关于Class数据处理软件

如果要去青海观测站的,可以参看一下:)

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做何用的,可否略加

做何用的,可否略加详述?

很久以前写的

恍若隔世

欢迎提问和提议,以便修改:) 

数据处理:(为每一步做出合理(可接受的)解释)

****数据处理(的误差分析)有两种方式:一种是统计的,可以得到合理的(有理论支撑的)定量结果;一种只是将信号与噪声分离,只能得到合理的定性结果与不那么合理的定量结果。

****天文有时由于其本身观测资料在短期内的不可重复性,便只能采取后一种方式。此时对于噪声,即所认为的由设备产生的随机误差,其实我们并不关心它的分布形式,而只在乎它的平均是否为零。当它有了某种明显的趋势的时候,我们便会怀疑其中必有某个因素或某些因素在起作用。而误差的分布形态,只是告诉我们该噪声有多大,也就是能否通过信噪比的界定将其与信号分离。至于误差,是由模型推算得来的。

****对于从别人处取得的数据,我们有时无法亲自做数据的初步处理,此时就只好相信别人的工作,借用别人得到的误差计算结果,如系统误差之类。在此基础上,进行自己的数据分析。然后用误差传递来分析最后误差。

1.  基线处理:把由仪器引起的基线不在零处的现象去除,其实也就是对每条谱线来说,将仪器的状态调为相同。

1)  这里有几个假设:

(1)       纵坐标为温度,由瑞利金斯定律T=(λ2/2k)I 确定。若I(υ)为高斯分布,则当kTB的时候,准确讲,Δλλ即带宽很小时,T也为高斯分布。而T的衡量,对于青海站13.7m望远镜,简单来讲,由公式T=(Von/Vcal)Tcal给出,由于定标Tcal是用黑体做的,故此处可用瑞利金斯定律。总的来说,即假定所要探测的量与测得量之间是线性关系;

(2)       横坐标为速度,实际观测量为频率,这里就需要接收机的CCPD的设计应与频率成正比,而频率与速度的关系由多普勒效应给出Δυ/υ0=v0/c,其中υ0为分子静止时所发射谱线的频率;

(3)       致宽机制的带宽比较窄,在其带宽外主要由噪声起作用。

2)  除去有驻波或其它不合理现象且影响到所要观测发射线的谱线;

3)  确定谱线所在位置的范围,即确定基线的范围,每侧基线长约为谱线宽度的23倍。谱线所在位置范围的确定:1、对于每条谱线由信噪比S/σ=3确定,之后得出总的范围;2、由所有观测区谱线加和,得到整条谱线的展宽。本次观测采用后者,但这样做会引入两个问题,一是小区域范围具有的极端速度会被掩盖,但从数据被处理的方式来看,当此种情况发生时,会有负值结果出现(?面积是如何计算的);一是观测数据没有被最有效地利用,虽然所引起的误差不会太大。而当仪器有温漂时,这种做法就不那么有效了。而前者的缺点是工作量与数据量近似地成正比,而且在当信号不明显时,容易引入人为误差。

4)  基线拟合所得量的说明:rms,表征噪声大小;area,面积;pos,;width,。

5)  对基线的拟合,用正弦不如直接用高次,对于有多个数据点的多项式拟合,只要拟合次数远小于数据点个数,还是不致于将噪声也一起平滑掉了。

 

2.  矫正:消除望远镜不同俯仰时不同大气厚度的影响。

1)  由于此次观测与标准源DR21比较接近,故直接用其修正公式:f(EL)= 1.00-0.17(±0.01) cos(EL)

2)  相同位置谱线的加和取平均:此处需假设天体状态变化的时标很长。在基线处理时,如果信号并未与噪声明显分离,此时将信号归入噪声对基线并无太大影响,而当谱线加和后,是可以将信号与噪声分离的。

3)  如果大气厚度的矫正是在台站上直接做完的,那么其实,可能在初步处理数据之前就有了加权。而忽略这一点的话,rms的计算就只需在最后利用base给出就行了。不然需根据台站所采取的大气模型进行加权的还原。

4)  俯仰效率矫正。主波束大小。

 

3.  面积积分求强度:

1)  计算面积求强度时,如果认为基线处求和为零的话,需假设基线上各点的值是相互独立的。此次观测只需求得强度,故没有用高斯拟合而直接计算其面积。至于求和范围,取为发射线宽度。此处不使用信噪比S/σ=3来确定求和范围的理由是,随机效应因由高斯拟合或其它方式的曲线(主要看致宽机制)拟合来去除。

2)  由于是在一个频率范围内计算,需假设所有谱线是由一种分子产生。

 

4.  误差结算: 每点都不相同。

1)  积分面积误差(1min0.37km/sTsys);

2)  如果将数据拟合时的误差当作噪声来看,那么由于噪声是由仪器系统引起,其应与望远镜俯仰,更准确地,大气厚度无关。因此应将噪声的大小还原成未被矫正前的。对于单条未叠加谱线来讲,前后计算出的噪声值是一样的;但对于叠加过的谱线,这么做无形中对各谱线的噪声进行了不等权重的加权。而且此处的噪声应理解为原噪声的波动,即扣除了原噪声的高度。

3)  速度的误差和温度(强度)的误差。

4)  系统误差与随机误差。

5)  是否要bin

 

5.  静止频率:12CO115271.202 MHz13CO110201.353 MHzC18O109782.173 MHz

 

6.  观测指向零点:R.A.20:31:57.000DEC41:29:56.80

 

7.  星际吸收(由于温度比较低,不考虑再发射与连续谱上的吸收),辐射转移。

 

8.  青海站望远镜的能力:指向(面积大小),强度(温度),速度(频率)。

 

9.  Class参考网站