Simulación de imágenes de matrices de radio a gran escala en la superficie lunar

Se presenta un marco de simulación para probar las capacidades de imagen de matrices de radio a gran escala en la superficie lunar. Se discuten los principales componentes de ruido, y una canalización de software se camina a través de detalles sobre cómo personalizarlo para usos científicos novedosos.

Este paquete amplía un paquete de simulación estándar de la industria para radioastronomía CASA para el uso de conjuntos lunares, un campo de interés reemergente con muchas posibilidades científicas. Antes de comenzar una simulación, vaya al sitio web de Deep Blue Data y descargue el paquete de software. El software solo ha sido probado en un entorno Unix y puede que no funcione completamente en otros entornos.

Para personalizar la secuencia de comandos createarrayconfig. py, proporcione una lista de coordenadas de longitud y latitud para cada antena para seleccionar la configuración del conjunto y cambie la variable de trayectoria lunar en la secuencia de comandos para reflejar la nueva ubicación de descarga del modelo digital de elevación que contiene los datos de elevación de la superficie lunar. Use el comando para ejecutar createarrayconfig.

PY para usar el modelo digital de elevación lunar para resolver la elevación en cada longitud y latitud para cada antena. Guarde la longitud, la latitud y la elevación en archivos e imprímalos en la pantalla para copiarlos y pegarlos fácilmente en el siguiente script, luego haga figuras que muestren la configuración de la matriz en la parte superior de la topografía lunar local. Para personalizar el eqrovertimeearth.

C, copie la longitud, la latitud y la salida de cada elevación de antena en las listas correspondientes del script y actualice la variable numspacecraft con el número de receptores y las coordenadas correspondientes. Actualice el lunar_furnsh. txt incluido en el paquete con los nuevos nombres de ruta para los archivos de fotogramas y efemérides requeridos y especificar el conjunto de fechas en las que deben ocurrir las observaciones para informar a las efemérides dentro de SPICE para rastrear con precisión dónde están la Tierra y el Sol en relación con la matriz definida para esas fechas.

Especifique el área objetivo del cielo para que la matriz realice un seguimiento y genere una imagen. A continuación, utilice el comando GCC para compilar el eqrovertime. c y cambie las rutas para reflejar dónde se encuentran las bibliotecas cspice.

Utilice el comando para ejecutar el ejecutable de la matriz ecuatorial a lo largo del tiempo para obtener un número de archivos, cada uno con un conjunto de variables en ellos. Lo más importante es la posición XYZ de cada antena en las coordenadas J2000 y las coordenadas de ascensión y declinación rectas del área objetivo del cielo, luego guarde las variables de salida en archivos txt que contengan los datos para todas las fechas solicitadas. Para personalizar la integración de lunarearthpickfreak.

py, especifique la frecuencia de observación de la matriz en la que se va a crear una imagen y especifique una imagen de verdad compatible con CASA con valores de píxel jansky para la matriz que se va a reconstruir. Cambie las constantes del código para reflejar el tamaño y la resolución de la imagen de verdad de entrada. Utilice el comando para ejecutar el lunarearthpick.

Script py. El indicador numsc negativo se utiliza para informar al código de cuántas antenas y/o receptores se están utilizando y ayuda a desempaquetar los datos de los archivos txt que contienen las coordenadas del receptor. Para personalizar las copias de ruido.

py, establezca la densidad de flujo equivalente del sistema y configure el ancho de banda que se integra en la línea de ruido variable de 200 a 500 kilohercios. Establezca el tiempo de integración en la línea de ruido variable 200 y utilice el comando para ejecutar las copias de ruido. Script py.

El script primero creará una imagen a partir de los datos de visibilidad sin ruido, llamando al algoritmo de astronomía de relación estándar limpio para crear la imagen. A continuación, el script creará copias del conjunto de mediciones y añadirá el nivel de ruido adecuado a los datos de visibilidad complejos antes de utilizar la limpieza para obtener imágenes de los datos en un intervalo de tiempos de integración de hasta 24 horas y en varios valores de esquema de ponderación sólidos. Dependiendo de la configuración de la matriz, la calidad de la imagen puede variar según la elección de los esquemas de ponderación de datos.

La ejecución de createarrayconfig. py como se ha demostrado debería crear un mapa de elevación similar al presentado en el que la configuración del conjunto definido se traza sobre la topografía local de la superficie lunar derivada del modelo digital de elevación derivado del orbitador de reconocimiento lunar Lunar Orbiter Laser Altimeter. El uso de CASA para simular la respuesta de una matriz debería dar como resultado una salida similar a la observada aquí, que se puede utilizar para calcular los datos de visibilidad.

Las imágenes de datos pueden generar imágenes ruidosas y sin ruido, y las imágenes ruidosas parecen menos claras que las imágenes sin ruido. Este protocolo utiliza una combinación de cartas astronómicas del paquete SPICE de la NASA junto con mapas de elevación de la superficie lunar utilizando datos del orbitador de reconocimiento lunar para simular con precisión cualquier conjunto en la luna.