BATC測光系統(tǒng)的流量定標

主頁>>課題>>BATC測光系統(tǒng)的流量定標一.BATC星等標準星二．星等測光Photometry三.提取圖像頭中的信息四.消光曲線五．消光的變化六.對消光變化的擬合七.迭代(Iteration)八．程序的運行一.BATC星等標準星(standardstars)我們使用了Oke&Gunn(1983)的4顆流量標準星進行BATC的流量定標。它們分別是BD+17d4708,BD+26d2606,HD19445和HD84937。這些星的絕對流量取自Fukugitaetal.(1996)。Yanetal.(1999)論文中對BATC星等的定義和從光譜卷積得到BATC星等的方法做了較詳盡的介紹。通過BATC用這4顆流量標準星在測光夜的觀測數(shù)據(jù)，我們對他們的流量進行了相互交叉檢驗（ZHOU,etal.2000）。由此我們還對這4顆標準星的流量進行了修正。表1給出了這4顆流量標準星的BATC星等(ZHOUetal.1999)。NoFilterWavelengthHD19445HD84937BD+262606BD1747081a3371.59.2389.47710.81310.7032b3906.98.6538.80510.23110.0713c4193.58.4488.62910.0619.8294d4540.09.2938.5289.9409.6995e4925.08.1898.4309.8559.5956f5266.88.0738.3319.7319.4977g5789.97.9698.2589.6309.3908h6073.97.9358.2409.6149.3639i6655.97.8858.2129.5779.33010j7057.47.8528.1819.5319.29211k7546.37.8268.1699.5189.25612m8023.27.8008.1499.4889.23413n8484.37.7908.1539.4799.23614o9182.27.7848.1519.4639.21215p9738.57.8018.1729.4869.229

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top二．星等測光Photometry沿用我們以前的測光方法(Yan,1999)，用半徑為15像元的孔徑來進行孔徑測光。目前暫時使用Bertin的測光程序SourceExtractor來測量星等。測光參數(shù)的選取列在文件dingbiao.set中。文件bindbiao.param指定了輸出星表dingbiao.cat中所包含的內(nèi)容。注:所輸出的星表dingbiao.cat是一個臨時文件。在其被使用后將被刪除。在輸出星表中中心最亮的不飽和星將被認證是所要的標準星。為了使用方便,得到的這個儀器星等在與其BATC星等比較之前,我們把它歸算到300秒(5分鐘)曝光的儀器星等。

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top三.提取圖像頭中的信息從所處理圖像的圖像頭中,我們可以得到圖像的中心坐標(RA和DEC),觀測日期,觀測時刻和曝光時間。中心坐標和觀測時間可用來計算圖像的大氣質(zhì)量。曝光時間可用來歸算儀器星等到同一曝光時間。

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top四.消光曲線消光曲線是儀器星等相對于大氣質(zhì)量的變化曲線。將星等對大氣質(zhì)量圖進行線性擬合我們可以得到地球大氣的消光系數(shù)和測光系統(tǒng)的儀器零點。這里的星等是儀器星等和標準星BATC星等的差值M_inst-M_batc=KX+C這里X是大氣質(zhì)量,K是消光系數(shù),C是儀器零點。我們通過使用這個直線對觀測點進行中值擬合來得到消光系數(shù)和儀器零點。擬合程序中調(diào)用了程序庫中的有關(guān)程序。

"AprogramfromNumericalRecipe,medfit"

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top五．消光的變化按照以前的一貫假設,我們測光系統(tǒng)的儀器零點不會在幾小時內(nèi)有明顯的變化。觀測中看到的變化主要來自大氣消光的變化。因此,需要一個時間項來模擬地球大氣變化的影響。在以前的工作中。我們使用一個加在儀器零點上的時間項f(ut)來進行改正。這個時間項與濾光片波長和大氣質(zhì)量無關(guān)。它可以被視作所有變化因素的平均變化。如Yan(1999)論文所述,f(ut)可以很大程度上減小各種變化造成的影響,使許多測光夜的定標誤差達到BATC的測光要求。為了達到更好的效果,我們在目前的工作中，考慮了顏色和望遠鏡指向的因素，并把時間改正項加在消光系數(shù)上，而不是加在儀器零點上。我們使用兩種定消光變化的方式。一個是對每個濾光片的觀測數(shù)據(jù)單獨考察變化；另一個是對各種濾光片變化的平均得到消光的變化。取平均時,考慮了各顏色消光系數(shù)對變化的影響。

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六.對消光變化的擬合以前我們用一些首尾相連的直線來擬合變化,而現(xiàn)在我們用對數(shù)據(jù)點的平滑來得到消光的變化曲線。平滑時使用了正負2小時內(nèi)的所有觀測點。根據(jù)時間間隔的大小給與不同的權(quán)重。權(quán)重的大小按以下形式確定:1/(1.0+(T_fit-T_obs)^2)這里T_fit是所確定點的時刻,T_obs是各觀測點的時刻。

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七.迭代(Iteration)要對消光變化有準確的了解,需要首先很好地確定消光系數(shù)和儀器零點。而為了很好地確定消光系數(shù)和儀器零點,又需要知道消光的變化情況。因此,我們采取反復迭代的方式,來求消光系數(shù),儀器零點和天氣變化。幸運的是對于絕大多數(shù)的觀測夜,經(jīng)過4次以內(nèi)的迭代就可收斂。為了安全起見,我們不加判斷地采取了10次迭代。

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八．程序的運行我們發(fā)展了兩個類似的程序:dingbiao_ds和dingbiao_qs。它們分別用于分濾光片處理天氣變化和求天氣各濾光片的平均變化。這里,我們用dingbiao_ds來說明程序的使用方法。簡單執(zhí)行dingbiao_ds,而不加任何參數(shù),可以從窗口內(nèi)看到如下一些簡單的幫助信息:這些信息表明了此程序可以完成的4種功能,以下分別予以介紹:1.讀圖像并計算消光系數(shù),儀器零點和天氣變化dingbiao_dsimage-directoryfigur-format如果只有兩個參數(shù)。那幺一個是圖像所在目錄,另一個是圖像格式,程序?qū)淖x圖像開始完成全部計算。圖像位置可以給絕對路徑名或相對路徑名。常用的圖像格式有以下三種:

*xw:把圖輸出到X-圖像窗口內(nèi);

*gif:把輸出圖以gif格式存儲到圖形文件中。本說明所用圖像就是這樣得到的;

*ps:把輸出圖以postscript格式存儲到文件中。此文件可用于打印和LaTex;如果選擇的是"xw",需要用鼠標點擊圖像窗口來進行下一步計算并顯示后邊的圖像我們把包括星等,大氣質(zhì)量等中間結(jié)果存在名為result.dat和stdxxxx.dat的文件中。xxxx是觀測日期儒略日的后4位數(shù)字。

文件中第一列是濾光片名稱;第二列是觀測世界時時刻;第三列是大氣質(zhì)量;第四列是歸算到300秒曝光儀器星等與BATC星等的差值。2.檢驗處理過程和結(jié)果為了方便檢驗,在計算過程中,程序輸出了各種圖。我們也可以利用中間結(jié)果result.dat來重新檢查。方法是用plot代替圖像文件目錄:dingbiao_dsplotfigure-format在這種情況下,只有圖像格式名可以改變。計算過程中所顯示的圖共有五種:

首先是第一次擬合消光曲線的情況(figures/pf11127.gif)

其次是儀器零點上反映天氣的變化f(ut)ofYan(1999)(figures/rC91127.gif)

第三是消光項上反映的大氣消光的變化(figures/rK91127.gif)最后是每次迭代后對消光曲線的擬合(figures/nf91127.gif)

程序在顯示圖像的同時,在命令窗口中顯示每次迭代的結(jié)果。

3,獲得某時刻的消光和儀器零點從以前計算的中間結(jié)果stdxxxx.dat(again,xxxxisJuliandate)中,我們可以得到當天觀測期間內(nèi)任何時刻各濾光片的大氣消光和儀器零點值:dingbiao_dsfilter-bandJulian-dateUT需要輸入三個參數(shù)。它們分別是濾光片名稱,儒略日和世界時。還以JD1127的觀測為例,我們執(zhí)行以下命令:dingbiao_dsd112716.35就可以得到d濾光片,在1127那天16.35世界時的大氣消光和儀器零點如下:

4.獲得定標后星等當輸入以下參數(shù):濾光片名,儒略日,觀測時刻,大氣質(zhì)量,曝光時間和儀器星等。我們就可以得到該星的大氣外BATC星等。dingbiao_dsFilterJ.dayU.T.AirMsExposurM_inst再以JD1127為例。當執(zhí)行了如下命令后:dingbiao_dsd112716.351.2060017.3我們就可得到所輸入?yún)?shù)情況下的BATC星等:

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九.應用利用所編的新程序,我們檢查了所有的BATC數(shù)據(jù)光盤。檢驗確定所有可以用于BATC流量定標測光夜。我們分別用dingbiao_ds和dingbiao_qs對這些天進行了計算。得到了這些天消光系數(shù)和儀器零點的情況。對于所有這些測光夜中得到的待定標天區(qū)圖像，通過進一步的計算,我們給出了這些圖像的星等零點。也就是說,從這些圖像上直接得到的儀器星等加上這個星等零點,就是大氣外的BATC星等。這個工作可由另一個程序完成:applyimage-list-file輸入的參數(shù)為圖像名表。這里,我們還分別專門給出了TA03天區(qū)的計算結(jié)果。

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十.用TA03檢驗定標效果利用TA03天區(qū)的觀測資料，我們對定標結(jié)果進行了檢驗（詳見，數(shù)據(jù)處理PipelineIII部分）。工作內(nèi)容包括以下幾個步驟：

1,將TA03天區(qū)按顏色進行合并，得到15個顏色的15個合并圖像。 2,用BATC的pip2和PSF擬合的方法，對TA03天區(qū)的源進行測光。我們由此得到它們的星等值：M_pip2 3,對測光夜內(nèi)所觀測的所有TA03天區(qū)圖像進行孔徑測光。然后用孔徑測光的星等和生長曲線，得到一些孤立的不飽和亮源的全流量儀器星等，M_ap。 4,對每顆星，逐一比較它們從單圖和合并圖像上得到星等的星等差。求得兩圖之間星等差得平均值M_pip2-ap。 5,檢驗所有觀測夜得M_pip2-ap-Mag_zero。Mag_zero是定標得到得測光夜單圖的星等零點。對于同顏色的所有測光夜M_pip2-ap-Mag_zero應該等于同一常數(shù)。事實上M_pip2-ap-Mag_zero就是合并圖象的星等零點以下每個表反映一個濾光片的流量定標情況。MagnitudeCalibrationofTA03fieldonabandImage-nameM_zeroErrorGrowthNstarM_apErrorCali_err

p1051186TA03a098-1.2320.0140.081500.0000.000

Theerror(RMS)ofcalibrationis0.000TheCalibratedAperturePhotometryCatalog:TA03a.cat<15.0mag

MagnitudeCalibrationofTA03fieldonbbandImage-nameM_zeroErrorGrowthNstarM_apErrorCali_err

p0550455TA03b055-1.1990.0090.1291400.021-0.013

p0510382TA03b126-1.6840.0050.138690.026-0.015

p0550462TA03b071-1.2650.0100.1601060.025-0.016

p0520400TA03b123-1.7090.0030.1261280.0190.007

p1051199TA03b084-1.1350.0080.0191010.0470.038

Theerror(RMS)ofcalibrationis0.021TheCalibratedAperturePhotometryCatalog:TA03b.cat<15.0mag

MagnitudeCalibrationofTA03fieldoncbandImage-nameM_zeroErrorGrowthNstarM_apErrorCali_err

p1051199TA03c085-0.5630.0080.0542200.015-0.012

p1081214TA03c043-0.1730.0070.0602090.0170.014

p1101239TA03c055-0.3440.0070.0461180.010-0.002

Theerror(RMS)ofcalibrationis0.011TheCalibratedAperturePhotometryCatalog:TA03c.cat<15.0mag

MagnitudeCalibrationofTA03fieldondbandImage-nameM_zeroErrorGrowthNstarM_apErrorCali_err

p0520400TA03d124-0.5620.0040.1682450.0180.000

p0510382TA03d127-0.5310.0070.1662340.0160.004

p0550462TA03d070-0.5920.0080.2072410.0220.012

p1051199TA03d086-0.0080.0090.0542910.024-0.011

p1101237TA03d071-0.6410.0040.0511680.016-0.007

Theerror(RMS)ofcalibrationis0.008TheCalibratedAperturePhotometryCatalog:TA03d.cat<15.0mag

MagnitudeCalibrationofTA03fieldonebandImage-nameM_zeroErrorGrowthNstarM_apErrorCali_err

p0330072TA03e095-0.1220.0150.1323310.023-0.001

p1051186TA03e0970.2060.0080.0722910.0220.009

p0330092TA03e0470.0800.0080.1262760.027-0.005

p1101239TA03e054-0.8950.0110.0491370.017-0.006

Theerror(RMS)ofcalibrationis0.006TheCalibratedAperturePhotometryCatalog:TA03e.cat<15.0mag

MagnitudeCalibrationofTA03fieldonfbandImage-nameM_zeroErrorGrowthNstarM_apErrorCali_err

p0520400TA03f125-0.2470.0030.0943070.0140.003

p1081214TA03f046-1.1680.0050.0662030.0210.000

p0740797TA03f088-0.4110.0060.0492420.0240.005

p0510382TA03f125-0.2090.0050.0963010.0170.005

p0550462TA03f072-0.5510.0030.1123180.0180.003

p0700757TA03f089-0.4440.0060.1263030.022-0.001

p0330072TA03f0940.0610.0130.0783300.028-0.018

p0550455TA03f056-0.4030.0060.0913070.0190.002

p1101237TA03f050-0.9630.0050.0591510.0210.004

Theerror(RMS)ofcalibrationis0.007TheCalibratedAperturePhotometryCatalog:TA03f.cat<15.0mag

MagnitudeCalibrationofTA03fieldongbandImage-nameM_zeroErrorGrowthNstarM_apErrorCali_err

p0700757TA03g090-0.5860.0100.0603850.016-0.002

p1081214TA03g044-1.3700.0050.0672180.0160.009

p0550462TA03g073-1.0670.0010.0853270.015-0.001

p0510382TA03g124-0.4050.0060.0703680.020-0.006

p0570490TA03g059-0.6040.0060.0663940.012-0.006

p0520400TA03g126-0.9960.0040.0603870.018-0.007

p0550455TA03g057-0.5700.0080.0513790.0190.011

p1101237TA03g072-1.1560.0070.0522200.0190.011

Theerror(RMS)ofcalibrationis0.008TheCalibratedAperturePhotometryCatalog:TA03g.cat<15.0mag

MagnitudeCalibrationofTA03fieldonhbandImage-nameM_zeroErrorGrowthNstarM_apErrorCali_err

p0320049TA03h092-0.5910.0110.0584040.0200.011

p0550462TA03h074-1.0730.0040.0693700.0210.014

p0570490TA03h065-0.4190.0050.0954100.017-0.012

p0520400TA03h127-0.8070.0050.0504050.0160.007

p0550455TA03h058-0.3790.0070.0643960.013-0.004

p0700757TA03h091-0.3910.0050.0673910.019-0.011

p1101239TA03h053-1.1060.0100.0562530.020-0.011

Theerror(RMS)ofcalibrationis0.010TheCalibratedAperturePhotometryCatalog:TA03h.cat<15.0mag

MagnitudeCalibrationofTA03fieldonibandImage-nameM_zeroErrorGrowthNstarM_apErrorCali_err

p0700757TA03i0880.3440.0040.0454070.020-0.006

p1051186TA03i0990.3120.0070.0834170.035-0.031

p0550462TA03i075-0.3450.0020.0424360.025-0.002

p1051199TA03i0460.1750.0080.0334610.0230.017

p0570490TA03i0580.3280.0060.0404460.027-0.020

p0510382TA03i1230.5530.0050.0483870.0230.000

p0330092TA03i0451.1440.0090.0423620.021-0.001

p0520400TA03i122-0.0560.0020.0394340.0220.006

p0330072TA03i0930.4360.0050.0374110.0230.013

p0780850TA03i0320.5050.0120.0413650.0330.023

p1081214TA03i042-1.8310.0060.0391900.0270.006

Theerror(RMS)ofcalibrationis0.015TheCalibratedAperturePhotometryCatalog:TA03i.cat<15.0mag

MagnitudeCalibrationofTA03fieldonjbandImage-nameM_zeroErrorGrowthNstarM_apErrorCali_err

p0330072TA03j107-0.7830.0050.0454550.0200.007

p1081214TA03j045-1.8290.0080.0692650.022-0.009

p0550462TA03j076-1.5700.0050.0743280.0270.017

p0740797TA03j091-1.5390.0050.0473300.0310.007

p0570490TA03j066-0.8910.0060.0894500.024-0.004

p1321512TA03j085-0.7840.0030.0624480.019-0.001

p0330092TA03j046-0.0980.0050.0614460.039-0.034

p0520400TA03j121-1.3080.0070.0544560.0230.006

p0550455TA03j054-0.8470.0090.0534410.0320.023

p1101239TA03j052-1.7410.0120.0492710.022-0.015

Theerror(RMS)ofcalibrationis0.015TheCalibratedAperturePhotometryCatalog:TA03j.cat<15.0mag

MagnitudeCalibrationofTA03fieldonkbandImage-nameM_zeroErrorGrowthNstarM_apErrorCali_err

p0330072TA03k081-1.0400.0060.0424870.0200.008

p0570490TA03k036-1.1390.0040.0443700.0180.004

p0330092TA03k044-0.3570.0100.0484960.027-0.022

p1101237TA03k049-1.5440.0060.0272970.0280.019

Theerror(RMS)ofcalibrationis0.015TheCalibratedAperturePhotometryCatalog:TA03k.cat<15.0mag

MagnitudeCal