달 표면에 대규모 무선 어레이의 이미징 시뮬레이션

달 표면에 대규모 무선 어레이의 이미징 기능을 테스트하기 위한 시뮬레이션 프레임워크가 제시됩니다. 주요 소음 구성 요소에 대해 논의하고 소프트웨어 파이프 라인은 새로운 과학적 용도로 사용자 정의하는 방법에 대한 세부 사항으로 안내됩니다.

이 패키지는 많은 과학적 가능성과 함께 다시 떠오르고 있는 관심 분야인 달 어레이를 사용하기 위한 전파 천문학 CASA에 대한 산업 표준 시뮬레이션 패키지를 확장합니다. 시뮬레이션을 시작하기 전에 Deep Blue Data 웹 사이트로 이동하여 소프트웨어 패키지를 다운로드합니다. 이 소프트웨어는 Unix 환경에서만 테스트되었으며 다른 환경에서는 완전히 작동하지 않을 수 있습니다.

createarrayconfig. py 스크립트를 사용자 지정하려면 각 안테나의 경도 및 위도 좌표 목록을 제공하여 배열의 구성을 선택하고 스크립트의 달 경로 변수를 변경하여 달 표면의 고도 데이터가 포함된 디지털 고도 모델의 새 다운로드 위치를 반영합니다. 명령을 사용하여 createarrayconfig를 실행합니다.

py 스크립트를 사용하여 lunar digital elevation model을 사용하여 각 안테나의 각 경도와 위도에서의 고도를 구합니다. 경도, 위도 및 고도를 파일에 저장하고 다음 스크립트에 쉽게 복사하여 붙여넣을 수 있도록 화면에 인쇄한 다음 로컬 달 지형 위에 배열 구성을 보여주는 그림을 만듭니다. eqrovertimeearth를 사용자 정의합니다.

C 스크립트에서 경도, 위도 및 각 안테나 고도 출력을 스크립트의 해당 목록에 복사하고 numspacecraft 변수를 수신기 수와 해당 좌표로 업데이트합니다. lunar_furnsh 업데이트합니다. txt는 필요한 프레임 및 천문력 파일에 대한 새 경로 이름과 함께 패키지에 포함되며, 관측이 발생해야 하는 날짜 집합을 지정하여 SPICE 내의 천문력에 해당 날짜에 대해 정의된 배열과 관련하여 지구와 태양이 어디에 있는지 정확하게 추적하도록 알립니다.

배열이 추적하고 이미지화할 하늘의 대상 영역을 지정합니다. 그런 다음 GCC 명령을 사용하여 eqrovertime을 컴파일합니다. C 스크립트를 작성하고 cspice 라이브러리가 있는 위치를 반영하도록 경로를 변경합니다.

이 명령을 사용하여 시간에 따른 적도 배열 실행 파일을 실행하여 각각 변수 집합이 있는 여러 파일을 얻을 수 있습니다. 가장 중요한 것은 J2000 좌표에서 각 안테나의 XYZ 위치와 하늘의 목표 영역의 오른쪽 상승 및 적위 좌표를 확인한 다음 요청된 모든 날짜에 대한 데이터가 포함된 txt 파일에 출력 변수를 저장하는 것입니다. lunarearthpickfreak통합을 사용자 정의합니다.

py 스크립트에서 이미지를 만들 배열의 관찰 빈도를 지정하고 배열이 재구성할 jansky 픽셀 값이 있는 CASA 호환 진리 이미지를 지정합니다. 입력 진리 이미지의 크기와 해상도를 반영하도록 코드의 상수를 변경합니다. 명령을 사용하여 lunarearthpick을 실행합니다.

py 스크립트. 음의 numsc 플래그는 얼마나 많은 안테나 및/또는 수신기가 사용되고 있는지 코드에 알리는 데 사용되며 수신기 좌표가 포함된 txt 파일에서 데이터의 압축을 푸는 데 도움이 됩니다. 노이즈 복사본을 사용자 정의합니다.

py 스크립트에서 시스템 등가 자속 밀도를 설정하고 가변 노이즈 라인에 통합되는 대역폭을 200-500 킬로헤르츠로 설정합니다. 가변 노이즈 라인 200에서 통합 시간을 설정하고 명령을 사용하여 노이즈 복사본을 실행합니다. py 스크립트.

스크립트는 먼저 노이즈 없는 가시성 데이터에서 이미지를 생성하고 표준 비율 천문학 알고리즘 clean을 호출하여 이미지를 생성합니다. 그런 다음 스크립트는 측정 세트의 복사본을 생성하고 복잡한 가시성 데이터에 적절한 노이즈 수준을 추가한 후 clean을 사용하여 최대 24시간의 통합 시간 범위와 여러 가지 강력한 가중치 체계 값에 대해 데이터를 이미지화합니다. 어레이의 구성에 따라 이미지 품질은 데이터 가중치 체계의 선택에 따라 달라질 수 있습니다.

시연된 바와 같이 createarrayconfig. py 실행하면 정의된 배열의 구성이 달 정찰 궤도선 Lunar Orbiter Laser Altimeter에서 파생된 디지털 고도계 파생 디지털 고도 모델에서 파생된 달 표면의 로컬 지형 위에 표시되는 것과 유사한 고도 맵을 생성해야 합니다. CASA를 사용하여 배열 응답을 시뮬레이션하면 여기에서 관찰된 것과 유사한 출력이 생성되며, 이는 가시성 데이터를 계산하는 데 사용할 수 있습니다.

그런 다음 데이터 이미징은 노이즈가 없고 노이즈가 있는 이미지를 생성할 수 있으며, 노이즈가 있는 이미지는 노이즈가 없는 이미지보다 덜 선명하게 나타납니다. 이 프로토콜은 NASA의 SPICE 패키지의 천문 차트와 달 정찰 궤도선 데이터를 사용하여 달 표면의 고도 지도를 조합하여 달의 모든 배열을 정확하게 시뮬레이션합니다.