《硬X射線調製望遠鏡觀測數據的成像處理》是依託清華大學，由周建鋒擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：硬X射線調製望遠鏡觀測數據的成像處理
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：周建鋒
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
硬X射線調製望遠鏡（HXMT）是我國自主研發的第一顆空間天文觀測衛星。它以李惕碚院士和吳枚研究員提出的直接解調方法為基礎，採用調製掃描的成像方式，在0.1keV至250keV能段觀測宇宙，以期在黑洞、X射線雙星、宇宙X射線背景等領域作出重要發現。在HXMT觀測數據的成像處理過程中，除了套用已有的直接解調方法，我們還需在降低算法的計算複雜度，成像結果的統計分析，以及彌散源的重建等領域開展細緻的研究工作。通過本課題的研究，可以達到如下目標：1、HXMT觀測數據的成像處理速度滿足項目的工程化要求；2、成像算法更具普遍性，既可以用來處理緻密源，又適用於處理彌散源；3、成像結果更為準確、可靠，對圖像中弱源的真偽可以給出嚴格的統計學判據。本課題的研究成果套用到HXMT的成像軟體後，將可以幫助天文學家從HXMT的觀測數據中取得更多的科學發現。
結題摘要
硬X射線調製望遠鏡（簡稱HXMT，又名“慧眼”）是我國自主研發的第一顆空間天文觀測衛星。它以李惕碚院士和吳枚研究員提出的直接解調方法為基礎，採用調製掃描的成像方式，最初設計在0.1keV至250keV能段觀測宇宙，後經過改進，可以在MeV波段監測伽瑪暴。 本課題主要圍繞HXMT觀測數據的成像處理展開，具體研究內容分為三個部分： 1、觀測數據的加速直接解調成像。我們將基於Fourier變換的快速DDM算法引入了軟體包，並利用加速疊代算法，在保證同樣計算精度的條件下，使得原先需要超級計算機才能勝任的HXMT成像計算工作，現在只需一個通用的台式機或筆記本就能完成。 2、圖像重建中的區間估計。我們用團塊檢測(Blob detection)技術來檢測重建結果中包含的輻射源痕跡。接下來，我們利用原創的基於輪廓擬合的團塊提取技術提取上述痕跡的流強(積分量)和 形狀及亮度分布(Profile)。藉助上述技術，我們得以進行 MC 實驗，繪製給定觀測過程、給定重建方法的分布，進而可以得到重建結果的置信區間。 3、X 射線背景成像。我們重點研究了擴展源的圖像重建問題。通過源分離與分別重建，我們可以得到緻密天體圖像與彌散背景圖像。因此我們採用多參數緻密源甄別方法來選取重建結果中的緻密源，然後用我們開發的輪換直接解調方法, 來交替使用加速 Richardson–Lucy 疊代對緻密源進行重建、使用多尺度最大熵方法對彌散源進行重建，並互為約束，最終獲得了良好的重建效果。 為了支撐HXMT科學觀測，我們已經將所有開發的算法，按照國軍標GBJ5000A的要求，寫成了軟體包，並於2016年8月通過了評審。這些軟體包可以為HXMT的科學用戶使用。
