Автоматизация обработки измерений калибровочных радиоисточников в проекте наземно-космического интерферометра "РадиоАстрон"

Авторы
Ермаков А.Н.
Организации
Физический институт им. Лебедева
Сессия
Астрофизика и радиоастрономия
Форма представления
Устный
Место работы научного руководителя
Астрокосмический центр ФИАН
Научный руководитель
Ковалев Ю.А.
Текст тезисов
РадиоАстрон – международный наземно-космический Радиоинтерферометр со СверхДлинными Базами (РСДБ). Работал с июля 2011 по январь 2019 года. Простейший интерферометр состоит из двух зеркал, сводящих лучи от источника света в одну точку, где они интерферируют. В результате замены зеркал на далеко разнесенные антенны с независимой записью сигнала получается РСДБ. Этот принцип и метод РСДБ предложен Л.И. Матвеенко, Н.С. Кардашевым, Г.Б. Шоломицким в 1965 году. Запуск одной антенны в космос приводит к наземно-космическому РСДБ. Для работы в режиме РСДБ нужна калибровка каждой антенны по спектральной плотности потока излучения - в единицах Янских. В докладе представлены результаты разработки новой автоматизированной системы обработки радиометрических данных с космического радиотелескопа (КРТ), внедрения её в АКЦ ФИАН и применения для калибровки КРТ в юстировочных и РСДБ сеансах. Измерены и обработаны собственные шумы системы, а так-же по 8 основных и резервных вторичных эталонов генератора шума (ГШ) в каждом диапазоне. Измерения проводились относительно двух известных источников – Кассиопеи-А и Крабовидной туманности - в первичной астрономической шкале потока в Янских.

Разработанная система состоит из 3 ключевых программ. Первая программа
преобразует телеметрическую информацию сеанса в табличный вид (АСОВИСТ --
разработана в АКЦ ранее). Вторая - обрабатывает радиометрические отклики на источник, ГШ и собственные шумы системы КРТ. Работу этой программы можно разделить на 3 этапа: 1) выделение и загрузка необходимых данных из таблицы, подготовленной первой программой; 2) «чистка» данных от коротких импульсных помех в некоторых цифровых каналах, устранение помех выполняется по результатам сравнения с данными в соответствующих аналоговых каналах (в них помехи отсутствуют); 3) измерение откликов на источник, ГШ и собственные шумы системы посредством модельной аппроксимации. Уровень собственных шумов аппроксимируется квадратичной функцией, отклики на источник -- гауссианами. Коэффициенты функции аппроксимации рассчитываются по методу SVD. Среднее значение и их погрешности – по методике Агекяна как средневзвешенные величины. Третья программа преобразует предыдущие результаты измерений из вольт - в единицы потока в Янских или в единицы антенной температуры в градусах Кельвина по стандартной методике.

Массовая обработка наблюдений за последние 4 года полета КРТ (2015 – 2019 годы) показала, что собственные шумы системы и ГШ в калибровочных сеансах стабильны в пределах погрешности. Проведено успешное тестирование системы - сравнением результатов, полученных как с ее помощью, так и с использованием предыдущих средств экспресс-обработки в интерактивном режиме работы. Программный комплекс показал свою эффективность и высокую скорость обработки. Без всяких изменений его можно использовать при обработке наблюдений в первой половине полета КРТ (2011- 2014 годы). После доработки комплекс можно использовать для диапазона 1.35 см. Он может быть применен и для обработки других калибровочных источников, а также в будущих перспективных наземно-космических проектах ("Миллиметрон" и др.).
Подробные численные результаты применения разработанной системы к задаче калибровки КРТ сообщаются в стендовом докладе Ермакова и др.