基于MARK5B+DSPSR的基帶數(shù)字脈沖星觀測(cè)系統(tǒng)*

徐永華，羅近濤，李志玄，郝龍飛，汪 敏，董 江

(1. 中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái) 射電天文組團(tuán)，云南 昆明 650011；2. Joint Institute for VLBI in Europe, Postbus 2, 7990 AA Dwingeloo, the Netherlands；3. 中國(guó)科學(xué)院天體結(jié)構(gòu)與演化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650011；4. 中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)，上海 200030)

基于MARK5B+DSPSR的基帶數(shù)字脈沖星觀測(cè)系統(tǒng)*

徐永華1,3，羅近濤2,4，李志玄1,3，郝龍飛1,3，汪 敏1,3，董 江1,3

(1. 中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái) 射電天文組團(tuán)，云南 昆明 650011；2. Joint Institute for VLBI in Europe, Postbus 2, 7990 AA Dwingeloo, the Netherlands；3. 中國(guó)科學(xué)院天體結(jié)構(gòu)與演化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650011；4. 中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)，上海 200030)

云南天文臺(tái)射電天文研究團(tuán)組采用40 m射電望遠(yuǎn)鏡以及數(shù)字基帶轉(zhuǎn)換器(Digital Base Band Conveter, DBBC)數(shù)據(jù)采集終端、Mark5B記錄系統(tǒng)和DSPSR(The Digital Signal Processing for Pulsars)軟件包實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖星觀測(cè)數(shù)據(jù)的相干消色散處理的脈沖星觀測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)PSR J0835-4510和PSR J0332+5434進(jìn)行觀測(cè)，采用DSPSR軟件包對(duì)脈沖星觀測(cè)處理，還可以生成PSRFITS格式的數(shù)據(jù)。觀測(cè)頻段選用S波段右旋圓極化信號(hào)，分別實(shí)現(xiàn)了2通道總帶寬為4 MHz、4通道總帶寬為16 MHz、8通道總帶寬為128 MHz的觀測(cè)和數(shù)據(jù)處理。構(gòu)建以DSPSR為數(shù)據(jù)處理核心的脈沖星觀測(cè)系統(tǒng)，比DBBC+Mark5B的觀測(cè)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)處理方法、運(yùn)算效率和觀測(cè)數(shù)據(jù)的通用性方面具有更好的優(yōu)越性。

射電天文；脈沖星PSR J0835-4510；脈沖星PSR J0332+5434；40 m射電望遠(yuǎn)鏡；DSPSR；相干消色散

射電脈沖星是快速旋轉(zhuǎn)的中子星，具有極強(qiáng)的磁場(chǎng)，對(duì)射電脈沖星的研究是現(xiàn)代天文學(xué)的重要內(nèi)容之一。以射電脈沖星作為工具，可開(kāi)展高精度計(jì)時(shí)和授時(shí)、天體動(dòng)力學(xué)和天體測(cè)量、強(qiáng)場(chǎng)下的引力物理、太陽(yáng)系外行星、星系和星際介質(zhì)、超致密物質(zhì)以及極端環(huán)境下的等離子物理等方面的研究。由于射電脈沖星信號(hào)的特點(diǎn)，射電脈沖星觀測(cè)設(shè)備的主要工作是完成消色散和周期折疊。隨著對(duì)射電脈沖星研究的深入，尤其近年來(lái)利用毫秒脈沖星進(jìn)行引力波探測(cè)研究等課題的興起，對(duì)脈沖星觀測(cè)設(shè)備提出了更高的要求[1]。目前國(guó)際上全數(shù)字化脈沖星終端研制已經(jīng)成為發(fā)展的趨勢(shì)，美國(guó)的國(guó)家射電天文臺(tái)(National Radio Astronomy Observatory, NRAO)研制了新一代脈沖星觀測(cè)終端綠波段終極脈沖星處理器(Green Band Ultimate Pulsar Processing Instrument, GUPPI)，第二代GUPPI的開(kāi)發(fā)也在有條不紊的進(jìn)行中，觀測(cè)帶寬、實(shí)時(shí)處理能力將有進(jìn)一步的提升。

目前國(guó)內(nèi)和國(guó)際上正在興建的觀測(cè)脈沖星的天線或陣列有500 m口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(The Five hundred meter Aperture Spherical radio Telescope, FAST)、上海的65 m、 新疆天文臺(tái)的110 m和平方千米陣列(Square Kilometre Array, SKA)[2]對(duì)脈沖星觀測(cè)設(shè)備提出了新的要求，國(guó)際上的主流發(fā)展方向是研制基帶數(shù)字式相干消色散脈沖星接收機(jī)，典型的脈沖星觀測(cè)設(shè)備有澳大利亞的PDFB(Pulsar Digital Filter Bank)、美國(guó)的GUPPI和荷蘭ASTRON的PUMA II，然而國(guó)內(nèi)數(shù)字化脈沖星系統(tǒng)的研發(fā)還處于起步階段。國(guó)家天文臺(tái)和新疆天文臺(tái)分別從澳大利亞引進(jìn)了PDFB系統(tǒng)，用于脈沖星的觀測(cè)和相關(guān)科學(xué)研究。

云南天文臺(tái)40 m射電望遠(yuǎn)鏡結(jié)合現(xiàn)有的VLBI觀測(cè)終端，數(shù)字基帶轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)采樣終端、Mark5B數(shù)據(jù)記錄和時(shí)間比對(duì)系統(tǒng)，利用DSPSR為數(shù)據(jù)處理核心，DBBC+Mark5B為數(shù)字基帶記錄終端的脈沖星觀測(cè)系統(tǒng)，DSPSR不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖星觀測(cè)數(shù)據(jù)的相干消色散處理，而且還生成通用的PSRFITS格式的數(shù)據(jù)，這些工作為今后研制自己的基帶數(shù)字式相干消色散接收機(jī)提供技術(shù)儲(chǔ)備。

1 基帶數(shù)字式相干消色散接收機(jī)的現(xiàn)狀

國(guó)際上目前在研制中的基帶數(shù)字式相干消色散接收機(jī)，主要分成兩大類，一類是基于多相濾波器+GPU模式的相干消色散(德國(guó)馬普和美國(guó)國(guó)家射電天文臺(tái))；另外一類是基于FPGA硬件處理平臺(tái)(例如基于UniBoard的脈沖星觀測(cè)設(shè)備)。目前兩類基帶數(shù)字式相干消色散接收機(jī)的情況如下。

(1) 基于多相濾波器+GPU模式的相干消色散的數(shù)字接收機(jī)：美國(guó)的國(guó)家射電天文臺(tái)和德國(guó)的馬普研究所的計(jì)劃方案為多相濾波器+GPU模式，多相濾波器實(shí)現(xiàn)對(duì)頻域通道的劃分，由GPU單元完成相干消色散的計(jì)算，使用GPU 單元進(jìn)行計(jì)算對(duì)散熱以及能源消耗都是很大挑戰(zhàn)，國(guó)家射電天文臺(tái)已經(jīng)基本完成GUPPI的開(kāi)發(fā)[3]。

(2)基于FPGA硬件實(shí)現(xiàn)相干消色散的數(shù)字接收機(jī)：目前比較成熟的是澳大利亞ATNF的PDFB脈沖星觀測(cè)設(shè)備，我國(guó)引進(jìn)兩臺(tái)性能不同的PDFB設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)折疊、搜尋、頻譜和基帶觀測(cè)模式， 分別在昆明40 m射電望遠(yuǎn)鏡和南山25 m射電望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行脈沖星的觀測(cè)；Jodrell Bank正在利用UniBoard(專門為射電天文觀測(cè)研制的一款基于FPGA，可擴(kuò)展性，通用高性能計(jì)算平臺(tái))開(kāi)發(fā)數(shù)字化脈沖星觀測(cè)終端，其實(shí)現(xiàn)的功能和PDFB類似，均可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)相干消色散、折疊、脈沖星搜尋等功能[1]。

我國(guó)的科研工作者也在為數(shù)字化脈沖星終端研制做相關(guān)的技術(shù)儲(chǔ)備，例如：新疆天文臺(tái)依托現(xiàn)有的南山25 m射電望遠(yuǎn)鏡和VLBI記錄終端MK5A系統(tǒng)[4]，建立了脈沖星相干消色散觀測(cè)系統(tǒng)；云南天文臺(tái)利用40 m射電望遠(yuǎn)鏡的VLBI終端構(gòu)建的DBBC+MK5B記錄系統(tǒng)脈沖星觀測(cè)系統(tǒng)。DBBC+Mark 5B記錄系統(tǒng)的脈沖星觀測(cè)系統(tǒng)，后期數(shù)據(jù)處理繁瑣、效率低，且不能生成PSRFITS格式的數(shù)據(jù)[5]。

DSPSR(The Digital Signal Processing for Pulsars)[6]是專門為脈沖星天文時(shí)間序列開(kāi)發(fā)的開(kāi)源C++庫(kù)，根據(jù)DSPSR對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)格式的要求，需要將MARK 5B的脈沖星觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和格式轉(zhuǎn)換到DSPSR支持的格式，然后再利用DSPSR命令即可完成對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理，并可以生成PSRFITS；可以獲得脈沖星更細(xì)致的脈沖輪廓和精確的到達(dá)時(shí)間等參數(shù)，因此本文提出一種基于MARK 5B記錄系統(tǒng)+DSPSR數(shù)據(jù)處理的脈沖星觀測(cè)方式。

2 云南天文臺(tái)40 m射電望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)狀

云南天文臺(tái)40 m射電望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)配備有S和X波段饋源及S/X雙波段(本振分別為1 600 MHz與9 100 MHz)致冷接收機(jī)，終端設(shè)備為基于DBBC+Mark5B的VLBI終端，氫鐘的精度量級(jí)為10-12s；40 m射電望遠(yuǎn)鏡參加中國(guó)大陸板塊和國(guó)際大地測(cè)量組織的VLBI聯(lián)測(cè)，獲得40 m射電望遠(yuǎn)鏡精確的地理坐標(biāo)；40 m射電望遠(yuǎn)鏡利用從國(guó)家天文臺(tái)借用的PDFB系統(tǒng)觀測(cè)到120多顆脈沖星，為開(kāi)展脈沖星觀測(cè)和脈沖星計(jì)時(shí)等相關(guān)的科學(xué)研究提供了必要的條件。構(gòu)建的DBBC+Mark5B的脈沖星觀測(cè)系統(tǒng)和以DSPSR為數(shù)據(jù)處理核心的脈沖星觀測(cè)系統(tǒng)均為我國(guó)研制自己的脈沖星觀測(cè)終端提供了技術(shù)儲(chǔ)備。

3 基帶數(shù)字脈沖星觀測(cè)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理

脈沖星觀測(cè)系統(tǒng)由基帶數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)處理3部分組成，通過(guò)結(jié)合40 m射電望遠(yuǎn)鏡的VLBI觀測(cè)終端構(gòu)建脈沖星觀測(cè)記錄系統(tǒng)；基帶數(shù)據(jù)采集終端利用數(shù)字基帶轉(zhuǎn)換器，16通道，上下邊帶各8個(gè)，單通道帶寬從0.5 MHz以2倍因子一直到32 MHz，本振最小可調(diào)量為10～16 MHz；數(shù)據(jù)記錄終端采用美國(guó)Haystack天文臺(tái)研制的用于VLBI聯(lián)測(cè)的MK5B記錄系統(tǒng)，記錄速率最高可達(dá)2 Gps[7]；

脈沖星數(shù)據(jù)處理采用DSPSR開(kāi)源軟件包，對(duì)脈沖星進(jìn)行處理。脈沖星觀測(cè)系統(tǒng)的方框圖如圖1。

3.1 脈沖星觀測(cè)方式

脈沖星觀測(cè)的步驟為，首先檢查數(shù)字基帶轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)采集終端、MARK 5B記錄終端工作是否正常；啟動(dòng)FS控制計(jì)算機(jī)，按脈沖星觀測(cè)的需要編寫觀測(cè)綱要文件。為了更好地檢查數(shù)據(jù)的觀測(cè)質(zhì)量和數(shù)據(jù)處理方法，采用3種觀測(cè)方式在S波段上邊帶觀測(cè)脈沖星，分別為8通道，單通道帶寬16 MHz，2 bits量化；2通道，單通道帶寬8 MHz，2 bits量化；2通道，單通道帶寬2 MHz，2 bits量化。8通道(BBC01～BBC08)頻率設(shè)置分別為：通道觀測(cè)頻率為584 MHz、600 MHz、616 MHz、632 MHz、648 MHz、664 MHz、680 MHz、696 MHz；對(duì)J0835-4510進(jìn)行2通道的觀測(cè)，觀測(cè)頻率分別為 707 MHz、709 MHz。FS計(jì)算機(jī)通過(guò)觀測(cè)綱要對(duì)數(shù)字基帶轉(zhuǎn)換器進(jìn)行頻率設(shè)置和控制MARK 5B的記錄狀態(tài)；啟動(dòng)天線驅(qū)動(dòng)器及天線控制軟件，操作天線控制軟件控制天線跟蹤計(jì)劃觀測(cè)的脈沖星；FS計(jì)算機(jī)根據(jù)觀測(cè)綱要控制MARK 5B使之開(kāi)始(結(jié)束)記錄，觀測(cè)數(shù)據(jù)按照過(guò)程控制文件里所設(shè)置的模式記錄在MARK 5B的硬盤組里；利用MARK 5B的數(shù)據(jù)回放命令將脈沖星數(shù)據(jù)取至MARK 5B的計(jì)算機(jī)硬盤里，或是直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送到數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)中，然后利用DSPSR對(duì)脈沖星觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

圖1 脈沖星觀測(cè)系統(tǒng)框圖
Fig.1 Block diagram of the pulsar observation system

3.2 DSPSR簡(jiǎn)介

DSPSR是一個(gè)開(kāi)源的、面向?qū)ο?、高性能的專門用于射電脈沖星天文學(xué)數(shù)字信號(hào)處理軟件包；經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，積累了廣泛的功能，比如：DSPSR通過(guò)POSIX架構(gòu)，可以最優(yōu)利用中央處理器的多核多線程進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，提高數(shù)據(jù)的處理速率；DSPSR實(shí)現(xiàn)了多種算法相干消色散、濾波器組、雙極化數(shù)據(jù)處理等功能；以及利用tempo多項(xiàng)式預(yù)報(bào)脈沖星周期進(jìn)行折疊。DSPSR根據(jù)觀測(cè)的帶寬設(shè)置情況可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)相干消色散，折疊后的脈沖數(shù)據(jù)可以以PSRFITS的方式輸出；還可以自動(dòng)切除無(wú)效的觀測(cè)數(shù)據(jù)、同時(shí)處理多個(gè)脈沖星數(shù)據(jù)；支持18種數(shù)據(jù)格式，包括FITS、S2、CPSR、CPSR2、 PuMa、PuMa2、WAPP、ASP、Mark5等。

隨著計(jì)算機(jī)的圖形處理單元(Graphics Processing Units, GPU)在數(shù)字信號(hào)處理中的應(yīng)用，美國(guó)的國(guó)家射電天文臺(tái)利用GPU強(qiáng)大的運(yùn)算能力，實(shí)現(xiàn)了GUPPI脈沖星觀測(cè)終端的實(shí)時(shí)相干消色散功能，證實(shí)了CPU+GPU異構(gòu)集群的實(shí)時(shí)相干消色散能力[3]；DSPSR也在逐步擴(kuò)展其在GPU方面的數(shù)據(jù)處理能力。

Parkes通過(guò)引進(jìn)由位于伯克利的天文信號(hào)處理和電子學(xué)研究中心(the Center for Astronomy Signal Processing and Electronics Research, CASPER)的the Interconnect Break-out Board(IBOB)的數(shù)據(jù)采集終端，構(gòu)建了基于GPU集群的信號(hào)處理CASPSR脈沖星觀測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)擁有4個(gè)節(jié)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)在2 140 MHz頻率上實(shí)時(shí)相干消色散，每臺(tái)機(jī)器配備2塊NVIDIA的Tesla C1060 GPUs[8]；DSPSR的安裝需要PSRCHIVE的實(shí)驗(yàn)室，因此在只有安裝成功PSRCHIVE才能成功安裝DSPSR；DSPSR也在進(jìn)一步的發(fā)展和完善中，逐步擴(kuò)展其靈活性和可移植性。

3.3 脈沖星觀測(cè)數(shù)據(jù)的DSPSR處理方法

脈沖星數(shù)據(jù)處理首先按照3.1節(jié)的觀測(cè)方法，對(duì)目標(biāo)脈沖星進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)結(jié)束后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；按照MARK 5B的命令，從磁盤陣列中通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將脈沖星觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理電腦；然后按照MARK 5B的編碼方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的解碼，并按照DSPSR對(duì)數(shù)據(jù)格式的要求，生成其所需要的數(shù)據(jù)格式；利用DSPSR對(duì)解碼后和格式轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。根據(jù)DSPSR對(duì)數(shù)據(jù)處理的要求，首先要編寫一個(gè)脈沖星觀測(cè)信息的腳本文件，包括觀測(cè)頻率、射電源名稱、觀測(cè)模式、極化、通道、帶寬、采樣bit數(shù)、臺(tái)站信息、 數(shù)據(jù)大小等參數(shù)；通過(guò)修改dspsr命令參數(shù)調(diào)整中央處理器的線程數(shù)，可以提高運(yùn)算速度；運(yùn)算效率根據(jù)數(shù)據(jù)處理電腦的硬件配置，目前在Intel Core i5-430M(2.26 GHz)的中央處理器上的運(yùn)算速度為512 Mbps/s，數(shù)據(jù)處理時(shí)間大概需要一秒。DSPSR的處理命令如下: dspsr-list-t 8-D 68-A-L 5 -c 0.08936637341318309178 0835_4510_20120907.dat

采用上述的脈沖觀測(cè)系統(tǒng)對(duì)PSR J0332+5434和PSR J0835-4510進(jìn)行觀測(cè)，頻率設(shè)置觀測(cè)模式如3.1節(jié)所述，DSPSR對(duì)脈沖星觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

4 脈沖星數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析

對(duì)J0332+5434和J0835-4510采用不同的觀測(cè)帶寬進(jìn)行了觀測(cè)，利用DSPSR按照3.3節(jié)講述的步驟對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。對(duì)J0835-4510進(jìn)行128 MHz帶寬、8通道、2 bits采樣、觀測(cè)中心頻率2 240 MHz觀測(cè)和16 MHz帶寬、2通道、2 bits采樣、觀測(cè)中心頻率2 214 MHz觀測(cè)；對(duì)J0332+5434進(jìn)行16 MHz帶寬、2通道、2 bits采樣、觀測(cè)中心頻率2 214 MHz觀測(cè)。觀測(cè)數(shù)據(jù)處理結(jié)果如圖2～3，從圖中可以直觀地看到觀測(cè)頻率、觀測(cè)帶寬、時(shí)間長(zhǎng)度、信噪比等信息。利用DSPSR處理后的數(shù)據(jù)可以更直接反映觀測(cè)信息和觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，更重要的是可以生成通用的PSRFITS格式，從而實(shí)現(xiàn)Temp2和PSRCHIVE對(duì)MARK 5B記錄終端的數(shù)據(jù)處理。

圖2 J0835-4510的輪廓圖(觀測(cè)頻率2 240 MHz、帶寬128 MHz、8通道)

Fig.2 The pulse profile of PSR J0835-4510 observed at the radio frequency 2240MHz (BW: 128MHz; Channels: 8)

圖3 J0835-4510在頻域和時(shí)域的柱狀圖
Fig.3 The phase distributions of the 2240MHz pulse profile of PSR J0835-4510 in the frequency and time domains

從圖3的頻域柱狀圖中可以明顯地看到不同的通道經(jīng)過(guò)相干消色散已經(jīng)對(duì)齊，時(shí)間域的柱狀圖已經(jīng)被拉直了。

圖4～5分別是J0332+5434和J0835-4510在觀測(cè)的中心頻率為2 214 MHz、2通道、每通道8 MHz帶寬的脈沖輪廓圖和時(shí)間域的柱狀圖。通過(guò)DSPSR對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以清楚看到J0332+5434脈沖星的雙峰結(jié)構(gòu)，J0332+5434和J0835-4510的2 min的數(shù)據(jù)信噪比分別為29.886和75.212，可以滿足脈沖星計(jì)時(shí)對(duì)信噪比的要求。

圖4 J0332+5434的折疊脈沖輪廓圖和時(shí)間域的柱狀圖

Fig.4 The pulse profile of PSR J0332+5434 observed at the radio frequency 2214MHz and its phase distribution in the time domain

圖5 J0835-4510的折疊脈沖輪廓圖和時(shí)間域的柱狀圖

Fig.5 The pulse profile of PSR J0835-4510 observed at the radio frequency 2214MHz and its phase distribution in the time domain

為了驗(yàn)證文中敘述的設(shè)備所觀測(cè)的數(shù)據(jù)質(zhì)量，根據(jù)European Pulsar Network的資料，對(duì)J0835-4510在采用同樣的頻率設(shè)置、觀測(cè)帶寬對(duì)其在S波段的輪廓圖比較，結(jié)果如圖6。

圖6中左圖是DSPSR對(duì)40 m射電望遠(yuǎn)鏡和Parkes的射電望遠(yuǎn)鏡對(duì)J0835-4510在2 309 MHz、4 MHz帶寬的觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理結(jié)果，從圖中可以獲知40 m射電望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到單個(gè)脈沖圖和Parkes觀測(cè)的折疊脈沖輪廓是一致的。

圖6 40 m射電望遠(yuǎn)鏡和Parkes的射電望遠(yuǎn)鏡的J0835-4510輪廓圖

Fig.6 The pulse profile of PSR J0835-4510 observed at the radio frequency 2309MHz from the YNAO 40m radio telescope and the Parkes radio telescope

5 結(jié) 論

通過(guò)構(gòu)建的脈沖星觀測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)J0332+5434和J0835-4510兩顆流量較強(qiáng)的脈沖星的觀測(cè)和數(shù)據(jù)處理，初步證實(shí)了40 m射電望遠(yuǎn)鏡的脈沖星觀測(cè)系統(tǒng)能夠進(jìn)行脈沖星觀測(cè)。就所觀測(cè)的兩顆脈沖星的情況，數(shù)據(jù)的信噪比已經(jīng)達(dá)到作進(jìn)一步研究的要求，如TOA計(jì)算。DSPSR處理后的數(shù)據(jù)生成PSRFITS格式的數(shù)據(jù)，為后期進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理提供了必要的條件。在觀測(cè)頻率、帶寬相等的條件下比較了40 m射電望遠(yuǎn)鏡和EPN的J0835-4510在S波段的輪廓圖；采用8通道、單通道16 MHz，2 bit采樣對(duì)J0835-4510觀測(cè)，均驗(yàn)證了40 m射電望鏡在現(xiàn)有終端情況下的脈沖星觀測(cè)能力。為提升該觀測(cè)系統(tǒng)的易操作性和自動(dòng)化，需要對(duì)現(xiàn)有的觀測(cè)終端進(jìn)一步完善，比如實(shí)現(xiàn)FS計(jì)算機(jī)和天線控制軟件的通信、MARK 5B數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸和DSPSR實(shí)現(xiàn)對(duì)較低觀測(cè)數(shù)據(jù)流的脈沖星數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理等功能。

致謝：感謝射電天文與VLBI團(tuán)組成員的大力支持和熱情幫助，在此深表謝意。

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APulsarObservationSystemwithaMark5BRecordingSystemandaDSPSRSoftware

Xu Yonghua1,3, Luo Jintao2,4, Li Zhixuan1,3, Hao Longfei1,3, Wang Min1,3, Dong Jiang1,3

(1. Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences, Kunming 650011, China, Email: yhx@ynao.ac.cn; 2. Joint Institute for VLBI in Europe, Postbus; 2, 7990 AA Dwingeloo, the Netherlands; 3. Key Laboratory for the Structure and Evolution of Celestial Objects, Chinese Academy of Sciences; 4. Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200030, China)

Some observations of PSR J0332+5434 and PSR J0835-4510 were carried out by the radio astronomy group in the YNAO(Yunnan Observatories) using pulsar observation system based on a DBBC(Digital Base Band Converter) backend data acquisition system, a Mark 5B recording system, and the DSPSR(Digital Signal Processing for Pulsars) software. The RCP (Right Circular Polarization) S-band was selected for the observations. We used 2 channels with a total bandwidth of 4MHz, 4 channels with a total bandwidth of 16MHz, and 8 channels with a total bandwidth of 128MHz. The DSPSR was used for the coherent dedispersion of the data with the results in the PSRFITS format if needed. The entire pulsar observation system has better data processing methods, higher calculation efficiency, and more adaptability to data as compared to an old system only with DBBC and Mark 5B.

Radio Astronomy; Pulsar: PSR J0835-4510; Pulsar: PSR J0332+5434; YNAO 40m Telescope; DSPSR; Coherent dedispersion

CN53-1189/PISSN1672-7673

P111.44

A

1672-7673(2013)04-0352-07

國(guó)家自然科學(xué)基金 (11103080) 資助.

2012-11-08；修定日期：2012-11-29

徐永華，男，碩士. 研究方向：射電天文信號(hào). Email: yhx@ynao.ac.cn