本发明专利技术公开了一种快速射电暴实时探测装置，其特征在于：包括依次连接的信号处理单元、数据识别单元、计算节点、信号合成模块、候选探测分类模块、实时绘图模块和判断储存单元，所述数据识别单元包括预处理单元、分析单元、提取单元、处理单元、识别单元和判断单元，所述预处理单元对接收的数据处理并发送到分析单元进行分析，所述提取单元对分析单元分析的快速射电暴候选体进行识别标记；本发明专利技术采用深度学习算法对快速射电暴样本信号进行识别，且利用特征的图像数据进行信号的识别，提高信号的识别准确率；利用本系统中的识别单元保存数据、发布网络链接并通知科学家和其它望远镜发出预警通知，实现快速跟踪观测。实现快速跟踪观测。实现快速跟踪观测。
【技术实现步骤摘要】
一种快速射电暴实时探测装置、系统和方法
[0001]本专利技术属于快速射电暴
，具体涉及一种快速射电暴实时探测装置、系统和方法。
技术介绍
[0002]快速射电暴是一种神秘的来自银河系外的射电天文现象。爆发的持续时间仅为几个毫秒，却可在这极短的时间内显示出极高的亮度，相当于太阳在一整天内释放的能量。快速射电暴的偏振性质包含快速射电暴本征特性与形成环境的丰富信息，对快速射电暴偏振性质的精确测量将继续推进对快速射电暴环境及其起源的理解进程。
[0003]目前现有快速射电暴技术中所搜寻到的快速射电暴大多是从以往的存档数据中发现的，或是将数据先进行记录，而后再进行离线处理，这种方式浪费了存储空间，且由于单波束的视场小，对干扰信号的识别也只能依赖电磁环境和有限的消除方法，不但探测效率有限，识别准确率也较低的问题，需要设计一种快速射电暴实时探测装置、系统和方法解决上述问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种快速射电暴实时探测装置、系统和方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种快速射电暴实时探测装置，其特征在于：包括依次连接的信号处理单元、数据识别单元、计算节点、信号合成模块、候选探测分类模块、实时绘图模块和判断储存单元，所述数据识别单元包括预处理单元、分析单元、提取单元、处理单元、识别单元和判断单元，所述预处理单元对接收的数据处理并发送到分析单元进行分析，所述提取单元对分析单元分析的快速射电暴候选体进行识别标记，把提出的数据通过处理单元和识别单元进行处理，用于对频率时间数据及色散时间数据推理分类，以识别出快速射电暴信号。
[0006]优选的，所述数据识别单元对数据进行识别分类步骤为：(1)获取分类模型，包括：获取样本数据集，所述样本数据集包括模拟正样本、模拟负样本以及实际记录的数据，所述模拟正样本为模拟产生的快速射电暴正样本，所述模拟负样本为模拟产生的含噪声的电磁干扰信号负样本；对所述样本数据集进行数据切割与标准化处理，生成色散时间图像样本数据以及频率时间图像样本数据；将所述样本数据集输入深度学习模型进行训练；对训练后的所述深度学习模型进行评估及优化，得到所述分类模型；将所述频率时间数据及所述色散时间数据输入所述分类模型，以识别所述快速射电暴信号；(2)将所述频率时间数据及所述色散时间数据输入所述分类模型，以识别所述快速射电暴信号，同时保存数据、发布网络链接并通知科学家和其他望远镜发出通知预警，实现快速跟踪观测。
[0007]优选的，所述深度学习算法采用DenseNet模型描述频率时间图像样本，采用Xception模型描述色散时间图像样本。
[0008]优选的，所述信号处理单元对信号进行采集和频域变换，所述数据识别单元对快速射电暴进行分析识别，所述计算节点对快速射电暴信号实时处理，分别提取出每路快速射电暴观测数据中的快速射电暴候选体并将其分别存储，所述信号合成模块、候选探测分类模块和实时绘图模块对计算节点的数据进行并发信号合成；判别快速射电暴候选体探测和分类；对快速射电暴候选体进行成图，并链接至网络发布单元进行发布，所述判断储存单元读取输出的数据键值，判断是否为快速射电暴候选体，是快速射电暴候选体则从相应的所述计算节点中读取数据写入到快速磁盘阵列中，不是快速射电暴候选体则删除。
[0009]优选的，所述信号处理单元对多个快速射电暴信号进行信号采集和频域变换，输出多个快速射电暴观测数据，所述信号处理单元包括：快速射电暴数据采集与频域变换子单元。
[0010]优选的，所述计算节点通过高速数据交换单元接收所述数据识别单元输出的快速射电暴观测数据，进行高速数据交换后输出并进行实时处理，提取出快速射电暴观测数据中的快速射电暴候选体并将其分别存储；信号合成模块根据所述计算节点中存储的时间信息汇聚N个计算节点同一时间的数据进行并发信号合成；候选探测分类模块判别快速射电暴候选体进行快速射电暴候选体探测和分类；实时绘图模块对快速射电暴候选体进行成图，链接至网络发布单元进行发布。
[0011]优选的，所述判断所述快速射电暴候选体数据中是否存在标记为快速射电暴信号的数据，若是，则保存所述快速射电暴候选体数据、并发布预警信号；若否，则删除所述快速射电暴候选体数，对所述包含快速射电暴候选体的数据进行处理，以生成与所述频率时间数据对应的所述频率时间图像及与所述色散时间数据对应的所述色散时间图像，所述频率时间图像以及所述色散时间图像用以显示所述快速射电暴信号。
[0012]一种快速射电暴实时探测系统，包括所述的快速射电暴实时探测装置以及与快速射电暴实时探测装置相连的射电望远镜。
[0013]一种快速射电暴实时探测方法，包括对快速射电暴观测信号进行采样和预处理，得到快速射电暴观测数据；对快速射电暴观测数据进行实时处理，提取出快速射电暴候选体并将其存储；将快速射电暴候选体对应的信息对外发送，实现快速射电暴的实时搜寻、存储与发布。
[0014]优选的，所述对快速射电暴的观测信号进行预处理包括对所述快速射电暴候选体文件中的干扰进行标记，根据所述快速射电暴候选体列表，提取包含快速射电暴候选体的数据，包括：使用干扰信号对所述快速射电暴候选文本中的干扰进行标记，其中，窄带或固定频率的射频干扰RFI通过制作.mask文件的方式对特定的频率进行标记；时变或频变的射频干扰RFI根据.cand文件中的候选体文件提取快速射电暴观测数据中对应的数据，得到包含快速射电暴候选体的数据；对所述包含快速射电暴候选体的数据进行处理，得到频率时间数据及色散时间数据，包括：对所述包含快速射电暴候选体的数据进行标准化，得到频率时间数据；对所述包含快速射电暴候选体的数据进行标准化，再进行消色散处理，得到所述色散时间数据；对所述频率时间数据及所述色散时间数据推理分类，识别快速射电暴信号。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0016]1.本专利技术采用深度学习算法对快速射电暴样本信号进行识别，且利用特征的图像数据进行信号的识别，提高信号的识别准确率；利用本系统中的识别单元保存数据、发布网
络链接并通知科学家和其它望远镜发出预警通知，实现快速跟踪观测。
[0017]2.本专利技术采用数据采集与频域变换子单元和计算节点对波束信号进行信号采集与处理，通过环形缓冲区技术使数据在各模块间共享，从而实现了多任务并行处理，可以对每个波束都能实时在线运算。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的系统示意图；
[0019]图2为本专利技术的识别示意图；
[0020]图中：1、信号处理单元；2、数据识别单元；3、计算节点；4、信号合成模块；5、候选探测分类模块；6、实时绘图模块；7、判断储存单元；21、预处理单元；22、分析单元；23、提取单元；24、处理单元；25、识别单元；26、判断单元。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种快速射电暴实时探测装置，其特征在于：包括依次连接的信号处理单元(1)、数据识别单元(2)、计算节点(3)、信号合成模块(4)、候选探测分类模块(5)、实时绘图模块(6)和判断储存单元(7)，所述数据识别单元(2)包括预处理单元(21)、分析单元(22)、提取单元(23)、处理单元(24)、识别单元(25)和判断单元(26)，所述预处理单元(21)对接收的数据处理并发送到分析单元(22)进行分析，所述提取单元(23)对分析单元(22)分析的快速射电暴候选体进行识别标记，把提出的数据通过处理单元(24)和识别单元(25)进行处理，用于对频率时间数据及色散时间数据推理分类，以识别出快速射电暴信号。2.根据权利要求1所述的一种快速射电暴实时探测装置，其特征在于：所述数据识别单元(2)对数据进行识别分类步骤为：(1)获取分类模型，包括：获取样本数据集，所述样本数据集包括模拟正样本、模拟负样本以及实际记录的数据，所述模拟正样本为模拟产生的快速射电暴正样本，所述模拟负样本为模拟产生的含噪声的电磁干扰信号负样本；对所述样本数据集进行数据切割与标准化处理，生成色散时间图像样本数据以及频率时间图像样本数据；将所述样本数据集输入深度学习模型进行训练；对训练后的所述深度学习模型进行评估及优化，得到所述分类模型；将所述频率时间数据及所述色散时间数据输入所述分类模型，以识别所述快速射电暴信号；(2)将所述频率时间数据及所述色散时间数据输入所述分类模型，以识别所述快速射电暴信号，同时保存数据、发布网络链接并通知科学家和其他望远镜发出通知预警，实现快速跟踪观测。3.根据权利要求2所述的一种快速射电暴实时探测装置，其特征在于：所述深度学习算法采用DenseNet121模型描述频率时间图像样本，采用Xception模型描述色散时间图像样本。4.根据权利要求1所述的一种快速射电暴实时探测装置，其特征在于：所述信号处理单元(1)对信号进行采集和频域变换，所述数据识别单元(2)对快速射电暴进行分析识别，所述计算节点(3)对快速射电暴信号实时处理，分别提取出每路快速射电暴观测数据中的快速射电暴候选体并将其分别存储，所述信号合成模块(4)、候选探测分类模块(5)和实时绘图模块(6)对计算节点的数据进行并发信号合成；判别快速射电暴候选体探测和分类；对快速射电暴候选体进行成图，并链接至网络发布单元进行发布，所述判断储存单元(7)读取输出的数据键值，判断是否为快速射电暴候选体，是快速射电暴候选体则从相应的所述计算节点中读取数据写入到快速磁盘阵列中，不是快速射电暴候选体则删除。5.根据权利要求4所述的一种快速射电暴实时探测装置，其特征在于：所述信号处理...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐永华，郝龙飞，李志玄，黄玉祥，沈发新，邓林华，
申请(专利权)人：中国科学院云南天文台，
类型：发明
国别省市：
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