ASTRA2 FAQ und HOWTO

Switch JANSKY->ASTRA2:

• Auf der Jansky zunächst den MOK beenden. "stop wetterstation" sagen.
• Am Teleskop-PC den Umschalter auf ASTRA stellen.
• ASTRA2 starten, falls es nicht bereits läft.
• starttel ist nur nötig, falls vorher stoptel gesagt wurde oder die Atomuhr nicht auf GPS synchronisiert wurde. Probleme im Regelbetrieb des Teleskop-PCs stellen sich mit den Meldungen "timdif = -1" oder "data_false" dar.
• Die Programme dome, subref, incl und swatch starten.
• Mit astra_select -p 0 das Pointingmodell auf den Array-Empfänger-Port umstellen.
• S/R-Takt am Swatch-PC prüfen(Spektrometer 0 und 1000ms für Kontinuum-Messungen und Spektrometer 5 für astronomische Beobachtungen). Gegebenenfalls mit astra_select -t 5 oder astra_select -t 0 -l 1000 stellen.
• Sind die Wetterdaten vom ASTRA2 noch aktuell?
• Filter an Inkinometer 1L auf off(kann auch entfallen).
• rx3, pll -t, beamrot -t und cobac_daemon auf arrayrx-System starten.
• aosobs auf arrayaos-Rechner starten.
• FERTIG

Switch ASTRA2->JANSKY:

• Jede Verbindung zu den DOS-PCs stoppen. Dazu dome, subref und swatch beenden(kann mit CTRL-C oder dem Script status.tcl geschehen).
• Schalter auf Jansky stellen.
• "wetter" auf Jansky eingeben(als User DRIVEPROGRAM).
• MOK starten und auf eventuelle Fehlermeldungen achten.
• FERTIG

Pointingcheck an der Sonne oder am (Voll)mond:

• Dämpfungen der Kanäle am Empfänger reduzieren
• cobac_daemon muss laufen
• astra_select -p 0 -t 0 -l 1000
• Bei Check kann die Derotation aktiviert bleiben. Für ein neues Modell jedoch muß rot_correct[0] in KOSMA_astra_port.in auf 0 stehen.
• radiopoint.pl starten und warten, bis Auswertefenster nach ersten Scan erscheint. Daten und Fit überprüfen. Fenster schließen und zweiten Scan abwarten.
• Endergebnis prüfen. Die Offsets beziehen sich auf den von ASTRA2 getrackten Punkt. Wird (etwa) auf Pixel 0 zentriert, dann sollten hier Werte um (0,0) zu finden sein.
• Das Pointing kann (für alle Empfänger) mit astra_select -a offset -e offset verändert werden (nicht einfach nur eintragen, sondern zum vorherigen Wert dazuaddieren). Soll der Offset nur für einen Empfänger korrigiert werden, ist der Offset in KOSMA_astra_port.in unter rot_dazm[i] und rot_delv[i] einzutragen, wobei i die Nummer des Empfängers ist.
• ggf. Scan nochmal wiederholen und Ergebnis prüfen.
• FERTIG
• Das Perl-Script radiopoint.pl kennt der Reihe nach die Optionen:
  radiopoint.pl [Rotatorwinkel in Grad] [Scandauer in sec] [Quellname:@SUN oder @MOON]
  Default ist radiopoint.pl 0 300 @SUN

Pointingcheck an einem Planeten:

• Wie bei der Sonne. Anstelle von radiopoint.pl hier radiopoint_planet.pl starten.
• Die Wobbler-Amplitude wird nicht korrigiert, d.h. die Positionen liegen in Azimut beispielsweise um -180' daneben.
• Defaultoptionen sind:
  radiopoint_planet.pl 0 100 @JUPITER

Determine the rotator axis of SMART on the sun:

2. Wie führt man mit ASTRA2 eine Starpoint-Session durch? Was muß dabei beachtet werden?

Die systematischen Abweichungen werden an bekannten Sternpositionen bestimmt und die Abweichung zur Sollposition in Azimut und Elevation protokolliert. Dies geschieht mit Hilfe des Zusatzprogramms starpoint, daß auf allem Maschinen mit gemounteten NFS funktioniert.

Usage: starpoint [OPTIONS]
Starpoint session program
Options:
        -h, --help           this text
        -i, --input          File from where star catalog is read.
                             Default is fk5.dat
        -d, --distance d     Minimal distance in degree. Default is 5.00
        -f, --factor f       Exposure time factor. Default is 1.00
        -t, --test           Test-Mode. No CCD images will be made.
        -n, --nearest-star   Search for the nearest star from the
                             current position.
        -a, --azimuth a      Search at this azimuth for nearest star
        -e, --elevation e    Search at this elevation for nearest star
        -m, --magnitude m    Minimum magnitude of stars. Default is 3.0
        -s, --scale          Takes some images of a star(includes -n) to find
                             the aspect ratio and the rotation angle of the
                             CCD.
        -w, --wait sec       Wait sec seconds before exposing image. Default is 10.0.

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Während einer Sesstion sollte unbedingt beachtet werden, daß das(oder die) Inklinometer ausgelesen wird (Programm incl) und daß die Kuppel mitfährt(Programm dome). Vor Beginn der Session ist es sinnvoll erst auf den ersten Stern zu tracken(mit CTRL-C unterbrechen) und die Position des Sterns auf der Aufnahme an die Position 100,100 zu bringen, indem die Pointing-Offsets verändert werden. Dies hat den Vorteil, daß alle Sterne innerhalb des Bildes liegen sollten und nach der erfolgreichen Session werden alle sowieso auf diese Position nachgeführt.

Die Pointing-Offsets können in der Datei KOSMA_astra_port.in in Bogensekunden ver&andert werden. Dies ist auf jeden Fall nach einer erfolgreichen und übernommenen Session zu tun(am einfachsten mit astra_select), da das neue Modell die Offsets 0,0 erwartet.

Gestartet wird ASTRA2 einfach mit dem Befehl astra. Dies geschieht am einfachsten mit einem VNC-Viewer. Sobald der ASTRA-PC hochgefahren wurde, läßt sich der VNC-Server des Users observer mit astra.unibe.ch:2 ansprechen.

Nach Programmstart startet ASTRA2 mit einem Status-GUI(in tcl/tk). Nun kommt es darauf an, in welchem Modus sich der Teleskop-PC befindet. Im Regelmodus wird direkt auf die Defaultposition(im Moment ist dies Polaris) gefahren, welche bei KOSMA immer um die 0 Grad Azimut und 46 Grad Elevation steht. Falls die Koordinaten aus der letzten Messung übernommen werden sollen, kann ASTRA2 mit der Option "--input" gestartet werden. Alle andere Variablen (z.B. Pointingkonstanten) werden per FILE-IO eingelesen, was mit der Option "--default" übergangen werden kann.

Falls das Teleskop-PC Programm tcp noch im Stand-By-Modus läuft, muß starttel ausgeführt werden. Dies geschieht entweder über die Console(Programm cmd), mit dem eigenständigen Programm starttel oder über den Button "Starttel". Da während der starttel-Prozedur zuerst die Zeitsynchronisierung stattfindet, sollte zuerst mit /usr/sbin/ntpq -p gecheckt werden, daß die Offsets des ASTRA-PCs zu den anderen NTP-Servern(besonders zum HOPF-Server) nicht mehr als 100ms betragen, da der Teleskop-PC in einem sehr engen Zeitfenster auf die nächsten Koordinaten wartet(Probleme erkennt man auf dem Teleskop-PC-Monitor an den Meldungen "data false" oder "timedif = -1" und auf dem Astra-GUI oben rechts). Nach der Synchronisierung werden die Nullmarken gesucht. Da diese Prozedur nur in CCW(counter clockwise) erfolgt, sollte das Teleskop vorher per Hand sowohl in Azimut als auch in Elevation CW bewegt werden. Nach Ablauf dieser Startprozedur wird der Regelmodus aktivert und das Teleskop fährt auf die eingestellen Koordinaten.

Teleskopsteuerung, Kuppel, CCD, Inklinometer, Tertiär- und Load-Spiegel, Temperatursensoren, Subreflektor, Wetterstation, Continuumbackend, AOS-Spektrometer, Empfänger, Rotator.

Viele dieser Systeme werden auf DOS-PCs über DECNET angesprochen und sind aus Sicherheitsgründen nur im Meßnetz erreichbar. Der ASTRA-PC bietet eine Schnittstelle über NFS und FILE-IO ins Beobachternetz. Ein Benutzer kann auf allen per NFS angeschlossenen Servern auf die Systeme zugreifen. Zu jedem Subsystem muß deshalb ein Pendant auf Linuxseite laufen, der Befehle und Statusinformationen auf FILE-IO ummappt. Der Vorteil liegt klar im Gewinn an Transparenz für High-Level-Programme, die sich nicht um die Zuordnung von Aufgaben zu einem PC zu kümmern brauchen(im alten VAX-Fahrprogramm wurden die Aufgaben von einem monolithischen Hauptprogramm wahrgenommen). Im neuen modularen Konzept arbeitet jedes Programm unabhängig und bereitet Daten und Messwerte soweit wie möglich auf, damit sich die High-Level-Weiterverarbeitung vereinfacht.

Insofern können sie als Teil des Fahrprogramm-Systems betrachtet werden, auch wenn das eigentliche High-Level-Userinterface des Fahrprogramms noch nicht existiert. Durch diesen Bottom-Up Ansatz wird eine Flexibilität erreicht, sodaß die Umgebung KOSMA leicht durch eine Umgebung SOFIA oder APEX ersetzt werden kann. Das entgültige Fahrprogramm wird dem Benutzer die Bedienung vereinfachen und die Interaktion mit den einzelnen Subsystemen vermeiden. In der Übergangsphase muss der Benutzer die Programme selbst starten, konfigurieren und beenden.

incl	Das Programm incl öffnet eine TCP-Verbindung zum Teleskop-Support-PC und fordert jede Sekunde von den 3 Inklinometern (linker und rechter Nasmyth-Port und das Wall-Mounted, kurz 1L, 2R, 3W) die Neigungswerte in Bogensekunden an(die Temeraturkorrektur geschieht auf dem Support-PC). incl addiert die symmetrisch platzierten Inklinometerdaten, um Beschleunigungsspikes zu reduzieren und mittelt über die letzten 5 Sekunden. Da die Filter(Schalter an den Elektonik-Boxen) abgeschaltet sind, beruhigen sich die Messwerte sehr schnell auf den Endwert(die Spezifikationen der Inklinometer geben ein Einschwingverhalten unter einer Sekunde an). Für ASTRA2 interessant ist schließlich nur ein x,y-Messwertpaar, ganz egal, ob die Werte von einem realen oder virtuellem Inklinometer stammen. Nach 2 Sekunden erhält der Teleskop-PC und die Servoeinheiten die korrigierten Winkelpositionen. Auf der tcp-Statusanzeige ist dies an einem kleinen Sprung der Ist-Position zu sehen, der sich nach etwa einer weiteren Sekunde eingeregelt hat. Ein Beobachtungsprogramm sollte deshalb nach erreichen der Position etwa 5 Sekunden Wartezeit einkalkulieren. Auch wenn die ständige Aktualisierung etwas übertrieben erscheint, kann diese Methode das Driften während der Messung erkennen(der Tilt wurde bisher nur einmal zu Beginn bei einer Load gemessen). Vorsicht ist bei jeder Veränderung an den Inklinometern und dem Postprozessing geboten(z.B. bei einem Defekt an einem Sensor), da das Pointing-Modell auf das jeweilige Verhalten abgestimmt ist. Zur Zeit werden die Inklinometerwerte noch auf dem Support-PC um einen Temperaturfaktor korrigiert. Die Korrekturen sind jedoch so gering, daß in einem Temperaturbereich von -20 bis 20 Grad Celsius gerade mal 2 Bogensekunden Abweichung auftreten. Weiterhin wird das Vorzeichen der beiden realen Inklinometer angeglichen, sodaß beide leicht gemittelt werden können und ein Gerätebedingter Faktor auf Inklinometer 2R multipliziert. Derzeitiger Stand ist, daß nur das linke Inklinometer verwendet wird (die Default-Option ist -s l).
dome	dome ist relativ unkompliziert, da es nur noch die Kuppel- und die Spiegelsteuerung steuert. Dazu muß das Dome-PC Programm mit eingeschalteten Hauptschutz laufen. Die Kuppel dreht sich auf die neue Position, sobald ASTRA2 eine Quelle anfährt(erkennbar am neuen Cookie). Falls die Kuppel erst nachträglich auf die Position gedreht werden soll, etwa weil der Dome-PC nicht online war, dann hilft die Option --input.
swatch	swatch ist im Augenblick nur dazu da die aktuelle Wetterdaten zu liefern. Zwar kann noch das Data-Ready-Signal geliefert werden, doch ist dies im Augenblick ohne Bedeutung für die neuen Systeme. swatch steuert auch das Setzen des S/R-Taktes.
ccd	ccd ist die Schnittstelle zwischen Garp-PC(Lynx-CCD-Kamera) und FILE-IO. Für Sternpointing muß dieses Programm nach dem Programm point auf dem Garp-PC gestartet werden.
temp	temp empfängt von der Temperatur-Messbox Messwerte u.a. von der Hot-Load und schreibt sie per FILE-IO aufs NFS. temp wird auf dem Teleskop-Support-PC gestartet, der die Daten über die serielle Schnittstelle einließt. Noch nicht installiert.
cobac	cobac dient auf dem Teleskop-Support-PC oder dem Array-Empfänger-PC als Frontend für ein DAQ-Programm(array_cobac), daß bei jedem neuen Scan im Continuum-Modus(etwa per linescan ) genau zu Scanbeginn bis Scanende akiv wird und das Messprotokoll speichert. Ist nur für den DualBeam-Empfänger.
status.tcl	Dieses Script hat sich als äußerst hilfreich erwiesen, da es nicht nur anzeigt welche Prozesse zur Zeit laufen, um den Überblick nicht zu verlieren, sondern es kann auch den laufenden Prozess per Knopfdruck stoppen und erneut starten. Dieses Script ist dann hilfreich, wenn man mal den Überblick über die zur Zeit laufenden Programme verloren hat, denn es zeigt an welche Daemons gerade aktiv sind, sodaß ein fehlendes Tools noch gestartet werden kann.
radiopoint.pl	Dieses Perl-Script fährt einen Kreuzscan über die Sonne und gibt die Positionsoffsets des Array zurück. Erstes Argument ist der Rotatorwinkel in Grad, das zweite Argument die Scandauer. Das dritte Argument bestimmt den Quellnamen(@SUN oder @MOON). Ohne Argument wird 2 mal 5 Minuten über die Sonne gefahren. Jeweils nach einem Scans zeigt das Script in xmgrace die gemessenen und die gefitteten Daten an. Nach schließen von xmgrace fährt das Script fort. Das Resultat wird am Ende zusammengestellt und zeigt, wie die Offsets der Pixel relativ zum getrackten Punkt am Himmel stehen.
radiopoint_planet.pl	Leicht modifiziertes radiopoint.pl, um über Planeten zu scannen. Man beachte, daß dieses Script die Wobbleramplitude von 180' als festen Offset eincodiert hat.
astra_select	Dieses Programm kann einige Parameter für den Messbetrieb setzen, falls sich das Fahrprogramm nicht darum kümmert. Der Empfängerport muss gesetzt werden, um das richtige Pointingmodell für den jeweiligen Port zu aktivieren(speziell die Derotation des Beam-Rotators). Weiterhin kann ein Takt an die Taktselekt-Box gesendet werden, der z.B. bei Kontinuum-Messungen auf 1000ms und Kanal 0 stehen muss. Für astronomische Beobachtungen muss andererseits der Spektrometerkanal 5 aktiv sein, damit der Subreflektor korrekt auf der S- und R-Phase positioniert wird.
subref	subref übernimmt zwei Aufgaben bei der Subreflektorsteuerung. Zum einen kann es über das File KOSMA_sub.in die Hexpod-Parameter neu setzen und zum anderen kann mit KOSMA_chop.in der Wobbler auf eine Frequenz und eine Amplitude(in Zählereinheiten) eingestellt werden. Amplitude 0 stoppt den Wobbler. Bei negativen Frequenzen wird auf einen externen Takt synchronisiert.
cmd	cmd dient als DEBUG-Command-Shell für ASTRA2. Jede Zeile wird über eine DECNET-Verbindung an die Msg-Broker-Queue gesendet. Ein einfacher Interpreter in ASTRA2 startet bei jedem bekannten Schlüsselwort eine Aktion(Befehl ausführen, Variable lesen/schreiben). Variablen werden mit der Syntax "name !" gelesen und mit "name argument" gesetzt, jedoch aktualisiert erst ein Update den neuen Wert für ASTRA2. "name ?" liefert eine kurze Beschreibung. cmd ist auch begrenzt scriptfähig, da es mit der Option "-c command" auch nicht-interaktiv gestartet werden kann(da dieses Interface jedoch nur als Debug-Schnittstelle eingesetzt werden darf, ist hiervon abzuraten).

Die wichtigsten Commandos innerhalb von ASTRA2sind:

7. Wie funktioniert das Pointing-Modell beim Array-Empfänger? Wie wird es bestimmt?

Durch langsames überfahren der Quelle läßt sich das Signal einer Start- und End-Zeit zuordnen und daraus der Offset zum getrackten Punkt ableiten. Der scharfe Sonnenrand(dessen Position auf dem gefahrenen Weg genau bekannt ist) wird dann ein mit dem Beam gefaltetes Profil aufweisen, an dem der Offset abgelesen werden kann. Bei Punktquellen(hauptsächlich Jupiter) könnte der Scan an der Quelle vorbeilaufen und wäre so nicht zu finden. Deshalb wird mit dem Array als erster Schritt ein "Kammscan" mit der Breitseite des Arrays gefahren, um die Quelle zu finden. Der Kammscan wird bei KOSMA mit horizontal gestellen Array in Elevation gefahren. Durch den Tertiärspiegel dreht sich jedoch das Arrray um den Elevationswinkel, sodaß der Rotator die Elevationsdrehung immer nachkorrigieren muss. Andererseits hat dies den Vorteil, daß der Wobbler, der ja nur in Azimut bewegt werden kann, weiter parallel zum Array schwingen kann.

Ist im gesuchten Streifen kein Pixel über die Quelle gefahren wird alternierend mit halber Beambreite als Offset weitergesucht. Sobald ein Pixel die Quelle gesehen hat, kann aus der Zeit der Offset bestimmt werden und eine Pointing-Korrektur in Elevation gemacht werden. Nach der Korrektur wird das Array(immer noch horizontal orientiert) in Azimut über die Quelle bewegt(Zeilenscan) und findet nun - höchstwahrscheinlich - für jeden Pixel eine jeweils etwas mehr verzögerte Signalkurve. Damit sind nun die Offsets aller Pixel einer Zeile des Arrays zum getrackten Punkt bekannt, der nun sinnvollerweise zunächst in das Symmetriezentrum des Arrays verschoben wird(die Abstände der Pixel werden später für die Rücktransformation in das Katalog-Koordinatensystem benötigt).

Mit dieser Vorbereitung kann nun die eigentliche Pointing-Mess-Prozedur beginnen, die aus der Bestimmung des Beam-Rotator- und Elevationsachsen-Drehzentrum besteht.

Weil das Drehzentrum des Rotators noch unbekannt ist (wird bei der Justierung grob eingestellt), wiederholt man die Prozedur aus Kamm- und Zeilenscans in 90 Grad Schritten des Rotatordrehwinkels und fittet alle Punkte für jeden Pixel an eine Kreisfunktion. Alle Kreiszentren müssen hierbei in einen Punkt zusammenfallen, welcher als Drehzentrum definiert wird.

Da sich der Empfänger in einem der beiden Nasmyth-Ports befindet, führt der Tertiärspiegel eine elevationsabhängige Drehung aus, deren Drehzentrum ebenfalls noch unbekannt ist. Um sich die Wiederholung des eben beschriebene Vorgangs bei verschiedenen Elevationen zu sparen, genügt es dazu einzelne Kreuzscans zu fahren und dann auf das Rotatorzentrum zurückzurechnen, dessen Offset ja bekannt ist. Als Resultat wird sich das Rotatordrehzentrum um die Elevationsachse drehen, falls die Optik nicht exakt genug justiert wurde(wovon ich auch ausgehe). Die Positionen der beiden Drehzentren sind nun bekannt, denn beide definieren feste Achsen bezüglich der Teleskopstruktur. Das Pointing-Modell vollzieht die Drehung des getrackten Punktes in umgekehrter Reihenfolge nach, d.h. die Elevationsdrehung wird zuerst zurückrotiert und dann um den Rotatordrehwinkel transformiert(der ja gleich dem Elevationswinkel sein sollte), aber diesmal um das Rotatordrehzentrum. In der Summe der beiden Drehungen bleibt dann das Array stabil(zumindest bezogen auf den Horizont), aber die Position verschiebt sich auf einer Ellipse. Im folgenden Bild ist die Verschiebung eines Rechteckarrays in Abhängigkeit von einer Hin- und Rückrotation um einen Winkel von 0 bis 360 Gerad um zwei Achsen zu sehen(ohne Simulation der Mirrorflips).

ASTRA2 hat mit dieser Berechnung den Himmel auf das Array fixiert und kann auf einen beliebigen (fixen) Punkt bzw. Pixel in der Fokalebene tracken. Andere Punkte drehen sich um diesen ausgezeichneten Punkt, falls sich der Rotator dreht.

Dies geschieht natürlich dann, wenn der Rotator neben der Elevationsdrehung des Tertiärspiegels, in das Ausgangskoordinatensystem(zum Beispiel B1950) dreht oder einen darauf bezogene Drehwinkel nach Beobachterwunsch berücksichtigt.

Schließlich sorgt noch ein Pointingmodell dafür, daß der Rotator immer horizontal zum Horizont ausgerichtet ist (nichtlinearitäten im Rotatorwinkel können vernachläßigt werden, da praktisch nicht vorhanden). Die Korrektur geschieht per Summe aus Offset-Konstante, die die Neigungswinkel des Hotelturms enthält und dem Winkel, den ein parallel zur Elevationsachse ausgerichtetes (y-Achse) Inklinometers liefert(die tägliche Turmneigung schwankt etwa mit der Größenordnung von 100 Bogensekunden). Was vielleicht nicht ganz so offensichtlich erscheint, ist daß auch die x-Achse der Inklinometer(also in Beobachtungsrichtung) einen Beitrag liefert, denn der Empfäger ist fest am die Teleskopstruktur montiert und macht damit die Neigung des Sockels mit. Nochmal kurz:Die erste Drehung geschieht zwischen Hauptspiegel und Himmel, die zweite Drehung zwischen Rotator und Tertiärspiegel.

Usage: linescan [OPTIONS]
Linescan program
Options:
        -h, --help            this text
        -i, --input
        -s, --source=name     Name of pointing source. Default is @SUN.
                              Without name the current position is used.
        -d, --duration time   Duration of a scan in seconds. Default is 80.
        -t, --test            Test-Mode. Unused
        -n, --notrue          Disable True Angles
        -e, --edge            Activate Edge-Mode. Only scan around the edge.
        -o, --offset arcsec   Offset to start before. Default is 60.
        -a, --angle angle     Scan with this angle over the source.
                              Default is 0 degree(CCW, 0 degree is left side).
                              The scan direction is to the center of the source.
        -r, --rot-angle angle Set the rotator. If same as -a option the array
                              will be orthogonal to the scan direction.
                              Default is 0 degree.
 
           --start-offazm offset The four options let ASTRA2 directly scan
           --start-offelv offset from the start to the endpoint no matter if
           --end-offazm offset   the source center is crossed. By default this
           --end-offelv offset   mode is not active.
 
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Der Funktionsumfang von linescan beschränkt sich darauf, daß die Quelle(Option -s erlaubt @SUN, @MOON und alle Planetennamen) angefahren wird und sofort danach von einer Offset-Position aus das Zentrum der Quelle überfahren wird(fehlt der Name, so nutzt linescan die aktuelle Position auf die ASTRA2 trackt. Das Programm endet mit dem Schreiben einer Positionstabelle, die benötigt wird, damit der Backend zusammen mit dem Continuum-Signal die Offsetposition der Quelle am Himmel berechnen kann. Der Filename ist für jeden Scan eindeutig und wird dem Backend mitgeteilt.

Für diese Aufgabe reicht es, daß ASTRA2 ein genügend großen Suchweg abfährt. linescan kennt hierfür die Option -o die als Argument einen Winkel in Bogensekunden erwartet, den ASTRA2 vor der Quelle starten soll und den es(aus Symmetriegründen) nach der Quelle enden soll.

Ist die Quelle ausgedehnt, wie die Sonne oder der Mond, so ist hierfür dementsprechend ein Offset von mindestens 16*60 Bogensekunden nötig, um den Rand auf beiden Seiten zu überqueren. Linescan kenn die Radien und addiert diese automatisch auf den Offset-Winkel, weshalb automatisch ein Bereich in der Größe des Durchmessers überfahren wird.

Ist man nur am Rand selbst interessiert, so bietet linescan die Option -e an, die direkt auf einen Randpunkt trackt(da es den ja aktuellen Durchmesser kennt). Der Rand wird senkrecht überfahren, immer in Richtung Zentrum. Dieser Modus funktioniert natürlich nur, wenn eine Pointingquelle mir Rand mit -s spezifiziert wurde.

Für einen Kreuzscan müssen zwei orthogonale Scans(hier) in Azimut und Elevation gefahren werden. Die Option hierfür lautet -a und das Argument gibt den Winkel im Horizont-System an, mit dem der Scan fahren soll. 0 Grad steht für eine Position links(also negativen Azimutoffset) der Quelle und 90 Grad für eine Position unterhalb der Quelle(d.h. negativen Elevationsoffset). Die Scanrichtung geht dabei immer in Richtung Zentrum.

Die Scandauer kann per Option -d verändert werden. Gemessen wird vom Start- zum Endpunkt auf der gegenüberliegenden Seite der Quelle. Hier angegebene Werte müssen sinnvoll sein, da keine Prüfung stattfindet. Praktikable Werte sollten mit dem Backend durch probieren gesucht werden, wobei die Beamgröße, der abgefahrene Weg, die Wobblerfrequenz und die Integrationszeit des Backends eine Rolle spielen.

Für den Fall, daß der Beobachter selbst einen Weg über die Quelle definieren möchte, so kann er mit den Optionen --start-offazm, --start-offelv, --stop-offazm und --stop-offelv einen Start- und einen Zielpunkt vorgeben(die Optionen -e, -o und -a werden in diesem Modus nicht verwendet). Eine interessante Anwendung dieses Modus wurde im Script map.pl realisiert, welches eine Kontinuum-Karte von der Sonne erstellen kann.

10. Wann benötigt man die Fit-Programme rotfit, edgefit und starpointfit?

rotfit erwartet als Parameter eine Datei, die gemessen Werte enthalten. Hier als Beispiel ein mit radiopoint.pl gemessenen Sonnenscan:

0 0 0  30.412488 0 -30.413625     -166.9       46.1
0 0 0  30.412488 1 -30.413625      -61.4       48.3
0 0 0  30.412488 2 -30.413625       53.8       49.6
0 0 0  30.412488 3 -30.413625      164.7       52.6
0 0 0  30.938115 0 -120.939300      -47.6     -156.1
0 0 0  30.938115 1 -120.939300      -45.3      -42.0
0 0 0  30.938115 2 -120.939300      -50.9       73.1
0 0 0  30.938115 3 -120.939300      -53.9      183.9
0 0 0  31.338040 0 148.661510      169.7      -39.3
0 0 0  31.338040 1 148.661510       62.5      -37.9
0 0 0  31.338040 2 148.661510      -56.4      -36.4
0 0 0  31.338040 3 148.661510     -171.3      -41.8 

Hierraus macht rotfit zweierlei. Erstens bestimmt es durch Fit die Position des Rotatorzentrums und relativ dazu die Positionen der einzelnen Pixel(bei horizontaler Orientierung):

Minimum p[1] : -1.85293  ! Position des Rotatorzentrums
Minimum p[2] : 7.9907    ! 
Minimum p[3] : -166.896  ! Position Pixel 0
Minimum p[4] : 43.7184   ! 
Minimum p[5] : -57.9629  ! Position Pixel 1
Minimum p[6] : 43.2166   ! 
Minimum p[7] : 58.4372   ! Position Pixel 2
Minimum p[8] : 45.0147   ! 
Minimum p[9] : 170.637   ! Position Pixel 3
Minimum p[10] : 48.8129  ! 

Usage: edgefit [OPTIONS]
Edgefit program
Options:
	-h, --help            this text
	-t, --time t          Timestamp of the scan
	-c, --channel c       Specify a channel. Default is 0.
	-w, --wobble          Wobble-Mode. Default is no.
	-d, --diff            Derivate before fitting. Default is no.
	-p, --positions f     Makes a list of positions and intensity
	-f, --fit f           Makes a list of fitted positions and intensity
	-s, --sign            Flip sign. Search for the equal signed extremata.
	-o, --smooth          Smooth data first. Multiple calls are possible.
	-g, --gauss           Just fit a simple gauss function.
	-v, --verbose         Be verbose.

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Der Output des Programms ist normalerweise nur eine Result-Zeile, die den gefundenen Azimut- und Elevation-Offset zurückgibt. Mit "-v" wird das Programm allerdings viel gesprächiger:

Cobac-Samples:153 Scan-Samples:300
Before  p[1] : 10.230401
Before  p[2] : 0.000000
Before  p[3] : 1004007160.323252
Before  p[4] : 1004007357.590672
Before  p[5] : 434.095630
Before  p[6] : 1.953522
Before  p[7] : 0.000000
chisq(Start)=3650860.841338
chisq(Stop)= 142846.417150
Interations:10
Minimum p[1] : 7.962088            ! Baseline 0. Ordnung
Minimum p[2] : 0.000000            ! 1. Ordnung
Minimum p[3] : 1004007160.068909   ! Zeitmarke 1. Extrema
Minimum p[4] : 1004007353.991569   ! 2. gefundenes Extrema
Minimum p[5] : 373.263263          ! Hoehe beider Extrema
Minimum p[6] : 7.977808            ! Breite beider Extrema
Minimum p[7] : 9.600993            ! Breite des "Plateaus"
Azimut-Offset 1    : -659.310913
Elevations-Offset 1: 0.000000
Azimut-Offset 2    : 1279.915689
Elevations-Offset 2: 0.000000
Azimut-Mitte       : 310.302388 (969.613301 Breite)
Elevations-Mitte   : 0.000000 (0.000000 Breite)
Azimut-FWHM        : 159.556165
Elevations-FWHM    : 0.000000
Azimut-Fehler      : 6.179688
Elevations-Fehler  : nan

Nun gibt es u.a. die Positionen von beiden Rändern aus, sowie deren Abstand(als Radius). Bei der Sonne ist dies immer ein guter Check(960 Bogensekunden = 16 Bogenminuten = Radius der Sonne). Weiterhin wird das FWHM des Randes angegeben, was bei reinen Gaussfits gleich der Beamgröße ist. Der Fehler ist eine Richtgröße, die hilft die Genauigkeit des Ergebnisses abzuschätzen. Wenn das Ergebnis plausibel ist, dann ist der pro Takt überstrichene Weg mit dem Fehler korreliert.

linescan und edgefit wurden in die Perl-Scripte radiopoint.pl und radiopoint_planet.pl eingebunden, um die Handhabung zu vereinfachen. Diese Scripte fahren automatisch ein Kreuz in Elevation und Azimut über eine Quelle, fitten die Daten und geben das Ergebnis in einem rotfit-kompatiblen Format aus(siehe oben). Zusätzlich stellt es die Messdaten und die Fits graphisch dar: