Математическое и программное обеспечение формирования и реконструкции радиоизображений на сибирском солнечном радиотелескопе

• Автор: Кузнецова, Светлана Михайловна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 106 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФОРМИРОВАНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИИ.

1.1 Связь МЕЖДУ РАСПРЕДЕЛЕНИЯМИ ЯРКОСТИ ПО ОБЪЕКТУ И ИЗОБРАЖЕНИЕМ

1.2 Построение изображений методом компьютерной томографии на радиотелескопах.

1.3 Двумерный режим работы ССРТ.

1.4 Методы восстановления, применяемые в радиоастрономии

1.4.1 Некорректность задачи восстановления

1.4.2 Метод чистки

1.4.3 Метод максимальной энтропии .

1.4.4 Метод инверсной фильтрации со стабитзирующим функционалом.

ГЛАВА 2. МЕТОД ПРОЕКЦИИ НА ЗАМКНУТЫЕ ВЫПУКЛЫЕ МНОЖЕСТВА ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ВОССТАНОВЛЕНИЮ РАДИОИЗОБРАЖЕНИЙ НА ССРТ
2.1.Итерационные методы восстановления при наличии ограничений
2.2 Метод проекций на замкнутые выпуклые множества
2.3 Моделирование эксперимента
ГЛАВА 3. АЛГОРИТМЫ ФОРМИРОВАНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАДИОИЗОБРАЖЕНИЙ НА ССРТ
3.1 АЛГОРИТМ формирования изображений в одномерном режиме наблюдений ССРТ НА основе метода компьютерной томографии.
3.2 Алгоритм формирования изображений в двумерном режиме наблюдений ССРТ
3.2.1 Алгоритм формирования невосстановленных изображений в двумерном режиме
3.2.2 Ачгоритм построения реальной аппаратной функции.
3.2.3 Алгоритм восстановления в пределах полосы пропускания ССРТ
3.3 Алгоритм восстановления изображения на основе ПЭВМ
ГЛАВА 4. ОПИСАНИЕ ПАКЕТА ПРОГРАММ ПОСТРОЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ И ЕГО ПРИЛОЖЕНИЕ ДЛЯ ОБРАБОТКИ РАДИОГЕЛИОГРАФИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА.
4.1 Описание пакета программ построения и восстановления изображения
4.2 Рекомендации к использованию методов восстановления на примерах.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Но каждому из этих методов присущи свои недостатки. CLEAN создает ложные детали у протяженных областей. Как известно, при использовании априорной информации о свойствах объекта качество восстановления изображения повышается. В работе для решения задачи восстановления впервые в радиоастрономии предложен метод проекции на замкнутые выпуклые множества (ПЭВМ), который оказался очень удобным для включения априорной информации, т. Это обязывает разрабатывать методы, которые позволили бы ее уточнять. Работа посвящена вопросам обработки пространственно-временных сигналов на радиотелескопах с высоким угловым и временным разрешением с целью построения, коррекции и восстановления радиоизображений на ССРТ. ССРТ является одним из крупнейших радиоинтерферометров мира, проблемно ориентированных на систематический мониторинг солнечной активности для изучения солнечных факторов, определяющих состояние и изменчивость космической погоды. Огромный объём регистрируемой информации обусловил комплексный подход к решению обработки данных. Следовательно, повышение эффективности выполнения дорогостоящих наблюдений на основе развитой системы алгоритмического и программного обеспечения является актуальной задачей. Заключается в практическом обеспечении методов, алгоритмов и программ для построения радиоизображений Солнца по данным ССРТ. Солнца с учетом оценки качества реальной на момент регистрации ' ДН, как низкочастотного фильтра пространственных частот для достижения устойчивости решения. Научная новизна. Исследованы методы восстановления радиоизображения Солнца с учетом инструментальных эффектов и характера исследуемых объектов. Предложен новый метод восстановления радиоизображения Солнца на основе метода проекции на выпуклые множества, который позволяет учесть ряд ограничений. Разработан алгоритм коррекции радиоизображения Солнца при неточно известной аппаратной функции (путем нахождении аппаратной функции по отклику ССРТ на компактный симметричный источник). Солнца для одномерного и двумерного режимов наблюдений на ССРТ, в которое также включены методы первичной обработки данных. Достигнута экстраполяция на основе ПЭВМ спектра пространственных частот за пределы полосы пропускания фильтра с целью повышения углового разрешения ССРТ. Предложены алгоритмы, которые могут быть использованы на других радиотелескопах высокого разрешения, а также для исследования двумерных пространственных полей в других областях науки и техники. Алгоритм формирования первичных радиоизображений Солнца, получаемых на радиоинтерферометре с частотным сканированием на основе модификации двумерной теоремы Котельникова с учетом изменения направления сканирования. Метод определения квазиреальной ДН в итерационном процессе для решения обратной задачи. Алгоритм восстановления радиоизображений Солнца в двумерном режиме регистрации данных на основе методов эволюционной фильтрации и ПЭВМ. Алгоритм экстраполяции спектра радиоизображения на основе метода ПЭВМ в случае синтеза изображения по одномерным проекциям на основе методики компьютерной томографии. Пакет программ для получения и восстановления радиоизображений Солнца в условиях недостаточной информации о ДН и результаты восстановления, демонстрирующие эффективность такой коррекции как для протяженных, так и компактных источников излучения. Г.М. Нижний Новгород, ); Всероссийской конференции «Магнитные поля и трехмерная структура солнечной атмосферы» (Иркутск, ); Международной научной конференции “Современная радиоэлектроника в ретроспективе идей В. А. Котельникова” к -летию ^ академика В. ВАК- «Горизонты вселенной» (Москва, ) к 0-летию Московского государственного университета им. Ломоносова, Международном 6-м рабочем российско-китайском совещании ^ «Space Weather», (Qingdao, ). Кроме того, по тематике диссертации сделаны сообщения на конференциях и семинарах ИСЗФ СО РАН. Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в научной работе. Структура и объем диссертации. Щ Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Список литературы включает наименований.