHz. Currently the frequency switching observing mode is used. The prototype data include both circular polarizations at a number of frequencies given by a list. This prototype is the first stage of the multifrequency Siberian radioheliograph development. It is assumed that the radioheliograph will consist of 96 antennas and will occupy stations of the West–East–South subarray of the SSRT. The radioheliograph will be fully constructed in the autumn of 2012. We plan to reach the brightness temperature sensitivity of about 100 K for the snapshot image, a spatial resolution up to 13 arcseconds at 8 GHz and a polarization measurement accuracy about a few percent. First results with the ten-antenna prototype are presented of observations of solar microwave bursts. The prototype’s abilities to estimate source size and locations at different frequencies are discussed.     

The design and implementation of a ROACH2+GPU based correlator on the Tianlai dish array

A digital correlator is a crucial element in a modern radio telescope. In this paper, we describe a scalable design for the correlator system of the Tianlai pathfinder array, which is an experiment dedicated to testing key technologies for conducting a 21 cm intensity mapping survey. The correlator implements the FX design, which firstly performs a fast Fourier transform(FFT) including polyphase filter bank(PFB) computation using a Collaboration for Astronomy Signal Processing and Electronics Research(CASPER) Reconfigurable Open Architecture Computing Hardware-2(ROACH2) board, then computes cross-correlations by employing Graphics Processing Units(GPUs). The design has been tested both in laboratory and in actual observation.     

Ska Correlator Advances

When the SKA was proposed, a major technical obstacle to its feasibility was the cost of the correlator. Significant advances made in correlator design since then are described. These advances have made SKA correlator possible within reasonable cost constrains. At the same time performance issues with the proposed FX architecture have been addressed.     

Digital complex correlator for a C-band polarimetry survey

The international Galactic Emission Mapping project aims to map and characterize the polarization field of the Milky Way. In Portugal it will map the sky polarized emission of the Northern Hemisphere in C-band and provide templates for map calibration and foreground control of microwave space data to be provided by ESA Planck Surveyor mission and later missions. The receiver system is equipped with a novel receiver with a full digital back-end using a low-cost Field Programmable Gate Array without compromising its performance relation. This new digital backend comprises a base-band complex cross-correlator outputting the four Stokes parameters of the incoming polarized radiation. In this document we describe the design and implementation of the complex correlator using the FPGA and the dedicated digitizers at each receiver arm, detailing the method applied at the several algorithm stages. This correlator is suitable for large sky area polarization continuum surveys.     

微机数据流磁带机驱动接口和软件的研究

对于数据采集处理微机系统来说,采集预处理后的数据往往需要按预定的格式转换,再到功能更强的计算机上作进一步的处理,因此可装卸的大容量外存设备就显得日益重要。然而装备在PC机上的这类设备相应的驱动软件只支持固定的磁带文件格式,加之软硬件资料的缺乏,给这类设备的信息交换和高效使用带来了困难。本文针对微机上广泛使用的数据流磁带机,在硬件接口分析的基础上,全面描述我们新近开发的驱动软件包里的基本I/O过程,用户软件可方便地调用以实现对任意数据格式磁带进行读写。