DiFX Korrelator

DiFX Korrelator

Der Korrelator kombiniert die Signale der VLBI-Stationen, die an einer Beobachtung beteiligt sind, paarweise, und berechnet dadurch die  Visibility Funktion, die die fundamentale Messgröße eines VLB Interferometers ist.

In Bonn werden VLBI-Beobachtungen mit dem DiFX Software-Korrelator korreliert. DiFX ("Distributed FX") wurde an der Swinburne Universität in Melbourne, Australien (Deller et al. 2007) entwickelt, und vom NRAO für den Betrieb mit dem VLBA angepasst. Die derzeitige Installation am MPIfR in Bonn wurde von Helge Rottmann realisiert. Es wurde in wesentlichen Teilen die Implementierung von NRAO übernommen. DiFX-Korrelatoren sind installiert bei Swinburne und ATNF (Australien), NRAO (USA), MPIfR (Bonn) für Produktions-Korrelation, sowie bei einigen anderen Institutionen.

Softwarekorrelation ist in den letzten Jahren durch die Fortschritte auf dem Computersektor möglich geworden, und ist besonders geeignet für Anwendungen wie VLBI mit bandbreiten-begrenzten Datenübertragungssystemen, die nicht in Echtzeit ausgeführt werden müssen. Einige der Vorteile von Software-Korrelatoren sind:

  • flexible Zuordnung der Prozessresourcen für eine wechselnde Anzahl von Teleskopen, Frequenz- und Zeitauflösung, verschiedenen speziellen Korrelationsmodi, sowie ohne fundamentale Grenzen außer denen die in der Korrelationszeit und der Leistungsfähigkeit des Rechnerclusters liegen.
  • Optimierung der Ressourcen um die Korrelationszeit zu minimieren.
  • Integration der Kontroll- und Korrelationsfunktionen.
  • kontinuierliche Skalierbarkeit, inkrementeller Upgradepfad.
  • relativ einfache Implementierung spezieller Modi und Tests.
  • Diese und andere Vorzüge der Software-Korrelation werden in Deller et al. (2007) diskutiert.


DiFX verarbeitet 2-bit Samples mit deutlich größerer Effizienz als 1-bit Samples mit der doppelten Bandbreite, weil nur halb so viele Samples korreliert werden müssen. Da beide Fälle etwa gleiche Empfindlichkeit bieten, wird die Beobachtung von 2-bit Modi empfohlen.

DiFX wird im Korrelationsbetrieb im wesentlichen durch die Beschreibung der Beobachtung im VEX-Format gesteuert. VEX wird mittlerweile für die überwiegende Menge von VLBI-Beobachtungen benutzt und wird auch von der NRAO SCHED Software unterstützt.

Neben dem Mark 5A Format kann DiFX auch Aufzeichnungen im Mark 5B Format und dem neuen VDIF Format korrelieren.

Der Ouptut des Korrelators wird im FITS-IDI-Formant geschrieben (Greisen 2009). Zusätzlich zu den Visibility-Daten und zugehörigen Metadaten enthält das FITS-File auch Amplituden- und Phasekalibrations-Messungen, Editierungsinformationen und das Korrelatormodell. Mindestens AIPS Version 31DEC08 wird benötigt, um die Daten korrekt zu handhaben.

Als ein weiteres Standard-Datenformat kann MK4-Format gewählt werden. Es wird hauptsächlich für geodätische Beobachtungen gewählt. Das MK4 Fringefitting-Programm "fourfit" wurde von R. Capallo (MIT Hasytack) angepasst und erlaubt einen problemlosen Übergang der Daten des DiFX-Korrelators in die geodätische Analysesoftware. Auch Astronomen benutzen diesen Datenweg für einige Beobachtungen wie z.B. mm-VLBI.

Bis zu 18 Teleskope sind bisher in einem Durchgang korreliert worden. 14 Mark 5 Geräte stehen für die Wiedergabe zur Verfügung. Darüber hinaus erlaubt ein
sehr großer Plattenspeicher die Wiedergabe weiterer Stationen. Output Datensätze von mehreren Terabyte können leicht gehandhabt werden.

Capabilities
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