基于分布式执行框架的低频射电干涉阵列成像管线优化

作     者：韦耀杰 符杰林 劳保强 WEI Yao-jie;FU Jie-lin;LAO Bao-qiang

作者机构：桂林电子科技大学信息与通信学院认知无线电与信息处理教育部重点实验室桂林541004 中国科学院上海天文台上海200030 云南大学物理与天文学院昆明650500 

出 版 物：《天文学报》 (Acta Astronomica Sinica)

年 卷 期：2023年第64卷第6期

页      面：99-112页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070401[理学-天体物理] 0704[理学-天文学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFA0404603)资助 

主　　题：仪器:干涉仪 方法:观测 技术:干涉测量 技术:图像处理 射电连续谱:普通 

摘      要：平方公里阵列(Square Kilometre Array,SKA)项目是建设全球最大射电望远镜的国际合作项目,其灵敏度和测量速度将比当前所有的射电望远镜都要高出一个数量级.连续谱巡天是SKA的主要观测模式之一,基于连续谱成像建立巡天区域的标准星图,将能为后续天文科学研究奠定重要基础.银河系与河外星系全天默奇森宽场阵列拓展巡天(GaLactic and Extragalactic All-sky Murchison Widefield Array survey eXtended,GLEAM-X)是2018--2020年利用SKA先导望远镜默奇森宽场阵列(Murchison Wide-field Array,MWA)二期拓展阵列开展的新的射电连续谱巡天项目,观测期间积累了大量的低频巡天观测数据.海量观测数据的自动化、大批量处理是SKA望远镜项目所面临的的最大挑战和难题之一,基于分布式执行框架的成像管线优化经验将有助于解决海量数据处理问题.详细介绍了GLEAM-X成像管线并对其进行整合和改进,在中国SKA区域中心原型机(China SKA Regional Centre Prototype,CSRC-P)上实现了多条管线并行处理,使用GLEAM-X观测数据验证成像管线系统的部署和测试其正确性.随后为了优化管线提高处理效率,使用数据激活流图形引擎(Data Activated Liu Graph Engine,DALiuGE),将成像管线集成入DALiuGE执行框架中实现了管线的自动化分布式并行处理.通过性能测试与结果分析表明,基于DALiuGE执行框架进行优化的成像管线相较于传统的并行方式具有更好的性能优势、更灵活的适配性和可扩展性,可支持未来SKA第一阶段试运行期间的大规模连续谱成像实验.