FLAG 干涉仪数据 Q&A

射电干涉仪的数据量很大, 有很多数据,可能会受到各种无法被挽回的影响, 例如: 当有射电干扰RFI的时候,

当望远镜还没有移动到源上就开始测量的时候, 当天空中有飞机恰好飞过视场的时候, 当有人脑袋短路不小心

踢掉一根电线的时候, 当接收机工作不正常的时候, 等等不一而举. 那么对这种有问题的数据,需要对其进行 FLAG

 

所以我们简单粗暴的定义:

FLAG —  就是把认为是明显有问题的数据标记成不可用的状态

 

 

抛砖引玉, 列举几个干涉仪数据处理中FLAG数据时常见的问题和回答, 希望大家多多补充.
有任何问题也欢迎在回复中提出来.

首先统一(澄清)几个小概念(翻译不一定准确,不同望远镜的叫法并不统一):
边带: spw~IF~subwindow~subband
相位校准准源: phase calibrator = gain calibrator ~ secondary calibrator
通带校准源: bandpass calibrator
流量校准源: flux calibrator
标记: FLAG — 就是把认为是明显有问题的数据标记成不可用的状态
实部: real
虚部: image
偏振: polarization ~ corr
通道: channel
科学目标源: Scientific target
射电干扰: Radio Frequency Interference (RFI)
自校准: Self-calibration

 

Q1. 是不是flag特别花时间?我现在只是看Amp vs Time, Amp vs Freq, 和 Amp vs UVdist是否足够?

A1: 大部分情况下 FLAG是最花时间的, 如果是JVLA的数据, FLAG大概花所有时间的70%以上. 不过也有偶尔的情况下并不需要flag很多, 如果设备工作非常正常,天气也很好的话, 可能只需要flag掉很少甚至不做flag都可能. 有的干涉阵把数据交给用户之前就进行了很自动化的高强度的flag, 后期需要flag的比较少. 但也有人还要把自动flag的数据重新打开再手动flag,避免过度flag 以致扔掉太多好数据的现象.

首先FLAG需要反复的做,每次只 flag 掉最明显的和主要分布有偏离的那些点, 之后做全套 calibration, 然后用calibrated data 来进一步 flag 掉最明显偏离的, 再做calibration. 如此循环往复多次,直到没有明显偏离.原则是, 最起码刚开始的时候, 尽量少flag. 仔细一些,能发现问题所在. 到了后来熟悉了, 有时候多flag一点影响不大也可以的.

需要plot的组合有很多,比较常看的几个:

Phase vs. Time
Phase vs. Freq
Phase vs. UVvdist
image vs. real
AMP vs. Time
AMP vs. Freq
AMP vs. UVdist

这些画图组合对所有类型的源都要看. 前4个只对calibrators看, 对目标源不需要过份关注.

Q2: 有时,不同的spw和correlation得到完全不一样的结果,可真的需要这么细吗?

A2: 简单的说,不能一颗老鼠屎坏掉一锅汤. 需要把数据细致的分成几种不同的类型然后对比, 不能简单地叠加起来. 除了分spw, corr, 还要分channel, antenna, time来看. 举例来说: 有时候 RFI仅在某些很短的时间段内在某几个天线的某个swp的某几个channel的某个偏振上有一些很强的干扰,如果全部平均的话, 则整段数据全受到影响了. 当然,对于有少数天线出问题的, 最好要搞清楚是整个天线整体的问题, 还是某个天线一段时间,一个spw, 一个偏振,一部分channel的问题.

如果要做的精细, 是最好走完全套. 当然如果你数据足够多, 也自然可以多flag一些. 不过最好不要直接flag掉一个天线, 也不要直接flag掉整个时间段, 这样损失的数据还是很可观的.

Q3: calibration阶段,只需要对 calibrator的做flag和calibration,而不用看scientific target的,对吗?等calibration完了,再来画scientific target的amp变化,以及amp vs time/freq/uvdist,再进行flag?

A3: 初级 calibration阶段 不用看target. 对 target 来说, 先应用从 calibrator 得到的各项 calibration, 然后仅对amp 做的少量flag即可进行invert.
如果要对target做self-calibration的话则还是要更多的考虑到flag的问题以及选取如何的信噪比来选取用来做self-calibration的clean component.

Q4: FLAG 是否取决于研究目标? 例如如果研究time variation,肯定要分scan,分spw等慢慢画amp看. 但如果做extended emission 的话, 是不是需要这么细的来做flag?

A4: FLAG大部分都不取决研究目标. 偏振观测除外, 因为大部分观测只需要得到II 即可, 也即只需要flag RR 和LL, 而不需要对RL, LR 做flag.
无论什么样的科学, FLAG的仔细程度是一致的. 整体来说, flag和校准需要非常的细致, 很多小问题都可能有严重后果. 特别是相位的小错误可以导致最后图像中相当大的错误. 在 gain calibrator 中看到的 phase vs. time amp vs. time 随时间的变化, 主要是由俯仰变化, 天气变化和仪器漂移导致的, 这些都需要被校准. 而这些变化和变源的 time variation 本质上也是不一样的.

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