模拟月球表面大规模无线电阵列的成像

提出了一个模拟框架，用于测试月球表面大型无线电阵列的成像能力。讨论了主要的噪声组件，并通过了软件管道，详细介绍了如何为新的科学用途自定义它。

该软件包扩展了射电天文 CASA 的行业标准仿真软件包，用于月球阵列，这是一个重新出现的兴趣领域，具有许多科学可能性。在开始模拟之前，请导航到 Deep Blue Data 网站并下载软件包。该软件仅在 Unix 环境中进行了测试，可能无法在其他环境中完全运行。

要自定义 createarrayconfig. py 脚本，请提供每个天线的经纬度坐标列表，以选择数组的配置，并更改脚本中的月球路径变量，以反映包含月球表面高程数据的数字高程模型的新下载位置。使用命令运行 createarrayconfig。

py 脚本来使用月球数字高程模型来求解每个天线的每个经度和纬度的高程。将经度、纬度和海拔保存到文件中并打印到屏幕上，以便轻松复制和粘贴到下一个脚本中，然后制作图形，显示本地月球地形上的阵列配置。自定义 eqrovertimeearth.

c 脚本中，将 Longitude（经度）、纬度（Latitude）和每个天线仰角输出复制到脚本中的相应列表中，并使用接收器的数量和相应的坐标更新 numSpaceCraft 变量。更新 lunar_furnsh。TXT 包含在包中，其中包含所需框架和星历表文件的新路径名，并指定观测应发生的日期集，以通知 SPICE 中的星历表准确跟踪地球和太阳相对于这些日期的定义数组的位置。

指定要跟踪和成像的阵列的目标天空区域。接下来，使用 GCC 命令编译 eqrovertime。c 脚本并更改路径以反映 cspice 库所在的位置。

使用命令运行 equatorial array 随时间变化的可执行文件，以获取多个文件，每个文件都包含一组变量。最重要的是每个天线在 J2000 坐标中的 XYZ 位置以及天空目标区域的赤经和赤纬坐标，然后将输出变量保存到包含所有请求日期数据的 txt 文件中。自定义 lunarearthpickfreak集成。

py 脚本中，指定要制作图像的数组的观测频率，并为要重建的数组指定具有 jansky 像素值的 CASA 兼容真值图像。更改代码中的常量以反映输入真值图像的大小和分辨率。使用命令运行 lunarearthpick。

py 脚本。负 numsc 标志用于通知代码正在使用多少个天线和/或接收器，并帮助从包含接收器坐标的 txt 文件中解压缩数据。自定义 noisecopy。

py 脚本，设置系统等效磁通量密度，并设置在 200 至 500 kHz 的可变噪声线中积分的带宽。在可变噪声线 200 中设置积分时间，并使用命令运行噪声拷贝。py 脚本。

该脚本将首先从无噪声能见度数据创建图像，调用标准比率天文学算法 clean 来创建图像。然后，该脚本将创建测量集的副本，并将适当的噪声水平添加到复杂的能见度数据中，然后使用 clean 对数据进行成像，积分时间范围长达 24 小时，并基于多个稳健的加权方案值。根据阵列的配置，图像质量可能会因数据加权方案的选择而异。

如图所示createarrayconfig. py运行应创建一个类似于所示的高程图，其中定义数组的配置绘制在月球表面的局部地形之上，该地形源自月球侦察轨道器 Lunar Orbiter Laser Altimeter 派生的数字高程模型。使用 CASA 模拟数组响应应产生与此处观察到的输出类似的输出，可用于计算可见性数据。

然后，数据成像可以生成无噪声和有噪声的图像，其中有噪声的图像看起来不如无噪声图像清晰。该协议利用 NASA SPICE 包中的天文图与月球表面的高程图相结合，使用月球侦察轨道飞行器数据来准确模拟月球上的任何阵列。