射电天文数据实时计算的关键技术研究

发布时间：2024-05-13 01:00

　　射电数据是射电天文观测的结果,是进行射电天文学研究的核心基础。随着射电设备和观测技术的发展,新一代射电望远镜的涌现,射电天文学家获取天文观测数据的能力得到了空前的加强。射电天文的数据已经以一种实时、顺序、海量和无限的方式到达。如何对观测数据进行实时处理使得射电天文学家面对着前所未有的挑战。本文针对云南天文台40米射电望远镜脉冲星数字终端以及中国新一代厘米-分米波综合孔径望远镜即明安图射电频谱日像仪(MingantU SpEctral Radioheliograph,MUSER)的实时数据处理面临的问题开展研究,具体工作说明如下:(1)实时数据采集是天文数据实时处理流水线的起点,本研究分析了当前射电天文数据流传输的特点,针对传统Linux操作系统网络协议栈性能较低的问题,采用以内核旁路、零拷贝的用户态空间网络加速技术,实现了万兆以太网络下线速的无丢失的数据采集。该技术已成功应用于云台40米脉冲星的数字后端的数据采集。(2)近年来,图像处理单元(Graphics Processing Unit,GPU)技术得到了快速的发展,由于优异的浮点运算性能和较好的性价比,天文海量数据的实时数据处理除...

【文章页数】：116 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图2.2非相干消色散原理

第2章现代射电天文数据处理相关研究图2.1色散引起的信号展宽处理去除不同频率上的延迟，对齐信号的这个过程称为中重要的课题之一就是如何对观测信号进行消色散。散的方法主要分为两种：非相干消色散和相干消色散。非择一个时间／相位起点作为基准点，将子通道（带宽）对齐到同一相位，最....

图2.4基于异构平台的脉冲星观测系统

peNationalFacility）引进的PDFB（PulsarDigitalFilterBank）系统，国国家射电天文台引进的DIBAS（DigitalBackendSystem)系统，我国冲星观测后端设备的研发主要集中于非相干消色散观测模式，并取得了一果....

图2.5传统的网络协议栈与内核旁路

图2.5传统的网络协议栈与内核旁路2.5.2GPU与CUDA图像处理单元GPU与中央处理器CPU类似，只不过GPU的设计是专门为执行复杂的数学和几何计算。这种复杂的计算是图像渲染所必需的，最初设计GPU的目也正是负责图像渲染。随着GPU的不断发展，拥有....

图2.6CPU与GPU硬件构造

处理单元GPU与中央处理器CPU类似，只不过GPU的设计是专的数学和几何计算。这种复杂的计算是图像渲染所必需的，最初也正是负责图像渲染。随着GPU的不断发展，拥有强大计算能发展成为高度并行化和多线程的多核处理器。这意味着，GPU已图像渲染，在并行计算和浮点计算等....

本文编号：3972149