AstroCorr - UTP
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AstroCorr Software para la correlación de señales radioastronómicas Versión 1.0 Manual del Usuario Ana Carolina Acuña Escobar Grupo de Investigación en Astronomía Alfa Orión Pereira 2013
Transcript of AstroCorr - UTP
AstroCorr
Software para la correlación de señales radioastronómicas
Versión 1.0
Manual del Usuario
Ana Carolina Acuña Escobar
Grupo de Investigación en Astronomía Alfa Orión
Pereira
2013
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Tabla de contenido
Introducción ........................................................................................................................... 8
¿Qué es AstroCorr? ............................................................................................................. 8
Contáctenos ........................................................................................................................ 8
Guía de Instalación ................................................................................................................. 9
Contenido del CD ................................................................................................................ 9
Requerimientos del sistema ............................................................................................... 9
Requerimientos recomendados ...................................................................................... 9
Requerimientos mínimos ................................................................................................ 9
Instalación ......................................................................................................................... 10
Para instalaciones en equipos con Matlab®: ................................................................ 12
Para instalaciones en equipos sin Matlab® ................................................................... 13
Interfaz Gráfica ..................................................................................................................... 20
Interfaz Principal ............................................................................................................... 20
Menú ................................................................................................................................. 20
Archivo........................................................................................................................... 21
Ayuda ............................................................................................................................. 23
Secciones en Pantalla ........................................................................................................ 24
Configuración General: ................................................................................................. 24
Señal 1 y Señal 2 ............................................................................................................ 27
Correlación .................................................................................................................... 27
Consideraciones iniciales ...................................................................................................... 28
Características de las señales............................................................................................ 28
Guía de funcionamiento ....................................................................................................... 29
Cargar señales ................................................................................................................... 29
Cargar una señal completa ............................................................................................ 30
Cargar Señales por Partes ............................................................................................. 31
Correlacionar .................................................................................................................... 33
Graficar Señales ................................................................................................................ 35
En el Tiempo .................................................................................................................. 35
En Frecuencia ................................................................................................................ 37
3
Guardar Correlación .......................................................................................................... 41
Limpiar Memoria............................................................................................................... 43
Ejemplos ............................................................................................................................... 44
Ejemplo1 ........................................................................................................................... 45
Ejemplo2 ........................................................................................................................... 45
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Índice de Figuras
Figura 1. CD AstroCorr. ...................................................................................................................... 10
Figura 2. Propiedades del Sistema Windows 7. ................................................................................ 10
Figura 3. Carpeta de instalación para Windows de 64 bits. .............................................................. 11
Figura 4. Carpeta de instalación AstroCorr sin MCR. ........................................................................ 11
Figura 5. Extracción del paquete AstroCorr_Win64pkg. ................................................................... 12
Figura 6. Ejecutar AstroCorr. ............................................................................................................. 13
Figura 7. Error MCR. .......................................................................................................................... 13
Figura 8. Extracción del paquete AstroCorr_MCR_Win64pkg. ......................................................... 14
Figura 9. Error Arquitectura. ............................................................................................................. 14
Figura 10. Instalar complementos MCR. ........................................................................................... 15
Figura 11. Configurar la instalación del MCR. ................................................................................... 15
Figura 12. Instalación MCR. .............................................................................................................. 16
Figura 13. Carpeta AstroCorr_MCR_Win64. ..................................................................................... 16
Figura 14. Ejecutar AstroCorr. ........................................................................................................... 17
Figura 15. Error MCR. ........................................................................................................................ 17
Figura 16. Reinstalación del MCR y sus complementos. ................................................................... 18
Figura 17. Preparar la reparación del MCR. ...................................................................................... 18
Figura 18. Reparar MCR. ................................................................................................................... 19
Figura 19. Pantalla Principal AstroCorr. ............................................................................................ 20
Figura 20. Menú AstroCorr. ............................................................................................................... 20
Figura 21. Menú Archivo AstroCorr. .................................................................................................. 21
Figura 22. Menú Archivo- Cargar AstroCorr. ..................................................................................... 21
Figura 23. Menú Archivo- Cargar- Señal Completa AstroCorr. ......................................................... 22
5
Figura 24. Menú Archivo- Cargar- Señal por Partes AstroCorr. ........................................................ 22
Figura 25. Menú Archivo- Guardar Correlación AstroCorr. ............................................................... 22
Figura 26. Mensaje Salir AstroCorr. .................................................................................................. 23
Figura 27. Menú Ayuda AstroCorr. .................................................................................................... 23
Figura 28. Manual de Usuario AstroCorr. ......................................................................................... 23
Figura 29. Menú Ayuda - Ejemplos AstroCorr. .................................................................................. 24
Figura 30. Acerca de AstroCorr. ........................................................................................................ 24
Figura 31. Sección Configuración General AstroCorr. ....................................................................... 25
Figura 32. Sección Configuración General - Señales Cargadas AstroCorr. ........................................ 25
Figura 33. Sección Configuración General - Gráfica en Tiempo AstroCorr. ....................................... 25
Figura 34. Sección Configuración General - Gráfica en Tiempo - Escala de Tiempo AstroCorr. ........ 25
Figura 35. Sección Configuración General - Gráfica en Frecuencia AstroCorr. ................................. 26
Figura 36. Sección Configuración General - Gráfica en Frecuencia - Tipo de Gráfica AstroCorr. ...... 26
Figura 37. Sección Configuración General - Correlación- AstroCorr.................................................. 26
Figura 38. Sección Configuración General - Correlación- Tipo de Correlación AstroCorr.................. 26
Figura 39 Secciones Señal 1 y Señal 2. .............................................................................................. 27
Figura 40. Sección Correlación. ......................................................................................................... 27
Figura 41. Abrir AstroCorr. ................................................................................................................ 29
Figura 42. Carpeta de Señales de prueba en AstroCorr. ................................................................... 29
Figura 43. Menú Archivo - Cargar AstroCorr. .................................................................................... 29
Figura 44. Menú Archivo - Cargar - Señal Completa AstroCorr. ........................................................ 30
Figura 45. Cuadro de Directorio de cargar señal 1 completa AstroCorr. .......................................... 30
Figura 46. Mensaje Carga Exitosa Señal 1 AstroCorr. ....................................................................... 30
Figura 47. Mensaje Error en la carga de la señal AstroCorr.............................................................. 31
Figura 48. Señales Cargadas en Configuración General AstroCorr. .................................................. 31
Figura 49. Menú Archivo - Cargar - Señal por Partes AstroCorr........................................................ 31
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Figura 50. Cuadro de Directorio de cargar señal 2 por partes AstroCorr. ......................................... 32
Figura 51. Mensaje Carga Exitosa Señal 2 AstroCorr. ....................................................................... 32
Figura 52. Mensaje Error en la carga de la señal AstroCorr.............................................................. 32
Figura 53. Mensaje Error en los archivos AstroCorr. ......................................................................... 32
Figura 54. Señales Cargadas en Configuración General AstroCorr. .................................................. 33
Figura 55. Partes iguales en Señales Cargadas de Configuración General AstroCorr. ...................... 33
Figura 56. Tipo Correlación en Correlación de Configuración General AstroCorr. ............................ 33
Figura 57. Correlación en Configuración General AstroCorr. ............................................................ 34
Figura 58. Mensaje Correlación FX exitosa AstroCorr. ...................................................................... 34
Figura 59. Mensaje Error en el número de partes AstroCorr. ........................................................... 34
Figura 60. Mensaje Error faltan señales para correlacionar AstroCorr. ........................................... 34
Figura 61. Tiempo Total de las Señales en Gráfica en Tiempo de Configuración General AstroCorr. ........................................................................................................................................................... 35
Figura 62. Mensaje Error ingresando Tiempo Total AstroCorr. ........................................................ 35
Figura 63. Funciones matemáticas básicas en Tiempo Total de las Señales en Gráfica en Tiempo de Configuración General AstroCorr. ..................................................................................................... 35
Figura 64. Escala de Tiempo en Tiempo Total de las Señales en Gráfica en Tiempo de Configuración General AstroCorr. ............................................................................................................................. 35
Figura 65. Gráficas en Tiempo en Señal 1 y 2 completas AstroCorr. ................................................. 36
Figura 66. Gráfica en Tiempo de las secciones Señal 1 y 2 con señales cargadas por partes AstroCorr. .......................................................................................................................................... 36
Figura 67. Gráfica en Tiempo Correlación AstroCorr. ....................................................................... 37
Figura 68. Frecuencia de Muestreo de las Señales en Gráfica en Frecuencia de Configuración General AstroCorr. ............................................................................................................................. 37
Figura 69. Funciones matemáticas básicas en Frecuencia de Muestreo de las Señales en Gráfica en Frecuencia de Configuración General AstroCorr. .............................................................................. 37
Figura 70. Mensaje Error en la frecuencia de muestreo AstroCorr. .................................................. 38
Figura 71. Sección Configuración General - Correlación- Tipo de Correlación AstroCorr.................. 38
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Figura 72. Gráfica de la fase de Señales 1 y 2 completas AstroCorr. ................................................ 38
Figura 73. Gráfica de la magnitud de Señales 1 y 2 completas AstroCorr. ....................................... 39
Figura 74. Gráfica de la fase de Señales 1 y 2 por partes AstroCorr. ................................................ 39
Figura 75. Gráfica de la magnitud de Señales 1 y 2 por partes AstroCorr. ....................................... 39
Figura 76. Gráfica de la fase de Correlación AstroCorr. .................................................................... 40
Figura 77. Gráfica de la magnitud de Correlación AstroCorr. ........................................................... 40
Figura 78. Mensajes de Error al graficar en señal 1, 2 y en correlación AstroCorr. .......................... 40
Figura 79. Menú Archivo - Guardar Correlación AstroCorr. .............................................................. 41
Figura 80. Cuadro de Directorio de guardar fase de la correlación AstroCorr. ................................. 41
Figura 81. Mensaje Guardado exitoso de la fase AstroCorr. ............................................................. 41
Figura 82. Archivo de texto resultado del guardado de la fase AstroCorr. ....................................... 42
Figura 83. Mensaje Error en guardado de la fase AstroCorr. ............................................................ 42
Figura 84. Mensaje Error en señal correlacionada AstroCorr. .......................................................... 42
Figura 85. Mensaje Error en frecuencia de muestreo AstroCorr. ...................................................... 43
Figura 86. Carpeta con ejemplos en videos AstroCorr. ..................................................................... 44
Figura 87. Menú Ayuda - Ejemplos AstroCorr. .................................................................................. 44
Figura 88. Abrir video de ejemplo AstroCorr. .................................................................................... 45
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AstroCorr
INTRODUCCIÓN
Esté manual ayudará a los usuarios de AstroCorr en el proceso de instalación y los guiará a través de las diferentes funciones que permiten la configuración adecuada de las señales para su posterior correlación. Para un óptimo entendimiento del programa y sus funciones, el CD de instalación proveerá un manual rápido de instalación y una carpeta con señales de prueba y videos de ejemplo, para que el usuario pueda probar su funcionalidad automáticamente después de instalarlo.
¿Qué es AstroCorr?
AstroCorr es un programa diseñado en Matlab® para la correlación de señales radioastronómicas, está incluido dentro de la suite de programas Astro, desarrollada dentro del Grupo de Investigación en Astronomía Orión de la Universidad Tecnológica de Pereira, encargada del procesamiento de señales e imágenes astronómicas.
Su versión 1.0 está desarrollada para trabajar en arquitecturas de 32 y 64 bits dentro del sistema operativo Windows.
Para su ejecución, el usuario debe tener instalado Matlab®. En caso de no tenerlo, existe un paquete de instalación, que contiene el MCR (Matlab Compliler Runtime) el cual provee al programa de las librerías que necesita para su funcionamiento.
Contáctenos
Si tiene algunas preguntas, dudas o desea contactar a la desarrolladora de este programa, no dude en escribir al correo electrónico [email protected], o visitar la página web del Grupo de Investigación Alfa Orión http://www.alfaorion.org .
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GUÍA DE INSTALACIÓN
Contenido del CD
Documento soporte: Leeme.txt
Manual de Usuario: ManualAstroCorr.pdf
Guía rápida de instalación: InstalacionAstroCorr.pdf
4 paquetes de instalación de AstroCorr, dependiendo de la distribución de Windows (32 bits o 64 bits) y la disponibilidad de Matlab®:
o 2 paquetes para usuario con Matlab®: (contiene ejecutable, manual de usuario y señales de prueba)
AstroCorr_Win32pkg.exe AstroCorr_Win64pkg.exe
o 2 paquetes para usuarios sin Matlab®: (contiene ejecutable, manual de usuario, señales de prueba y MCR o librería de funciones de Matlab®)
AstroCorr_MCR_Win32pkg.exe AstroCorr_MCR_Win64pkg.exe
Requerimientos del sistema
Requerimientos recomendados Para un óptimo funcionamiento del programa, se recomienda que el equipo en el que se vaya a instalar tenga los siguientes requerimientos:
Procesador AMD Phenon II 2.1GHz, equivalente o superior.
4GB de memoria RAM.
1 GB libre como mínimo en el disco duro.
Monitor, configurado a una resolución mínima de 1366x768.
Unidad de CD ROM.
Microsoft Windows 7 para 64bits.
Requerimientos mínimos No obstante el programa funciona sin problemas en un equipo que tenga los siguientes requerimientos mínimos:
Procesador Intel Core 2 Duo 2.0GHz o equivalente.
2GB de memoria RAM.
1 GB libre como mínimo en el disco duro.
Monitor, configurado a una resolución mínima de 1280x720.
Unidad de CD ROM.
Microsoft Windows XP SP3.
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Sin embargo, el programa es posible que trabaje en sistemas con requerimientos menores, pero puede que su desempeño no sea el adecuado tanto para el procesamiento (la carga de señales y su correlación pueden demorarse muchísimo más de lo normal), como para la interfaz gráfica (cambios en la tipografía, baja resolución, así como también cambios en la distribución espacial de los componentes gráficos).
Instalación
1. Inserte el CD en la unidad de CD del equipo en el que se va a instalar el programa y abra la unidad para visualizar el contenido, así como se muestra en la Figura 1.
Figura 1. CD AstroCorr.
2. Para la instalación del programa, se debe identificar que arquitectura posee el equipo. Si no tiene esa información, puede consultarla ingresando a las propiedades del sistema según la versión de Windows que se tenga instalado, o acceder rápidamente con la combinación de teclas [ +Pausa], para cualquier versión de Windows. La Figura 2 muestra cómo se ven las propiedades del sistema en Windows 7.
Figura 2. Propiedades del Sistema Windows 7.
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3. En el caso de que su sistema sea de 64bits, deberá ingresar a la carpeta AstroCorr_forWin64 (Figura 3) de lo contrario deberá ingresar a AstroCorr_forWin32. Dentro de la carpeta, se encuentran las versiones para usuarios con o sin Matlab®.
Figura 3. Carpeta de instalación para Windows de 64 bits.
4. En el caso que su equipo tenga Matlab®, habrá que copiar la carpeta AstroCorr_Win64 (AstroCorr_Win32) donde desea instalar el programa (Puede ser en Archivos de Programa, Mis Documentos, etc.). De lo contrario, deberá copiar la carpeta AstroCorr_MCR_Win64 (AstroCorr_MCR_Win32). La Figura 4, muestra la copia de la carpeta AstroCorr_Win64 a Mis Documentos.
Figura 4. Carpeta de instalación AstroCorr sin MCR.
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Para instalaciones en equipos con Matlab®:
Dentro de la carpeta se encuentra el archivo AstroCorr_Win64pkg.exe (AstroCorr_Win32pkg.exe), al que al darle doble clic, desempaqueta todos los archivos del programa (el programa tarda algunos minutos).
Figura 5. Extracción del paquete AstroCorr_Win64pkg.
En la Figura 5, se observa como el paquete extrae los archivos necesarios para el funcionamiento del programa. Al final de la extrancion en la carpeta quedarán 4 archivos y 1 carpeta:
AstroCorr.exe: (ejecutable final del programa).
ManualAstroCorr.pdf: Manual de instalación y funcionamiento del programa.
Readme.txt: Archivo soporte de Matlab®.
AstroCorr_Win64pkg.exe: Empaquetado del programa (este archivo se puede borrar finalizando la instalación).
SenalesDePrueba: carpeta que contiene ejemplos en video y diferentes señales para realizar pruebas sobre el programa.
Por último, el usuario da doble clic en el archivo AstroCorr.exe para abrir el programa (ver Figura 6), usualmente se tarda aproximadamente un minuto en iniciar. En cuanto se muestre la pantalla principal, el programa queda listo para su utilización.
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Figura 6. Ejecutar AstroCorr.
Si al tratar de ejecutar el programa sale un error como el de la Figura 7, significa que su equipo no tiene instalado Matlab® o que la versión que éste tiene de la librería no es la que necesita el programa. En este caso debe borrar la carpeta e instalar la Para instalaciones en equipos sin Matlab®.
Figura 7. Error MCR.
Para instalaciones en equipos sin Matlab®
Dentro de la carpeta se encuentra el archivo AstroCorr_MCR_Win64pkg.exe (AstroCorr_MCR_Win32pkg.exe), al cual al darle doble clic, desempaqueta el programa (esta operación puede tardar algunos minutos).
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Figura 8. Extracción del paquete AstroCorr_MCR_Win64pkg.
Cuando termina de desempaquetar todos los archivos como se ve en la Figura 8, el programa de instalación abre automáticamente el instalador de la librería de Matlab® (MCRInstaler.exe), donde da la opción de escoger el lenguaje de la instalación (Inglés o Japonés) y dar clic al botón “OK”.
Si el paquete que escogió para la instalación del programa, no corresponde a la arquitectura del sistema operativo que tiene su equipo, el instalador de MCR sacará un error como el de la Figura 9. El usuario deberá revisar de nuevo cual es la arquitectura que posee su equipo, como lo indica la Figura 2, e instalar de nuevo el paquete correspondiente a la misma.
Figura 9. Error Arquitectura.
Si no apareció ningún aviso de error, el instalador verifica que existan todos los complementos necesarios para realizar la instalación de MCR. El usuario da clic en el botón “Install” para extraer y ejecutar los complementos necesarios, tal y como lo muestra la Figura 10.
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Figura 10. Instalar complementos MCR.
Después de tener los archivos necesarios para la instalación del MCR, el programa extrae los archivos de instalación y el usuario indica sus datos (Nombre de Usuario y Organización), da clic en “Next >” y procede a escoger la carpeta que desea para la instalación (puede dejar la que viene por defecto), vuelve a dar clic en “Next >” y ahora el programa ya está listo para ser instalado dando clic en el botón “Install” (Ver Figura 11).
Figura 11. Configurar la instalación del MCR.
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El programa empieza a instalarse y su porcentaje de avance está dado por la barra verde “Status” que se ve en la Figura 12. Cuando la aplicación termina de instalar muestra la pantalla de instalación terminada y el usuario debe dar clic en el botón “Finish”.
Figura 12. Instalación MCR.
Después de terminar la instalación, el programa se cerrará y el usuario puede observar que en la carpeta se encuentran 5 archivos y 1 carpeta (ver Figura 13):
Figura 13. Carpeta AstroCorr_MCR_Win64.
AstroCorr.exe: (ejecutable final del programa).
ManualAstroCorr.pdf: Manual de instalación y funcionamiento del programa.
Readme.txt: Archivo soporte de Matlab®.
MCRInstaller.exe: Instalador de la librería de Matlab®.
AstroCorr_MRC_Win64pkg.exe: Empaquetado del programa (este archivo se puede borrar finalizando la instalación).
SenalesDePrueba: carpeta que contiene ejemplos en video y diferentes señales para realizar pruebas sobre el programa.
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Por último, para abrir el programa, el usuario da doble clic en el archivo AstroCorr.exe (ver Figura 14), usualmente se tarda alrededor de un minuto en iniciar y en cuanto muestre la pantalla de inicio queda listo para su utilización.
Figura 14. Ejecutar AstroCorr.
Si al tratar de ejecutar el programa sale un error como el de la Figura 15, significa que su equipo tuvo problemas con la instalación del MCR.
Figura 15. Error MCR.
En este caso debe volver a ejecutar el instalador de la librería de Matlab® MCRInstalller.exe que se encuentra en la carpeta. La Figura 16 muestra que el instalador vuelve a verificar que existan todos los complementos necesarios para realizar la instalación de MCR. El usuario da clic en el botón “Install” para extraer y ejecutar los complementos necesarios.
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Figura 16. Reinstalación del MCR y sus complementos.
Después de tener los archivos necesarios para la instalación del MCR, el programa extrae los archivos de instalación y pregunta al usuario si desea modificar, reparar o eliminar el programa. El usuario debe seleccionar “Repair” y dar clic “Next >”, como lo muestra el recuadro rojo en la Figura 17, y luego dar clic en “Install” para que el programa de instalación proceda a reparar la instalación anterior.
Figura 17. Preparar la reparación del MCR.
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El porcentaje de la reparación está dado por la barra verde “Status”, tal y como se ve en la Figura 18. Cuando la aplicación termina de reparar la instalación anterior, aparece el botón “Finish” para cerrar la pantalla de instalación.
Figura 18. Reparar MCR.
Finalmente, el usuario puede dar doble clic en el archivo AstroCorr.exe para abrir nuevamente el programa, como se muestra en la Figura 14.
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INTERFAZ GRÁFICA
En esta sección, se encuentra la explicación detallada de cada una de las partes y funciones del programa.
Interfaz Principal
Es la pantalla que se muestra al ejecutar el programa (Ver Figura 19) y la que permite realizar dentro de ella todas las funciones del mismo.
Figura 19. Pantalla Principal AstroCorr.
Menú
Está ubicado en la parte superior del programa (Ver recuadro rojo de la Figura 20), y es el encargado de mostrar las opciones dentro del programa. Se divide en 2 submenús: Archivo y Ayuda.
Figura 20. Menú AstroCorr.
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Archivo Desprende un submenú, como lo muestra la Figura 21 y es el encargado de cargar de señales para su correlación y su posterior guardado de la misma. También permite limpiar la memoria y salir del programa.
Figura 21. Menú Archivo AstroCorr.
Cargar Permite cargar las señales a correlacionar. Las señales se pueden cargar de dos maneras diferentes completa o por partes (ver submenú en la Figura 22), pero deben tener las mismas características, es decir, el mismo número de partes y muestras y la misma duración y frecuencia de muestreo.
Figura 22. Menú Archivo- Cargar AstroCorr.
Señal Completa Abre otro submenú (ver Figura 23), que permite al usuario escoger qué señal completa desea cargar (Señal 1 o Señal 2), es decir que el programa solo permite cargar un solo archivo.
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Figura 23. Menú Archivo- Cargar- Señal Completa AstroCorr.
Señal por Partes Abre otro submenú (ver Figura 24), que permite al usuario escoger qué señal por partes desea cargar (Señal 1 o Señal 2), es decir que el programa solo permite cargar las señales si están divididas en múltiples archivos, según la resolución espectral deseada.
Figura 24. Menú Archivo- Cargar- Señal por Partes AstroCorr.
Guardar Correlación Este submenú mostrado en la Figura 25, es el encargado de guardar el resultado de la correlación en un archivo de texto. La correlación puede ser guardada en el tiempo (es decir la Visibilidad) o en frecuencia (Fase o Magnitud).
Figura 25. Menú Archivo- Guardar Correlación AstroCorr.
Limpiar Memoria Este submenú es el encargado de liberar la memoria, en otras palabras, reestablece el programa a sus valores por defecto, dejando el programa como recién abierto y listo para seguir utilizándose.
Salir Es el encargado de cerrar apropiadamente el programa. Cuando este submenú es seleccionado el programa pregunta si realmente desea salir del programa (Ver Figura 26). Por defecto viene seleccionado la opción No para que pueda seguir trabajando.
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Figura 26. Mensaje Salir AstroCorr.
Ayuda Es el Menú encargado de mostrar los datos de contacto del desarrollador del programa y un acceso rápido a este manual de usuario y los ejemplos (Ver cuadro rojo en la Figura 27).
Figura 27. Menú Ayuda AstroCorr.
Manual del usuario Archivo en pdf encontrado dentro del cd de instalación (Ver Figura 28), explica de manera sencilla las funciones del programa. Tiene un acceso directo desde el menú ayuda el programa.
Figura 28. Manual de Usuario AstroCorr.
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Ejemplos Como muestra la Figura 29, abre un submenú donde las opciones permiten tener un acceso directo a dos ejemplos en video, donde interactivamente se le muestra al usuario a navegar por el programa.
Figura 29. Menú Ayuda - Ejemplos AstroCorr.
Acerca de… Acceso directo desde el programa a los datos básicos del programa como la versión y la fecha de creación, así como también los datos de contacto por si tiene alguna duda o desea tener mayor información (Ver Figura 30).
Figura 30. Acerca de AstroCorr.
Secciones en Pantalla
En esta sección se explicará cada una de las partes de la pantalla principal.
Configuración General: Es la sección en el marco rojo de la Figura 31. Permite al usuario verificar y configurar las diferentes funciones. Está dividida en 4 partes.
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Figura 31. Sección Configuración General AstroCorr.
Señales Cargadas Como se ve en la Figura 32, permite saber que señal está cargada en las Señales 1 y 2, así como también el número de partes en las que están cargadas respectivamente.
Figura 32. Sección Configuración General - Señales Cargadas AstroCorr.
Gráfica en Tiempo Permite modificar la escala de tiempo de todas la gráficas en tiempo del sistema (Ver Figura 33), es decir de las gráficas de las señales cargadas y la gráfica resultado de la correlación, de acuerdo al tiempo total de las señales, el cual debe ser ingresado en segundos y su valor por defecto es 60.
Figura 33. Sección Configuración General - Gráfica en Tiempo AstroCorr.
La escala de tiempo, como se muestra en la Figura 34, tiene como valores opcionales Horas, Minutos y Segundos, siendo los Segundos el valor que el sistema coge por defecto.
Figura 34. Sección Configuración General - Gráfica en Tiempo - Escala de Tiempo AstroCorr.
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Gráfica en Frecuencia Permite normalizar la escala en frecuencia de todos los espectros a partir de la frecuencia de muestreo (Ver Figura 35), la frecuencia de muestreo no tiene valor por defecto dado que cada señal tiene una frecuencia de muestreo diferente y es obligatoria para graficar en frecuencia.
Figura 35. Sección Configuración General - Gráfica en Frecuencia AstroCorr.
También permite escoger que parte del espectro se desea visualizar, ya sea la Magnitud o la Fase como se muestra en la Figura 36, siendo la Fase el valor por defecto en el sistema.
Figura 36. Sección Configuración General - Gráfica en Frecuencia - Tipo de Gráfica AstroCorr.
Correlación Como se muestra en la Figura 37, esta sección permite escoger el método e iniciar la correlación de las señales previamente cargadas.
Figura 37. Sección Configuración General - Correlación- AstroCorr.
El sistema permite al usuario escoger el tipo de correlación que se desea realizar, como se muestra en la Figura 38, ya sea XF (primero correlación matemática y luego Fourier) o FX (primero Fourier y luego correlación matemática.).
Figura 38. Sección Configuración General - Correlación- Tipo de Correlación AstroCorr.
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Señal 1 y Señal 2 Las secciones que están dentro de los cuadros rojos de la Figura 39, son las encargadas de mostrar las gráficas de las señales 1 y 2 respectivamente cargadas anteriormente en el menú archivo. Las gráficas pueden ser en Tiempo o en Frecuencia y pueden ser configuradas en la sección de Configuración General.
Figura 39 Secciones Señal 1 y Señal 2.
Correlación La sección dentro de recuadro rojo de la Figura 40, es la encargada de mostrar la gráfica ya sea en tiempo o en frecuencia del resultado de la correlación.
Figura 40. Sección Correlación.
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CONSIDERACIONES INICIALES
El programa está hecho para realizar funciones secuenciales, eso significa que no realiza varias funciones al tiempo, el usuario deberá ser paciente y esperar que el programa termine la función que está realizando antes de mandarlo a realizar otra.
Normalmente, el programa le avisará con un mensaje que la función se realizó con éxito, o que falló en su ejecución.
Si la función que se está ejecutando es la de graficar, ya sea para las señales 1 y 2 o para la correlación, el programa mostrará el aviso de fallo o la gráfica en caso de éxito.
La correlación de señales se realiza con 2 señales que tengan las mismas características (ver Características de las señales). Si se desea realizar la auto-correlación, debe ingresar cargar el mismo archivo en las señales 1 y 2.
Características de las señales
Las señales admitidas por el programa deben estar formato de texto (.txt) o de audio (.wav), pueden estar completas o en trozos de igual número de muestras y deben tener la misma frecuencia de muestreo, la misma duración total y el mismo número de muestras.
Tenga en cuenta, que de acuerdo a la frecuencia de muestreo y el número de partes, se puede hallar la resolución espectral, esta está definida por:
( 1 )
En el caso de cargar las señales por partes, es recomendable tenerlas en carpetas separadas para no confundir las partes de las señales y poder realizar de manera más rápida y ordenada la carga de las mismas. Las señales se cargaran en orden, así que es recomendable tener los pedazos con una secuencia numérica.
El programa no acepta archivos con varios canales (en el caso de los archivos de audio) o con varias columnas de datos (en el caso de archivos de texto). Esto quiere decir, que un archivo solo debe contener una sola señal para la señal completa o pedazos de la misma para la señal por partes.
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GUÍA DE FUNCIONAMIENTO
Para iniciar el programa AstroCorr, se abre la carpeta donde quedó instalado el programa y se le da doble clic al ejecutable AstroCorr.exe. Después de iniciar AstroCorr, el programa abre la pantalla inicial tal y como se muestra en la Figura 41.
Figura 41. Abrir AstroCorr.
Si el usuario desea probar el programa, en la carpeta SenalesDePrueba junto al ejecutable del programa (ver Figura 42), se encuentra un paquete de señales completas y por partes en ambos formatos (.txt y .wav) para ser utilizadas en casos de prueba.
Figura 42. Carpeta de Señales de prueba en AstroCorr.
Cargar señales
Para cargar las señales que se pretenden posteriormente correlacionar, se debe escoger el mismo método de carga (ya sea Por Partes o Completas). No importa el orden en que se cargue las señales, lo importante es tener ambas señales cargadas antes de correlacionar. Si desea realizar una auto-correlación cargue el mismo archivo en la Señal 1 y 2.
Después de abierto el programa, se procede a la carga de las señales. Para cargar las señales, se abre el Menú Archivo – Cargar tal y como se muestra en la Figura 43, y se selecciona el tipo de carga que desea usar.
Figura 43. Menú Archivo - Cargar AstroCorr.
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Cargar una señal completa Al seleccionar el tipo de carga Señal Completa, el sistema dará la opción de cargar las señales 1 y 2, como se muestra en la Figura 44.
Figura 44. Menú Archivo - Cargar - Señal Completa AstroCorr.
En esta opción, el sistema dejará cargar solo un archivo por señal, ya sea de audio (.wav) o de texto (.txt).
Se selecciona la señal que se desea cargar (Señal1 / Señal 2), en este caso Señal 1, el sistema abrirá el cuadro de directorio donde el sistema permitirá buscar donde se encuentra el archivo que se desea cargar.
Después de seleccionar el archivo, en este caso 1000Ch1.txt, como se muestra en la Figura 45, el usuario da clic en Abrir y deberá esperar pacientemente a que cargue el archivo seleccionado en la Señal 1.
Figura 45. Cuadro de Directorio de cargar señal 1 completa AstroCorr.
Cuando el sistema termine de cargar la señal, sacará un aviso de éxito, como el de la Figura 46.
Figura 46. Mensaje Carga Exitosa Señal 1 AstroCorr.
Por el contrario, si el usuario cancela la carga, o existe algún error en el proceso, el sistema sacará un aviso de error como el de la Figura 47 y el usuario deberá cargar nuevamente la señal.
31
Figura 47. Mensaje Error en la carga de la señal AstroCorr.
Si la señal es muy grande, el programa se demorará más de lo normal, el usuario deberá ser paciente y esperar a que aparezca el aviso de éxito o error.
Después de cargar la señal, se puede verificar si los archivos que se cargaron son los correctos en la sección Señales Cargadas - Configuración General (Ver Figura 48). Recuerde que si cargó la señal por el Menú- Archivo-Cargar-Señal Completa el número de partes debe ser igual a 1.
Figura 48. Señales Cargadas en Configuración General AstroCorr.
Para la carga de la Señal 2, se selecciona Señal 2 en el menú Archivo- Cargar-Señal Completa y se siguen los mismos pasos que para la Señal 1.
Cargar Señales por Partes Si se selecciona la opción Señal por Partes del Menú Archivo-Cargar, el sistema dará la opción de cargar las señales 1 y 2 como se muestra en la Figura 49.
Figura 49. Menú Archivo - Cargar - Señal por Partes AstroCorr.
Después de seleccionar Señal 2, aparecerá un cuadro de Directorio para escoger las señales. El usuario deberá buscar la carpeta donde se encuentran los pedazos de la señal 2, los selecciona todos y por último, dará clic al botón Abrir (Ver Figura 50).
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Figura 50. Cuadro de Directorio de cargar señal 2 por partes AstroCorr.
El programa procederá a cargar todos los archivos y cuando termine sacará un aviso de carga finalizada como el de la Figura 51.
Figura 51. Mensaje Carga Exitosa Señal 2 AstroCorr.
Si por alguna razón existe un error o el usuario cancela la carga el programa le mostrará un mensaje de error igual al de la Figura 52.
Figura 52. Mensaje Error en la carga de la señal AstroCorr.
Este método de carga solo admite carga de archivos múltiples y en formatos de texto (.txt) o de audio (.wav), si el usuario solo carga un solo archivo, o algún archivo está en un formato no válido el sistema presentará un error como el mostrado en la Figura 53:
Figura 53. Mensaje Error en los archivos AstroCorr.
Si la señal está partida en muchos pedazos o sus pedazos son muy grandes, el programa se demorará más de lo normal, el usuario deberá ser paciente y esperar a que aparezca el aviso de éxito o error.
33
Después de cargar la señal, se puede verificar en la sección Configuración General (Ver Figura 54), que el nombre del archivo y el número de partes que se cargaron son los correctos.
Figura 54. Señales Cargadas en Configuración General AstroCorr.
Para la carga de las partes de la Señal 1, se selecciona Señal 1 en el menú Cargar-Señal por Partes y se siguen los mismos pasos que para la Señal 2.
Correlacionar
Después de cargar las señales la señal 1 y 2, se procede a correlacionarlas. Para la correlación se necesita que ambas señales estén partidas en partes iguales y que cada parte tenga el mismo número de muestras.
Para esto, el usuario puede verificar en la sección Señales Cargadas que ambas señales tengan el mismo número de partes (recuadros rojos de la Figura 55) y que los nombres de archivo correspondan a la señal que debe estar cargada en cada una de las señales.
Figura 55. Partes iguales en Señales Cargadas de Configuración General AstroCorr.
Después, en la sección Correlacionar, también de la Configuración General, el usuario deberá escoger que tipo de correlación desea realizar sobre las señales (la Figura 56 muestra los métodos que el usuario puede escoger). Por defecto el sistema tendrá la opción de correlación XF.
Figura 56. Tipo Correlación en Correlación de Configuración General AstroCorr.
34
XF Este método, realiza la correlación matemática sobre las señales, y a la señal resultante, se le saca el espectro con Fourier.
FX Este método realiza la correlación sobre los espectros de las señales 1 y 2.
Después escoger el método deseado, el usuario debe dar clic en Correlacionar, como se muestra en la Figura 57. El sistema calculará la correlación de las señales por el método escogido (en este caso por el método FX).
Figura 57. Correlación en Configuración General AstroCorr.
Cuando haya terminado de realizar los cálculos de la correlación, el sistema sacará un aviso de éxito, como el de la Figura 58.
Figura 58. Mensaje Correlación FX exitosa AstroCorr.
Si las señales no están divididas en las mismas partes, o no tienen el mismo número de muestras por cada parte, el sistema arrojará un aviso de error como igual al de la Figura 59.
Figura 59. Mensaje Error en el número de partes AstroCorr.
Si el usuario intenta correlacionar y no ha cargado alguna de las señales, o ninguna de ellas, el sistema mostrará otro aviso de error como el de la Figura 60.
Figura 60. Mensaje Error faltan señales para correlacionar AstroCorr.
Para visualizar el resultado de la correlación, el usuario tiene dos opciones, Graficar Señales o Guardar Correlación.
35
Graficar Señales
El programa tiene 3 secciones donde se encuentran cuadros para las gráficas (Correlación, Señal 1 y Señal 2 ). Estas secciones funcionan prácticamente igual, todas tienen dos botones que permiten alternar la gráfica entre el tiempo o la frecuencia.
En el Tiempo Para graficar las diferentes señales, el programa necesita que el usuario ingrese los datos requeridos en la sección Gráfica en Tiempo de la Configuración General.
Tiempo Total de las Señales [s] Es la duración completa de las señales en segundos, debe ser la misma para las señales 1 y 2. Por defecto toma el valor de 60 (ver Figura 61).
Figura 61. Tiempo Total de las Señales en Gráfica en Tiempo de Configuración General AstroCorr.
Este campo solo recibe datos numéricos, y si por casualidad se ingresa alguna letra o símbolo no valido, el programa mostrará un mensaje de error como el de la Figura 62.
Figura 62. Mensaje Error ingresando Tiempo Total AstroCorr.
Como esta variable solo admite segundos, el programa tiene una función adicional que permite realizar funciones matemáticas básicas y es mostrada en la Figura 63.
Figura 63. Funciones matemáticas básicas en Tiempo Total de las Señales en Gráfica en Tiempo de Configuración General AstroCorr.
Escala de Tiempo Es la escala en la que el usuario desea que salga su gráfica. Al abrir sus opciones, como se muestra en la Figura 64, se puede ver Horas, Minutos y Segundos. Siendo la escala por defecto, los segundos.
Figura 64. Escala de Tiempo en Tiempo Total de las Señales en Gráfica en Tiempo de Configuración General AstroCorr.
36
Después de configurado el Tiempo Total de las Señales y la Escala de Tiempo el usuario podrá dar clic en el botón Graficar en Tiempo de cualquiera de las secciones (Correlación, Señal 1 y Señal 2 ).
Señal 1 y Señal 2 Estas secciones podrán ser utilizadas siempre y cuando ya se hayan cargado previamente las señales 1 y 2. Al dar clic en el botón Graficar en Tiempo de la sección correspondiente, el sistema mostrará la gráfica de la señal dependiendo del método escogido para la carga.
Señal Completa Como se muestra en la Figura 65, el sistema graficó la señal completa según la configuración escogida después de que el usuario dio clic en Graficar en Tiempo en las secciones Señal 1 y 2.
Figura 65. Gráficas en Tiempo en Señal 1 y 2 completas AstroCorr.
Señal por Partes La Figura 66, muestra la diferencia entre la carga de 1 señal partida en diferentes partes (150 y 60 partes para señal 1 y 2 respectivamente) ya que el sistema halla el promedio de cada una de las partes y grafica dicho promedio.
Figura 66. Gráfica en Tiempo de las secciones Señal 1 y 2 con señales cargadas por partes AstroCorr.
37
Correlación Esta sección podrá ser utilizada siempre y cuando se haya generado la correlación previamente independientemente del método de correlación escogido (Ver Figura 67).
Figura 67. Gráfica en Tiempo Correlación AstroCorr.
En Frecuencia Para graficar las diferentes señales, el programa necesita que el usuario ingrese los datos requeridos en la sección Gráfica en Frecuencia de la Configuración General.
Frecuencia de Muestreo de las Señales Cada señal tiene una frecuencia de muestreo diferente, por consiguiente este dato no tiene valor por defecto (o su valor por defecto es 0 y no es un valor valido, como se ve en la Figura 68) y el usuario debe obligatoriamente ingresarlo para realizar gráficas en frecuencia.
Figura 68. Frecuencia de Muestreo de las Señales en Gráfica en Frecuencia de Configuración General AstroCorr.
Una función adicional para facilitar el ingreso de la frecuencia, es la realización de funciones matemáticas básicas al ingresar la frecuencia, es decir que si el usuario tiene es el Periodo de muestreo de la señal puede ingresar en el campo de la frecuencia 1/Periodo y así no realizar el cálculo numérico, tal y como se muestra en la Figura 69.
Figura 69. Funciones matemáticas básicas en Frecuencia de Muestreo de las Señales en Gráfica en Frecuencia de Configuración General AstroCorr.
38
Si el usuario se le olvida ingresar el valor el sistema arrojará un mensaje de error, como el de la Figura 70, para recordarle al usuario de debe hacerlo.
Figura 70. Mensaje Error en la frecuencia de muestreo AstroCorr.
Tipo de Gráfica Permite al usuario escoger que parte del espectro desea graficar, si la Fase o la Magnitud (Ver Figura 71).
Figura 71. Sección Configuración General - Correlación- Tipo de Correlación AstroCorr.
Señal 1 y Señal 2 Estas secciones podrán ser utilizadas siempre y cuando ya se hayan cargado previamente las señales 1 y 2. Al dar clic en el botón Graficar en Frecuencia de la sección correspondiente, el sistema mostrará la gráfica de la señal dependiendo del método escogido para la carga.
Señal Completa El sistema graficará la Fase (ver Figura 72) o la Magnitud (ver Figura 73), de la señal entera.
Fase
Figura 72. Gráfica de la fase de Señales 1 y 2 completas AstroCorr.
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Magnitud
Figura 73. Gráfica de la magnitud de Señales 1 y 2 completas AstroCorr.
Señal por Partes El sistema graficará la Fase (ver Figura 74) o la Magnitud (ver Figura 75), del promedio de cada una de las partes que conforman las señales.
Fase
Figura 74. Gráfica de la fase de Señales 1 y 2 por partes AstroCorr.
Magnitud
Figura 75. Gráfica de la magnitud de Señales 1 y 2 por partes AstroCorr.
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Correlación El sistema graficará la Fase (ver Figura 76) o la Magnitud (ver Figura 77), del resultado de la correlación. Esta sección podrá ser utilizada siempre y cuando se haya generado la correlación previamente independientemente del método de correlación escogido.
Fase
Figura 76. Gráfica de la fase de Correlación AstroCorr.
Magnitud
Figura 77. Gráfica de la magnitud de Correlación AstroCorr.
Las gráficas serán mostradas siempre y cuando se haya cargado las señales 1 y 2 o generado la correlación, de lo contrario saldrá un aviso de error (como el de la Figura 78) y deberá cargar de nuevo las señales o generar la correlación de estas y volver a graficar.
Figura 78. Mensajes de Error al graficar en señal 1, 2 y en correlación AstroCorr.
41
Guardar Correlación
En el menú Archivo se encuentra un submenú llamado Guardar Correlación y es el encargado de mostrarla al usuario, como en la Figura 79, las opciones que tiene para guardar los resultados de la misma. El usuario puede guardar el resultado en el tiempo es decir la Visibilidad o el resultado en frecuencia por componentes, es decir la Fase y la Magnitud del espectro.
Figura 79. Menú Archivo - Guardar Correlación AstroCorr.
Para guardar la correlación el usuario escogerá el método, en este caso la Fase y el sistema mostrará la ventana de directorio (como la de la Figura 80) para que el usuario escoja la carpeta donde quiera guardar los resultados de la Fase de la correlación.
Figura 80. Cuadro de Directorio de guardar fase de la correlación AstroCorr.
El usuario deberá darle un nombre al archivo y clic en Guardar, el sistema buscará la fase de la correlación hallada anteriormente y generará un archivo de texto (.txt) con los resultados de la fase en forma de columna, como el de la Figura 82. Al finalizar, el sistema mostrará un mensaje, igual al de la Figura 81, indicando que el proceso ha terminado con éxito.
Figura 81. Mensaje Guardado exitoso de la fase AstroCorr.
42
Figura 82. Archivo de texto resultado del guardado de la fase AstroCorr.
Para guardar la visibilidad o la magnitud, el usuario debe dar clic en el nombre correspondiente y repetir el mismo procedimiento que realizó para la fase.
Si el usuario cancela el proceso de guardado o el proceso no fue exitoso el sistema sacará un mensaje de error como el de la Figura 83.
Figura 83. Mensaje Error en guardado de la fase AstroCorr.
Si la correlación de las señales no fue exitosa y el usuario da clic en guardar correlación el sistema sacará un mensaje de error (ver Figura 84) que le indicará que debe volver a realizar la correlación para poder guardar su resultado.
Figura 84. Mensaje Error en señal correlacionada AstroCorr.
43
Si la correlación fue exitosa y el usuario no ha configurado la frecuencia de muestreo y desea guardar cualquiera de los componentes de frecuencia (Fase o Magnitud), el sistema le solicitará que ingrese el valor y volver a intentar guardar en frecuencia, tal y como se muestra en el mensaje de error de la Figura 85.
Figura 85. Mensaje Error en frecuencia de muestreo AstroCorr.
Limpiar Memoria
El usuario puede cargar múltiples veces las señales 1 y 2 generar la correlación de las mismas, pero es recomendable utilizar la función Limpiar Memoria (ubicada en el menú Archivo), entre correlación y correlación, es decir cada vez que se vaya a generar una nueva correlación, se debe limpiar memoria para que el sistema se mantenga en óptimo funcionamiento, ya que la carga sucesiva de datos puede ocasionar un desbordamiento de memoria.
44
EJEMPLOS
Dentro de la carpeta de SenalesDePrueba se encuentra una carpeta llamada Ejemplos, donde el usuario encontrará 2 videos que muestran paso a paso el funcionamiento del programa (Ver en la Figura 86).
Figura 86. Carpeta con ejemplos en videos AstroCorr.
También, puede acceder rápidamente a dichos videos desde el menú Ayuda en la sección Ejemplos (ver Figura 87), donde escogiendo cualquiera de los ejemplos, el programa abrirá automáticamente el reproductor que tenga por configurado por defecto para abrir videos con extensión .avi (usualmente, Windows trae el WindowsMediaPlayer como reproductor predeterminado).
Figura 87. Menú Ayuda - Ejemplos AstroCorr.
45
Figura 88. Abrir video de ejemplo AstroCorr.
Si después de utilizar el acceso directo a los ejemplos desde programa, el video no se abre automáticamente en el trascurso de 1 minuto, como se muestra en la Figura 88, el usuario deberá revisar que su equipo tenga configurado algún reproductor de video y que esté como predeterminado de Windows para que funcione.
Ejemplo1
Este ejemplo, muestra cómo se cargarán 2 señales completas en formato de texto, las grafica en el tiempo y genera por el método XF su correlación. También se puede observar, el cambio en los ejes de las gráficas cuando se modifica la escala de tiempo, como se abre el manual desde el programa y como se puede hacer acercamientos, alejamientos y ubicaciones de puntos específicos sobre las gráficas. Asimismo, guarda el resultado de la correlación en el tiempo, es decir su Visibilidad y verifica que la señal haya sido guardada correctamente, cargando el archivo guardado una de las señales.
Ejemplo2
En este ejemplo, se logra observar cómo se cargarán señales de audio por partes. Se puede evidenciar el promedio en las gráficas, cargando señales divididas en partes diferentes y el error que arroja el programa si se intenta correlacionar señales así. Para cargar las señales nuevamente, utiliza la función de limpiar memoria, y luego de volver a cargar las señales correctas, las correlaciona por el método FX y grafica la fase y la magnitud de todas las gráficas.
Ana Carolina Acuña Escobar
Grupo de Investigación en Astronomía Alfa Orión
Ingeniería de Sistemas y Computación
Universidad Tecnológica de Pereira
Pereira
2013
Introducción
Problema
Justificación
Objetivos
Estado del Arte
Marco Teórico
Diseño e Implementación
Resultados
Conclusiones
Bibliografía
La radioastronomía
permite estudiar desde
el estado primitivo del
universo, hasta el
nacimiento y muerte de
las estrellas más
cercanas, galaxias,
planetas y cometas de
nuestro sistema solar.
3
El tamaño de las antenas de los radiotelescopios
es proporcional a la resolución de sus
observaciones.
4
La radio interferometría, utiliza un conjunto de
antenas que simulan un solo radiotelescopio con
diámetro igual a la separación de sus antenas.
Cada una de ellas genera distintas señales, por lo
cual es necesario emplear una técnica para
combinarlas.
5
¿Proceden las señales de
la misma radiofuente?
¿La distancia entre las
antenas genera un retardo
entre las señales?
6
La radioastronomía no depende del clima.
El desarrollo de la radioastronomía e interferometría
en el mundo con proyectos como:
o VLA
o VLBI
o OVLBI
Posibles vínculos con proyectos en América Latina
tales como:
o ALMA
o LLAMA
7
General
Específicos
8
Desarrollar una interfaz gráfica
en la herramienta GUIDE de
Matlab que permita obtener la
correlación de señales
radioastronómicas.
9
General
Aplicar los principios de la teoría de señales en la
correlación de señales de radio procedentes de cuerpos
celestes.
Crear vínculos con grupos de investigación y radio
observatorios alrededor del mundo que permitan la
obtención de datos para la prueba del algoritmo.
Iniciar el estudio de la interferometría en Colombia, lo cual
permitirá la vinculación futura a proyectos internacionales
como el VLA , ALMA , LLAMA, entre otros.
10
Específicos
1935, el ingeniero británico Robert Watson-Watt
logró la primera detección de un avión.
1946, Martin Ryle del Laboratorio de Cavendish
desarrolló el método de radio interferometría.
1974 ,Martin Ryle y Anthony Hewish ganaron el
premio Nobel de Física por su trabajo
“Interferómetro de Cambridge usado para el estudio
4C en 1958”.
1952, Ryle introdujo un circuito cuya salida es
proporcional a la salida de una correlación cruzada. 11
1996, JPL reemplazó el Bloque I por el software
correlator llamado Softc.
1999, JPL implementó el Mark5 como su
dispositivo correlator.
2003, China implementó el CVN como software
correlator de su red VLBI.
2007, Adam Deller diseñó el DiFX, software
correlator utilizado para VLBI.
2009, KVN y VERA implementaron el correlator
KJJVC también utilizado para VLBI. 12
Esquema General
Radioastronomía
Interferometría
Correlación
oDefinición
oTipos de Correlatores
•XF
•FX
13
14
Esquema
General
15
Radioastronomía
16
INTERFEROMETRIA
Definición en tiempo discreto:
𝑹𝒙𝒚 𝝉 = 𝒙 𝒏 𝒚 𝒏 − 𝝉
∞
𝒏=−∞
Sus propiedades son :
o Reflexión:
𝑹𝒙𝒚 𝝉 = 𝑹𝒚𝒙∗ −𝝉
• Si x(t) e y(t) son iguales quedaría:
𝑹𝒙𝒙 𝝉 = 𝑹𝒙𝒙 −𝝉
o Fourier aplicada al Correlación Cruzada
𝑭 𝑹𝒙𝒚 𝝉 = 𝑿 𝒇 𝒀∗ 𝒇 = 𝑮𝒙𝒚 𝒇
17
CORRELACIÓN
18
Tipos de
Correlatores
19
Diagramas
de bloques
𝒗𝒊 𝒕
𝒗𝒋 𝒕
𝜟𝒕
FFT 𝒗𝒊𝒋 𝒗
𝒗𝒊 𝒕
𝒗𝒋 𝒕
𝜟𝒕
FFT
𝒗𝒊𝒋 𝒗
FFT
Análisis de
Requerimientos
Diagrama General de
Casos de Uso
Diagrama de Clases
Interfaz
20
Cargar las señales desde un directorio especificado por el
usuario.
Calcular la correlación de las señales previamente cargadas.
Guardar en un archivo de texto el resultado de la correlación.
Graficar en tiempo y en frecuencia tanto de las señales
cargadas (Señal 1 y 2), como también de la señal resultante de
la correlación de las mismas.
21
Análisis de
Requerimientos
22
Diagrama General
de Casos de Uso
23
Diagrama de
Clases
24
Interfaz
AstroCorr
25
Simple VLBA
26
Señal Simple
Nombre Archivo Maxima.wav
Objeto de Estudio CenA
Duración 180s
Frecuencia de Muestreo 11.025 Hz
Número de Canales 2
Radio interferómetro Simple
Ubicación Australia
Número de Antenas 2
Tipo de Antena Dipolo
Correlator SAC
Tipo Correlator Software
Ancho de Banda 20MHz
Nombre Archivo Minima.wav
Objeto de Estudio CenA
Duración 180s
Frecuencia de Muestreo 11.025 Hz
Número de Canales 2
Radio interferómetro Simple
Ubicación Australia
Número de Antenas 2
Tipo de Antena Dipolo
Correlator SAC
Tipo Correlator Software
Ancho de Banda 20MHz
Simple con SAC
Simple con AstroCorr FX con AstroCorr
Señal CenA
Mínima
Simple con SAC
Simple con AstroCorr FX con AstroCorr
Señal CenA
Máxima
30
Señal del VLBA
Nombre Archivo 8chan_10sec.out
Objeto en Estudio Background Quasar
Duración 10s
Frecuencia de Muestreo 8’000.000 Hz
Número de Canales 8
Radio interferómetro VLBA
Ubicación Estados Unidos
Número de Antenas 1
Tipo de Antena Parabólica
Correlator Mark5 + DiFX
Tipo Correlator Hardware y Software
Ancho de Banda 4MHz
Co
rr
Numero de Partes
1 1.280 10.000
XF
F
X
Correlación
Ch1 – Ch2
32
Auto Correlación
de CH1
La correlación de señales radioastronómicas, ayuda a
identificar el grado de similaridad entre dos señales
de una misma fuente. Es decir que se puede
demostrar que una señal es idéntica a otra, si el
resultado de la fase de la correlación (auto-
correlación) es cero.
Realizar la correlación sobre señales en el tiempo
requiere mayor costo computacional que al realizarla
sobre frecuencia, es decir que el método FX es mucho
más eficiente que el método XF.
33
Los tiempos de procesamiento fueron menores y los
resultados presentaron mayor nivel de detalle (mayor
resolución), cuando las señales a correlacionar
estaban dividas en más partes.
El procesamiento de señales radioastronómicas,
exige equipos con alto rendimiento y programas que
aprovechen al máximo dicho rendimiento; esto,
debido a que a mayor tamaño del interferómetro,
mayor será la cantidad de datos a procesar.
34
Matlab, como entorno de desarrollo utilizado para la
implementación de AstroCorr, fue muy útil en la
aplicación de técnicas de procesamiento de señales
pequeñas o de muestra, pero a la hora de procesar
lotes de datos, este no los procesa o se demora
demasiado en hacerlo. Esto es debido a que Matlab
es un lenguaje interpretado y no gestiona sus
recursos directamente con el equipo. Se recomienda
para futuras implementaciones, utilizar un lenguaje
de medio o bajo nivel para su programación y
ejecutarlo en un supercomputador.
35
36
A. R. Thompson, J. M. Moran and G. W. Swenson Jr., Interferometry and Synthesis in Radio Astronomy, Wiley-Vch, 2004.
J. G. Proakis y D. G. Manolakis, Tratamiento Digital de Señales, 4ta ed., Madrid: Pearson, 2007.
Asian Radio Astronomy Winter School, Sokendai: NAOJ, NINS, EACOA, 2007.
R. Perley, «Fundamentals of Radio Interferometry,» de Thirteenth NRAO Synthesis Imaging Summer School, Socorro, NM, 2012.
G. Taylor, C. Carilli y R. Perley, Edits., Synthesis Imaging in Radio Astronomy II, Astronomical Society of the Pacific, 1999.
W. Brisken, «Cross Correlators,» de Ninth Synthesis Imaging Summer School , Socorro , 2004.
D. Brodrick, T. Kennedy, S. Tingay y D. Brooke, «Fringe Dwellers,» 2005. [En línea]. Available: http://fringes.org/. [Último acceso: 25 Noviembre 2012]
37
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