近日,中国科学院新疆天文台计算机技术应用研究室博士研究生张亚州在导师张海龙正高级工程师指导下,基于GPU并行计算技术设计并实现了脉冲星基带数据处理算法(PSRDP),相关成果发表在《天文和天体物理学研究》(RAA, 2024, 24(01): 015025)。PSRDP可在GPU集群中实现对基带数据的解包,分通道,相干消色散,Stokes检测,相位、折叠周期预测以及折叠积分等操作,为超宽带脉冲星观测数据实时处理奠定了理论及技术基础。
随着天文学研究的不断深入与数字技术的迅速发展,天文观测研究对数字终端系统相关设备的性能要求也在不断提高,终端系统需要实现在更宽的带宽、更高的时间分辨率与更高的频率分辨率下进行高速采样、实时分析与数据预处理。PAF及多波束接收系统产生的高速数据流的传输、存储及如何实现海量天文数据在异构平台上的实时处理,目前是各射电观测设备运行过程中急需解决的问题。由于存储设备性能限制,海量的天文信号只能进行实时处理和分析,信号的实时处理对传统计算技术提出了严峻挑战,GPU集群强大的计算能力为解决射电天文观测过程中产生的海量数据流处理提供了可行方案。
PSRDP算法将宽带信号进一步细分,细分后的各个子带进行相干消色散、Stokes检测、周期相位预测以及折叠积分操作后,可实现满足科学数据处理格式的文件存储。经PSRDP算法处理生成的脉冲轮廓在相位、幅值上与领域内专业脉冲星数据处理软件DSPSR结果一致且在算法处理速度上略优。
文章链接:https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1674-4527/ad0e99/meta
PSRDP算法处理PSR J0437-4715基带数据结果图