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1. chinaXiv:202103.00139 [pdf]

基于Dask并行加速的射电干涉成像网格化方法实现

李姗姗; 骆开达; 卫守林; 戴伟; 梁波
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

快速傅里叶变换比傅里叶变换有更好的算法性能,是射电干涉成像基础算法,但因为天线阵列的不规则采样,需使用网格化算法将可见度数据重采样到规则的网格上,才能应用快速傅里叶变换。基于卷积的网格化计算具有计算密集型和迭代型的特点,特别是在处理海量可见度数据的情况下,高性能的网格化计算对加速整个成像过程就显得尤为重要。为了缓解数据处理的压力,在现有处理整块数据和支持多核计算的算法基础上,拓展应用Dask并行计算框架,不仅将数据分块并分配到多线程上,提高数值计算效率,而且动态的分布式任务调度策略优化了网格化的实时处理。实验结果表明多核CPU利用率显著提高,即使增加数据量,也能进一步提升网格化算法性能。分布式任务调度能够将(单)多测量集的网格化弹性缩放到(单)多机系统,充分发挥了集群的规模化优势。

submitted time 2021-03-30 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits120Downloads59 Comment 0

2. chinaXiv:202011.00013 [pdf]

面向海量天文数据的分布式MYSQL锥形检索研究

杨超; 梁波; 戴伟; 卫守林; 邓辉; 王锋
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

随着巡天观测计划的进行,传统数据库技术无法满足海量天文数据的存储以及检索性能的需求。本文针对海量天文数据存储以及锥形检索时的高并发、高性能问题,采用数据库中间件技术,当海量数据到达传统数据库存储的阈值时,能够通过中间件技术以分库分表的形式存储到数据库集群中,充分整合关系性数据库和分布式技术的优点。在本文中,利用MySQL数据库集成DIF插件,在分布式数据库中建立伪球面索引,能够满足海量天文数据中锥形索引需求。

submitted time 2020-11-12 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits3239Downloads472 Comment 0

3. chinaXiv:201812.00018 [pdf]

宽视场成像网格化算法中w-plane最优经验值研究

于晓雨; 邓辉; 梅盈; 卫守林; 石聪明; 王威; 戴伟; 王锋
Subjects:

射电干涉阵列宽视场成像网格化处理过程中必须考虑w项的影响。w-projection和w-stacking是两个重要的宽视场成像网格化处理算法, w-plane参数是算法中影响计算速度和成图质量的一个重要因素。本文研究了w-projection和w-stacking两种网格化算法,利用SKA1低频阵台站数据和ASKAP软件包进行模拟观测,对两种算法在不同w-plane参数取值情况下的成图速度和成图质量进行了定量分析对比。结果进一步表明w-plane是性能改善的重要参数,针对w-projection算法来说,w-plane取值应比一般给定的经验值要大才能较好的得到成像效果。w-stacking算法虽然有很大的速度优势,但算法实现中w-plane的影响更为显著,论文给出了推荐的w-plane取值。本文工作是大视场成像算法的基础研究工作,对未来SKA科学数据处理中的管线设计有较好的参考价值。

submitted time 2018-12-04 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits2703Downloads1243 Comment 0

4. chinaXiv:201812.00020 [pdf]

基于ZeroMQ的观测控制系统底层通信架构分析与测试

钱进; 邓辉; 梅盈; 石聪明; 卫守林; 戴伟; 王锋
Subjects:

观测控制系统(Observation Control System,OCS)是当前的一个研究热点,底层通信是OCS架构中重要的一个环节。但传统的OCS中一般采用裸套接技术实现,缺少统一的传输控制机制,在密集数据通信时经常存在延迟影响实时控制的需要; 同时缺少广播与组播机制,限制了OCS系统的设计。本文针对OCS的要求,系统研究分析了基于ZeroMQ不同通信模型及所对应的天文控制模式,对不同的通信控制架构可用性进行了分析。在此基础上通过实验对相应的通信模型进行了测试,验证其在天文仪器分布控制中的可用性。测试结果进一步说明ZeroMQ构建OCS的底层通信架构是可行的,能够满足OCS对设备的各种控制需求。

submitted time 2018-12-04 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits1870Downloads1038 Comment 0

5. chinaXiv:201809.00154 [pdf]

基于NGAS的多点观测数据存储与同步方法

石聪明; 邓辉; 戴伟; 卫守林; 王锋
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

平方公里阵列(Square Kilometre Array,SKA)望远镜建成后将会具有超高的灵敏度、超快的巡天速度以及宽视场,进而产生超海量的观测数据。在SKA天文台与各国区域数据中心间的海量数据同步/传输是当前SKA建设中的一个难点。SKA先导项目使用的下一代归档存储系统(Next Generation Archive System, NGAS)在应用测试中存在效率低下,性能不足等问题。本文提出了一种基于ZeroMQ的数据存储与同步方法,通过采用更加高效的异步消息机制实现同步传输数据,回避了NGAS原有的采用HTTP协议的局限。实验结果表明新方法在平均数据归档存储效率方面比NGAS原有方法快了将近40倍,能够基本满足10GB带宽的全速传输需要,取得了较好的使用效果。

submitted time 2018-09-11 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits2892Downloads1040 Comment 0

6. chinaXiv:201806.00280 [pdf]

基于OpenCL的射电干涉阵成像gridding算法实现

冯勇1;王锋1,2,3;邓辉1,2;卫守林1;梅盈1,2,3;戴伟1,3;石聪明1
Subjects: Astronomy >> Astronomical Instruments and Techniques

天文软件开发与应用中迫切需要在单机环境下进行高性能的科学数据处理工作,由于机器配置不同,采用传统的CUDA+GPU技术存在明显的局限,不利于天文软件的快速移植和无缝运行。针对明安图频谱射电日像仪(MingantU SpEctral Radioheliograph,MUSER)数据处理中的网格化(Gridding)算法,采用并行计算OpenCL技术进行多线程编程实现。实验结果表明,基于OpenCL实现的gridding算法不仅能够在多种GPU上运行,而且能够在纯CPU上运行。当选择在GPU上执行时,算法的执行效率与基于CUDA实现的gridding算法执行效率大致相当,但算法不局限于NVIDIA GPU,解决了算法对CUDA+GPU的依赖;同时算法也能在纯CPU上较快速地执行,适用于单机模式下进行天文软件的开发和测试,也便于天文软件的应用与推广。

submitted time 2018-06-22 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits4831Downloads1145 Comment 0

7. chinaXiv:201805.00535 [pdf]

一种基于微信小程序在RTS2的控制框架扩展

梁 波; 田智雁; 王 锋; 邓 辉; 卫守林
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

望远镜自主控制是现代天文观测技术的重要组成部分,在当前主流的自主控制系统中,开源的RTS2具备模块化和即插即用的设计理念,且具有快速响应能力和稳定工作的特点,被广泛应用于天文望远镜自主控制系统。由于RTS2基于Linux平台,主要基于CLI进行远程访问控制,所以对观测人员的要求比较高。深入分析RTS2系统,对JSONAPI进行适度改造,以JSON为数据传输格式,以移动终端的微信应用作为载体,跨越不同平台对RTS2天文望远镜控制系统进行数据访问和功能调用。利用微信小程序,将控制系统移植到微信小程序中,使天文技术研究人员能够方便快捷地利用移动终端在微信平台上远程控制天文望远镜和实时监控天文望远镜自主控制系统的状态。采用该模式,可扩展到ASCOM等其他自主控制架构,从而实现一个通用的基于微信小应用的移动终端远程控制。

submitted time 2018-05-28 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits1215Downloads701 Comment 0

8. chinaXiv:201805.00154 [pdf]

基于ZeroMQ的新一代望远镜自动控制系统的通信框架设计

邓辉; 钟文杰; 付映雪; 王锋; 卫守林
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

随着天文技术的进步,天文望远镜系统组件日趋于复杂化,望远镜自动控制系统已成为望远镜进行常规观测的核心组成部分。通常执行一个完整的观测计划需要不同设备之间相互配合,协同工作,因此,具有一个高效的底层通信框架是望远镜自动控制系统成功的关键。ZeroMQ是一个高性能的网络通信程序库,提供了多种基础的通信模型,可用于构建复杂的分布式程序,非常适合天文望远镜观测控制这样的分布式、多种通信模式并存和低延迟要求的场合。回顾了在望远镜控制系统中广泛使用的CORBA,DCOM,原生Socket等网络技术,给出了基于ZeroMQ的新一代望远镜自动控制系统通信框架的总体设计,讨论了套接字设计、消息模型设计、序列化等关键技术的解决方案。

submitted time 2018-05-15 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits1665Downloads924 Comment 0

9. chinaXiv:201711.01128 [pdf]

Vantage Pro气象站实时数据采集与在MUSER中的应用研究

卫守林; 石聪明; 高妓妓; 王锋; 邓辉; 季凯帆
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

我国明安图射电频谱日像仪(Mingantu Ultrawide SpEctral Radio Heliograph, MUSER)已经完成所有的硬件设备安装与调试,即将进入常规观测。为有效地保证观测数据的可用性,项目组购置了Vantage Pro自动气象站,用以实时监控观测地的气象条件变化。首先介绍了MUSER项目的基本情况,论述了在项目中气象条件的应用场景及在数据处理时对数据有效性可能造成的影响;详细介绍了Vantage Pro气象站的数据采集格式、数据交换格式以及串行通信协议;介绍了在气象数据的存储方式;最后给出了构建气象数据服务、数据归档和高效查询的方法。可以应用在望远镜自动气象监控和数据处理方面,也可以为选址的自动气象监测提供春考

submitted time 2017-10-20 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits1747Downloads1066 Comment 0

10. chinaXiv:201711.01325 [pdf]

基于WEB的MUSER远程监控数据可视化展现方法

周鑫磊; 王锋; 卫守林; 梅盈; 柳翠寅
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

天文远程监控是天文研究的重要组成部分。为及时发现由于天气原因、电磁干扰、天线故障等导致的异常数据,提高数据处理的可靠性,我国明安图频谱射电日像仪迫切需要实现实时观测状态的远程监控。提出了一种基于WEBSOCKET技术的远程监控数据的可视化展现方法,并以观测过程中功率图和频谱图的实时展现为例进行了验证。实验表明,方法可满足实时监控数据可视化展现需求,并且改变了传统的现场监控模式,打破了地域限制,具有可靠性高、实时性好和扩充性广等诸多优点,提高了工作效率和设备利用率,对其它远程监控数据可视化展现系统有一定的参考价值。

submitted time 2017-09-26 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits1479Downloads841 Comment 0

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