BATC测光系统的流量定标.docx
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BATC测光系统的流量定标
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BATC测光系统的流量定标
一.BATC 星等标准星
二.星等测光Photometry
三. 提取图像头中的信息
四.消光曲线
五.消光的变化
六.对消光变化的拟合
七.迭代(Iteration)
八.程序的运行
一. BATC星等标准星(standard stars)
我们使用了Oke&Gunn(1983)的4颗流量标准星进行BATC的流量定标。
它们分别是BD+17d4708,BD+26d2606,HD19445和HD84937。
这些星的绝对流量取自 Fukugitaetal.(1996)。
Yan etal.(1999)论文中对BATC星等的定义和从光谱卷积得到BATC星等的方法做了较详尽的介绍。
通过BATC用这4颗流量标准星在测光夜的观测数据,我们对他们的流量进行了相互交叉检验(ZHOU,etal.2000)。
由此我们还对这4颗标准星的流量进行了修正。
表1给出了这4颗流量标准星的BATC星等(ZHOUetal. 1999)。
No
Filter
Wavelength
HD19445
HD84937
BD+262606
BD174708
1
a
3371.5
9.238
9.477
10.813
10.703
2
b
3906.9
8.653
8.805
10.231
10.071
3
c
4193.5
8.448
8.629
10.061
9.829
4
d
4540.0
9.293
8.528
9.940
9.699
5
e
4925.0
8.189
8.430
9.855
9.595
6
f
5266.8
8.073
8.331
9.731
9.497
7
g
5789.9
7.969
8.258
9.630
9.390
8
h
6073.9
7.935
8.240
9.614
9.363
9
i
6655.9
7.885
8.212
9.577
9.330
10
j
7057.4
7.852
8.181
9.531
9.292
11
k
7546.3
7.826
8.169
9.518
9.256
12
m
8023.2
7.800
8.149
9.488
9.234
13
n
8484.3
7.790
8.153
9.479
9.236
14
o
9182.2
7.784
8.151
9.463
9.212
15
p
9738.5
7.801
8.172
9.486
9.229
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二.星等测光Photometry
沿用我们以前的测光方法(Yan,1999),用半径为15像元的孔径来进行孔径测光。
目前暂时使用Bertin的测光程序Source Extractor来测量星等。
测光参数的选取列在文件dingbiao.set中。
文件bindbiao.param指定了输出星表dingbiao.cat中所包含的内容。
注:
所输出的星表dingbiao.cat是一个临时文件。
在其被使用后将被删除。
在输出星表中中心最亮的不饱和星将被认证是所要的标准星。
为了使用方便,得到的这个仪器星等在与其BATC星等比较之前,我们把它归算到300秒(5分钟)曝光的仪器星等。
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三. 提取图像头中的信息
从所处理图像的图像头中,我们可以得到图像的中心坐标(RA和DEC),观测日期,观测时刻和曝光时间。
中心坐标和观测时间可用来计算图像的大气质量。
曝光时间可用来归算仪器星等到同一曝光时间。
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四.消光曲线
消光曲线是仪器星等相对于大气质量的变化曲线。
将星等对大气质量图进行线性拟合我们可以得到地球大气的消光系数和测光系统的仪器零点。
这里的星等是仪器星等和标准星BATC星等的差值
M_inst-M_batc= KX+C
这里X是大气质量,K是消光系数,C是仪器零点。
我们通过使用这个直线对观测点进行中值拟合来得到消光系数和仪器零点。
拟合程序中调用了程序库中的有关程序。
"AprogramfromNumerical Recipe, medfit"
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五.消光的变化
按照以前的一贯假设,我们测光系统的仪器零点不会在几小时内有明显的变化。
观测中看到的变化主要来自大气消光的变化。
因此,需要一个时间项来模拟地球大气变化的影响。
在以前的工作中。
我们使用一个加在仪器零点上的时间项f(ut)来进行改正。
这个时间项与滤光片波长和大气质量无关。
它可以被视作所有变化因素的平均变化。
如Yan(1999)论文所述,f(ut)可以很大程度上减小各种变化造成的影响,使许多测光夜的定标误差达到BATC的测光要求。
为了达到更好的效果,我们在目前的工作中,考虑了颜色和望远镜指向的因素,并把时间改正项加在消光系数上,而不是加在仪器零点上。
我们使用两种定消光变化的方式。
一个是对每个滤光片的观测数据单独考察变化;另一个是对各种滤光片变化的平均得到消光的变化。
取平均时,考虑了各颜色消光系数对变化的影响。
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六.对消光变化的拟合
以前我们用一些首尾相连的直线来拟合变化,而现在我们用对数据点的平滑来得到消光的变化曲线。
平滑时使用了正负2小时内的所有观测点。
根据时间间隔的大小给与不同的权重。
权重的大小按以下形式确定:
1/(1.0+(T_fit-T_obs)^2)
这里T_fit是所确定点的时刻,T_obs 是各观测点的时刻。
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七.迭代(Iteration)
要对消光变化有准确的了解,需要首先很好地确定消光系数和仪器零点。
而为了很好地确定消光系数和仪器零点, 又需要知道消光的变化情况。
因此,我们采取反复迭代的方式,来求消光系数,仪器零点和天气变化。
幸运的是对于绝大多数的观测夜,经过4次以内的迭代就可收敛。
为了安全起见,我们不加判断地采取了10次迭代。
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八.程序的运行
我们发展了两个类似的程序:
dingbiao_ds和dingbiao_qs。
它们分别用于分滤光片处理天气变化和求天气各滤光片的平均变化。
这里,我们用dingbiao_ds来说明程序的使用方法。
简单执行dingbiao_ds,而不加任何参数, 可以从窗口内看到如下一些简单的帮助信息:
这些信息表明了此程序可以完成的4种功能,以下分别予以介绍:
1.读图像并计算消光系数,仪器零点和天气变化
dingbiao_dsimage-directoryfigur-format
如果只有两个参数。
那幺一个是图像所在目录,另一个是图像格式,程序将从读图像开始完成全部计算。
图像位置可以给绝对路径名或相对路径名。
常用的图像格式有以下三种:
*xw:
把图输出到X-图像窗口内;
*gif:
把输出图以gif格式存储到图形文件中。
本说明所用图像就是这样得到的;
*ps:
把输出图以 postscript格式存储到文件中。
此文件可用于打印和LaTex;
如果选择的是 "xw",需要用鼠标点击图像窗口来进行下一步计算并显示后边的图像我们把包括星等,大气质量等中间结果存在名为result.dat和stdxxxx.dat的文件中。
xxxx是观测日期儒略日的后4位数字。
文件中第一列是滤光片名称;第二列是观测世界时时刻;第三列是大气质量;第四列是归算到300秒曝光仪器星等与BATC星等的差值。
2.检验处理过程和结果
为了方便检验,在计算过程中,程序输出了各种图。
我们也可以利用中间结果result.dat来重新检查。
方法是用plot代替图像文件目录:
dingbiao_dsplot figure-format
在这种情况下,只有图像格式名可以改变。
计算过程中所显示的图共有五种:
首先是第一次拟合消光曲线的情况(figures/pf11127.gif)ﻫ
其次是仪器零点上反映天气的变化f(ut)ofYan(1999)(figures/rC91127.gif)
第三是消光项上反映的大气消光的变化(figures/rK91127.gif)
最后是每次迭代后对消光曲线的拟合(figures/nf91127.gif)
程序在显示图像的同时,在命令窗口中显示每次迭代的结果。
3,获得某时刻的消光和仪器零点
从以前计算的中间结果stdxxxx.dat(again,xxxxisJuliandate)中, 我们可以得到当天观测期间内任何时刻各滤光片的大气消光和仪器零点值:
dingbiao_ds filter-band Julian-date UT
需要输入三个参数。
它们分别是滤光片名称,儒略日和世界时。
还以JD1127的观测为例, 我们执行以下命令:
dingbiao_ds d1127 16.35
就可以得到d滤光片,在1127那天16.35世界时的大气消光和仪器零点如下:
4.获得定标后星等
当输入以下参数:
滤光片名,儒略日,观测时刻,大气质量,曝光时间和仪器星等。
我们就可以得到该星的大气外BATC星等。
dingbiao_dsFilter J.day U.T.AirMsExposurM_inst
再以JD1127为例。
当执行了如下命令后:
dingbiao_dsd1127 16.351.2060017.3
我们就可得到所输入参数情况下的BATC星等:
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