#author("2019-09-12T10:47:21+00:00","default:nhao","nhao")
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NIC Observers' Manual
#contents
Throughout this document, observers are assumed to log in to the host 'obs1' at the control room.
* The simplest case (for impatience) [#h17a4174]
+ Point the telescope towards the target.
+ Log in to 160.128.0.40 (nicpc) via ssh with the username=nicop
obs1% ssh -X nicop@nicpc
+ Launch DS9 to view the images.
nicpc% ds9 &
+ Run the observing command.
For the case w/o dithering, Mode 3, 5-sec exposure:
nicpc% Lo 3 5
- The images are stored into the directory assigned to the observing date (e.g., /data/190912/).
* Imaging observations (w/o polarimetry) [#h26108c8]
** Getting the status of NIC [#v8b1c816]
- The powers of NIC control PC, VME rack, analogue circuit are always ON, unless turned off in special occasions such as maintainance. If the powers are off, turn them all ON.
- The power of the motor-drive circuit is usually ON as well. Connect the power cable if the power is off.
- The power of the vacuum monitor can be turned OFF.
** Start the Nayuta Telescope [#cfe3bd21]
- Turn all the power switches of TCC ON.
- Launch the UCC (type 'ucc_run' from the console).
- Click the Near-IR observation mode button [近赤外線観測]
- Select the menu [観測補助]=>[観測開始] on the NIR-mode window.
-- Many AutoGuider-related error messages will appear, but ignore them by clicking [クリア]=>[再開]=>[実行]
- Synchronise the enclosure with the telescope by clicking [同期]=>[実行] on the enclosure window.
** Log in to the NIC control PC [#m6d63ca2]
- Access the nicpc (160.128.0.40) from obs1 via ssh with X forwarding enabled.
obs1% ssh -X nicop@nicpc (from obs1)
% ssh -X nicop@160.128.0.40 (from other computers)
- It is useful to launch another terminal on nicpc.
nicpc% xterm &
nicpc% gnome-terminal &
...as you like.
- If you have just turned ON the VME rack, run the following command to initialise the read-out circuit.
nicpc% cg3_init
** Launch DS9 to view the images. [#e5f0adb3]
nicpc% ds9 -options-as-you-like &
You can optimise the sizes and configuration of the three images (JHK) by typing 'ds9set' after taking any mages (i.e., three images are aligned with scale=zscale, zoom=fit).
** Test exposure [#mc57fe99]
nicpc% TL 3 2
- After some seconds, three images corresponding to J-, H- and K bands are displayed on DS9.
- The images may look somewhat unusual if you have just turned the power of the analogue circuit ON. Try 'TL 3 2' couple of times.
** Open the cold shutter [#q7b18ecd]
- Open the shutter with the following command on nicpc.
nicpc% darkshutter.py --open
(turn the CLD on, and wait for 10 sec)
(test exposure begins automatically)
Type 'o', 'p', 'open', 'close', etc., following the prompt. Type 'q' if accept and quit.
- The power of the CLD is turned off automatically.
- (alternative way) You can also do the same thing manually as follows:
++ Type the following commands to turn the CLD on, and open the cold shutter.
nicpc% ipmint.sh --on 3
(The status of IPPower is displayed. CLD's is connected to No.3)
(Wait for 10sec)
nicpc% shutter open
++ If the counts are ~0, the shutter might be closed. If you find anything wrong, try the following commands to initialise the shutter and open it again.
nicpc% shutter -init
++ When you confirm that the shutter is open, turn the power of CLD off by typing the following command.
nicpc% ipmint.sh --off 3
** Retract the polarisation plate [#o7a89404]
nicpc% pol out
** Point the telescope towards the target. [#fabec191]
- You can use the UCC, or remote command on nicpc.
-- NOTE: Sending the command from nicpc sometimes cause crash of UCC. We recommend to use UCC.
- If you use the remote command from nicpc, prepare the list of the coordinates.
-- One object per line. The format should be "Object_name, Epoch, RA(HH MM SS.SS), Dec(DD MM SS.SS)"
(ex.) NGC2770 2000.0 9 09 33.709 +33 07 24.71
-- Save the list to the file named, e.g., my_objlist, and type the following command.
nicpc% point2 my_objlist NGC2770
** Set the position angle of the FoV [#e486a9fd]
- After you point the telescope, set the instrument rotator by clicking [視野回転]=>[AZ/EL同期]=>[実行]
- Input 0 to the PA to be set [指令位置角 in Japanese]=>[実行]. This makes the FoV always 'north is up'.
-- The rotator can move only from -270 deg to +270 deg. ''Make sure not to rotate too much. ''
-- If you slue the telescope largely, cancel the AZ/EL synchronising before pointing, and then synchronise [AZ/EL同期 in Japanese]
- [実位置角 (current PA)] [指令位置角(PA to be set)] on the rotator window are PA on the sky (deg EofN).
- [実角度 (current PA)] [指令角度 (PA to be set)] in the [インストメンタルローテータ／カセグレン焦点] menu are instrumental PA relative to the telescope.
** Test exposure to examine the acquisition [#o5fb8679]
- Type the following command on nicpc. See below for details.
nicpc% TL <mode> <exptime>
- <mode> means the read-out mode. For test exposure, the mode 3 is enough.
(ex.) test exposure with mode 3 and 10sec exposure:
nicpc% TL 3 10
** Focusing [#fc6069d6]
All the commands will run on nicpc. Note that they do not run on obs1.
- Estimate the coarse focus position with calfocus.sh command. This command gives just an empirical value. Just use it as a prior.
nicpc% calfocus.sh dome_temp(degC)
- Move the focus to the prior position using focus command.
nicpc% focus focus_position
- Take the images with several focus positions, measure the FWHM of a star, and fit a 2nd-order polynomial to the FWHM as a function of the focus position.
nicpc% autofocus exp_time band(秒) focus_start focus_end [num_sample]
- This procedure sometimes fails, due to the failure of measuremtns, or false detection of the star.
-- In such case you should adjust the focus manually with focus command, refering to the plot generated by the autofocus command and so on.
- Example: The case with temperature=12.3degC
++ Estimate the empirical focus position as a prior
nicpc% calfocus.sh 12.3
=> Estimated focus: -5.3887
++ Move the focus to the prior position. (You can also do this from UCC)
nicpc% focus -5.39
++ Estimate the best position with autofocus command.
--- Click the star to be measured on DS9 window.
nicpc% autofocus 3 j -5.5 -5.4 5
--- In this case the focus is set to five positions between -5.5 and -5.45, take the 3-sec test exposure, estimate the best focus position of J band, and move the focus to the best position obtained here.
--- See [[this page (Japanese)>ソフトウェアの説明#autofocus]] for details.
** Adjust the pointing offset (if needed) [#acb67d7b]
- There are some gaps of the background counts between the four quadrants of the detectors. We recommend to avoid using the gap retions for photometry.
- The orientation, scale are as follows:
-- If you set the PA to 0 deg, synchronising with AZ/EL, north is up and east is to the left.
-- If you want to move the star rightwards on the image, set the positive offset along alpha.
-- If you want to move the star upwards on the image, set the negative offset along delta.
-- The FoV is 2.7arcmin * 2.7arcmin, and the pixel scale is 0.16 arcsec/pix.
- 方法1: xyoffset2 コマンドを使う
++ テスト撮像 (TL コマンド) などで画像を取得したら、以下のコマンドを打ち込む。DS9上でカーソルが点滅ドーナツ型になる。
nicpc% xyoffset2 (引数なし)
++ DS9 画面上で「現在の星の位置(始点)」をクリック、続いて「その星を動かしたい先の位置(終点)」をクリック。
++ 始点→終点のオフセット量が計算され、望遠鏡がオフセット分動く。
++ TL コマンドなどでオフセット後の画像を確認する。
- 方法2: UCC を使う
-- 「赤外線観測モード」画面の「オフセット:」--「alpha」,「delta」にオフセット量を秒//角単位で数値を入力し、[実行]。
- 方法3: ハンドセットを使う (通常は使わない)
++ UCC: [ハンドセット]=>[有効]=>[実行]
++ 制御室内のハンドセットボックスで[ENABLE]。「MODE」は[alpha/delta]。
++ 「CONTROL BUTTON」で調整
//-「オフセット」数値入力のやりかた
//-- 「赤外線観測モード」画面の「オフセット:」--「alpha」,「delta」にオフセット量を秒//角単位で数値を入力し、[実行]。
//-- 同じことはNIC制御PCで、
// offset alpha delta
//例えば、
// offset 15 -20 (秒角単位。"+"は書かない)
//としてもできる。
** 実際に撮像データを取る。 [#hbb8221d]
- Lo コマンドか DL コマンドを使う。テスト撮像で画像を保存する必要が無い場合は TL コマンドを使う。
: ''Lo'' コマンド | ディザーなし。指定回数の撮像を行う。
: ''DL'' コマンド | ディザー観測。初回位置を中心に指定した半径の円上で撮像する。
: ''TL'' コマンド | テスト撮像。使い方は Lo に準ずる。画像は保存されない(毎回上書きされる)。
*** Lo の使い方 [#l1270390]
>視野はずらさないため、常に同じ位置に同じ天体が写る。
nicpc% Lo mode exptime(秒) [object_name [num]]
- object_name は FITS ヘッダの OBJECT キーの値になる。省略すると OBJECT='TEST'。
- num は画像を取る回数を指定する。省略すると 1。
- 例: 読み出しモード3で30秒積分の画像を10回撮る場合:
nicpc% Lo 3 30 NGC2770 10
-- J, H, K それぞれ10枚、合計30枚のFITSファイルができる
*** DL の使い方 [#kf7ccadb]
>ディザリング観測を行う場合は、DL を用いる。
nicpc% DL mode exptime [object_name [dith_num [dith_radius]]]
- dith_num は視野をずらしながら何回撮像するかを指定する。省略すると 10。
- dith_radius はずらす半径を角度秒で指定する。省略すると 10秒角。
- 例: 読み出しモード3で30秒積分の画像を、視野を半径10秒角でずらしながら10回撮る場合:
nicpc% DL 3 30 NGC2770 10
-- ずらし方は、中心1回、円状に9回。
-- 終わったあと、視野は元の位置に戻る。
-- 解析スクリプト nicred.sh を使う予定で、スカイ領域を別に撮る場合は、天体名を"天体名_sky" (例: NGC2770_sky) とする。
- ディザリングのパターン(例)は下図のとおり。この例ではディザー点数 (dith_num) 10、半径 (dith_radius) 10 の場合を示している。カッコ内の数字は相対座標。最初に中心を取り、円周上をずらしながら9点取る。終了後、望遠鏡は中心に戻る。
#ref(./Dither_Pattern.jpg,50%);
// *** DL_offsetの使い方
// >DL_offsetは、既存のRa,Decオフセット量を保存してデザリング撮影を行う。~
// 視野調整をoffset(Ra, Dec)で調整した後、ディザリング撮影することが容易になる。~
// offsetがRa=0.0, Dec=0.0のときは、DLと全く同じ動作をする。
// 引数、利用方法はDLと同じ。
// DL mode exptime [object_name [dith_num [dith_radius]]]
// >終わった後、オフセット量は最初の値（既存値）に戻る。
*** 読み出しモードについて [#t158a89c]
> モードは TL, Lo, DL に共通で、画像データの取り方を決めるパラメータ。
以下にモード 3(4), 43(44), 83(84) について説明する。
(&color(red,white){要するに、mode 83 は時間がかかるが mode 3 に比べてノイズが小さい};)
- 概要
mode 3: JHK 同じ露出時間
mode 4: JHK 違う露出時間
mode 43: 同じ露出時間、ファウラーサンプリング、4回平均
mode 44: 違う露出時間、4回平均
mode 83: 同じ露出時間、8回平均
mode 84: 違う露出時間（ただし、JHK 3つとも違う露出時間にはできない）、8回平均。
- 各モードでの露出時間の制限
-- 最短露出時間
mode 3, 4: 2秒
mode 43, 44: 8秒
mode 83, 84: 16秒
--mode 4 の場合は、ある2つの積分時間の差が2秒以上でないといけない。
--mode 44 を使う場合、ある2つの露出時間の差は8秒以上でないといけない。
--mode 84 を使う場合、2つの露出時間の差は16秒以上でないといけない。
--どのモードでも、最長露出時間が 257秒になっている。
--カウント（正確には、(画像のカウント)x(露出時間+2秒)/(露出時間)）が8000を超えるとリニアリティが悪くなる。 ~
[[Ishiguro et al.(2011)>http://www.nhao.jp/nhao/researches/annualreport/docs/ar2011-3.pdf]] 参照。
- mode 3, 4
--mode 3: J, H, K 3バンド同時に同じ積分時間(露出時間)で取る。
--mode 4: 3バンドの積分時間を個別に指定する。積分時間の指定は J, H, K の順にカンマ','で区切って並べる。
nicpc% DL 4 60,40,20 NGC2770 5 (J=60, H=40, K=20秒で5ディザリング)
> mode 3, 4 ともに最短積分時間は2秒。
mode 4 の場合は、ある2つの積分時間の差が2秒以上でないといけない。
mode 3, 4 は CDS (Correlated Double Sampling) を行う。
> mode 3 では
reset, x, read1, exposure, read2
>という流れでデータを取り、結果は (read2 - read1) である(反対かも)。
reset は検出器のリセット(フレームリセット)、x は検出器を空読みすることを表す。
積分時間は read1 の開始時点から read2 の開始時点まで。
> mode 4 では例えば
reset, x, read1_jhk, exp1, read_k, exp2, read_h, exp3, read_j
>といった流れとなる。この場合、Hバンドのデータは (read_h - read1_jhk) で、
積分時間は read1_jhk の開始時点から read_h の開始時点までになる。
- mode 43, 44
--mode 43: JHK同じ積分時間で Fowler Sampling を行い4回平均する。
--mode 44: mode 43 と同じ方式で積分時間をJHK個別に指定する。
>これらのモードでは最短積分時間は8秒、さらに mode 44 では
ある2つの積分時間の差が8秒以上でないといけない。
mode 43 では
reset, x, r1, r2, r3, r4, exp, r5, r6, r7, r8
という流れで8回の検出器読み出しを行い、得られる結果は
( (r5+r6+r7+r8) - (r1+r2+r3+r4) ) / 4 になる。
積分時間は r1 の開始時点から r5 の開始時点まで。
- mode 83 (84)
>mode 83: JHK同じ積分時間、Fowler Sampling、8回平均。
>mode 84: 積分時間を個別指定する。ただし3つすべて違う時間にはできない。
>Lo 84 120,90,60 NGC2770 4 はダメ、
Lo 84 120,120,60 NGC2770 4 はOK。
これらのモードでは最短積分時間16秒。mode 84 では2つの積分時間の差が
16秒以上ないといけない。
mode 83 では
reset, x, x, r1, r2, r3, ..., r8, exp, r9, r10, r11, ..., r16
という流れでデータを取る。
** 外部スカイフレームを撮る場合 [#m3807d18]
- 星が密集している領域ではセルフスカイフレームがうまく作れない場合がある。そのようなときは、対象天体にできるだけ近く、かつ星が少ない空域で、スカイフレームを撮る。
- nicred.sh で自動的に外部スカイを適用させるには、オブジェクト名を"対象天体名_sky"とする。
(対象天体) nicpc% DL 83 30 XYZ 10 10
(スカイ) nicpc% DL 83 30 XYZ_sky 10 10
** フラットフレームを撮る [#t9a0072a]
- 通常トワイライト・フラットを用いる。
- カウントが10000程度を有意に超えると検出器がサチる。この直前くらいまでのフレームを使う。
- 検出器のパターンの影響を避けるため、高いカウント (~10000) のフレームと低いカウント (~数百) のフレームのペアを作る。それらの差分をフラットフレームとして使う。(実際にはカウント差が2000以上あればだいたい OK)
** ダークフレームを撮る [#hd80e75a]
- 可能な限り、望遠鏡はEL=90度にする（装置の傾きにより、シャッターの移動距離が変わってしまうため）。
-- EL=90度以外の向きでダーク撮像をするときは、検出器に光が入らないことの確認（下記参照）を、特にしっかりすること。
- シャッターを閉じる
nicpc% darkshutter.py
-- これを走らせると、リニアドライブの電源が入り、シャッターの操作ができるようになる。
-- 立ち上がるまで10秒待った後、自動的にシャッターが close ポジションに動く。
-- テスト撮像 (TL) コマンドが走り、対話的にシャッター位置を調整できる。
--- 下図は正しい位置にある場合。
#ref(./NIC_DARK_OK.png,70%);
--- 下図はpol用の窓が写り込んでしまっている場合。この場合は open 側に少しずらす。
#ref(./NIC_DARK_NG.png,65%);
-- テスト画像が表示された状態で、下記のコマンドを打って enter。
p [ステップ数] : POL の方向に動かす。デフォルトの移動量は200ステップ。
o [ステップ数] : OPEN の方向に動かす。デフォルトの移動量は200ステップ。
open : OPEN の位置に動かす。
close : CLOSE の位置に動かす。
pol : POL の位置に動かす。
init : 原点出しをする。
q : 画像を見て OK ならこれで抜ける。
-- q を押して抜けると自動的にリニアドライブの電源が切れる。
- (参考) シャッターを手動で閉じる場合
+ シャッターを閉じる
nicpc% ipmint.sh --on 3
nicpc% shutter close
+ テスト撮像 (TLコマンド) して、検出器に光が入らないことを確認。
-- 複数の露出時間で撮像し、Kバンドの画像内に、露出時間に応じてカウントが上がる領域がなければ、光（熱放射含む）は入っていないと判断してよい。
--- 視野端 (顕著なのは左右端、上下象限の境目) には、シャッターが正しい位置に来ていても光が入ることがある。特に60秒以上の長時間露出をする場合は顕著。下図は120秒積分のダークフレーム。このパターンなら光は入っていない。
#ref(./NIC_DARK_OK.png,70%);
-- 上の例では写っていないような、四角い窓のパターンが見える場合は、光が入っている可能性が高い。下図は Pol 窓が入ってしまっている例 (K band)。この場合はシャッターを open 側 (画像向かって右) に動かす必要がある。
#ref(./NIC_DARK_NG.png,65%);
-- もし、光が入っている、すなわち、シャッターが正しい位置に来ていない場合は、以下の手順でシャッター位置を調整する。
--- シャッター制御GUIを立ち上げる。
nicpc% shuttergui &
--- GUI の steps の下のバーをスライドさせて、動かすstep数を選択。初めは1000程度がおすすめ。
--- "To open" (open位置の方向に動く)か "To pol"(pol位置の方向に動く) ボタンを押し、シャッターを微動させる。
--- TLコマンドでテスト撮影し、光が入らないようになったか確認する。
--- まだ光が入っているのであれば、光が入らないようになるまで、シャッター微動 & テスト撮像を繰り返す。
--- 完了したら下記のコマンドでリニアドライブの電源を切っておく。
nicpc% ipmint.sh --off 3
- ダーク撮像（本番）:
- 解析に自動処理スクリプト(nicred.sh)を使う場合は、天体名を"DARK"とする。例えば:
nicpc% Lo 3 20 DARK 15
- 読み出しモード・積分時間は、天体画像と揃える。
- nicpc には、最後のシャッター open も含めて自動でダークフレームを撮るスクリプトが用意してある。&color(red){2019年5月現在、最後のシャッターopenは入れないようにしてあるので注意};
nicpc% darkscript.sh
-- 当日のデータから積分時間を読み取り、それに合わせたダークを取得するスクリプトができる。
-- ダーク取得前には、必ず手動で shutter close をした後テスト撮像をする。シャッターが正しい位置にあることを確認してから、生成されたシェルスクリプトを以下の通り走らせる。
nicpc% /home/nicop/obs_script/DARK[日付].sh
(スクリプトの名前は、darkscript.sh 実行後に表示される)
* 観測の終わり方 [#aecd5dbc]
** シャッターは open 、半波長板は退避 [#fad82955]
//''2017年4月現在、シャッターの故障中につき、以下のshutterコマンドは実行しないでください''~
// nicpc% shutter open
nicpc% darkshutter.py
(撮像テストで確認、open と打ち込む)
(撮像テストで確認、問題なければ q と打ち込む)
nicpc% pol out
- このシャッター open 操作は、前項のダーク取得スクリプトを流して帰る場合には必要ない。
- ただし、途中で止まっていた場合に備えて、翌日以降の観測者はまずテスト撮像から始めることを推奨する。
** NIC PC からログアウト [#iac6057f]
ds9, xterm (kterm) を閉じて、
nicpc% logout
- この操作は、ダーク取得スクリプトを流して帰る場合には、翌日のダーク取得完了後に行う。
** 望遠鏡をかたづける [#n00ccfa3]
** 帰る前に... [#y3708c92]
[[staff/なゆた観測終了時にチェックするべきこと]] 参照
* データ解析 [#f712a1b4]
- 基本的な解析の手順は、下記にまとめてある。
-- [[NIC 解析マニュアル>NIC解析マニュアル]]
*その他 [#q5f72461]
** 画像データの保存場所 [#mfa1b61a]
>取った画像データは、NIC制御PCの /data/110730/rawdata/ などのディレクトリの
下に、順番に番号をつけて保存される。(TL コマンドで取ったデータは保存されない)
ファイル名は例えば k110730_0035.fits などになる。
日付のディレクトリは画像を取ると勝手に作られる。夜中12時を過ぎても、翌朝
8時になるまでは前日の日付のディレクトリが使われる。夜中の3時ごろから
観測を始めても前日の日付になるので注意。
** 注意点 [#x4d44980]
-撮像を途中で止めたいとき
nicpc% DL 84 60,60,30 NGC2770 10 10
などとやったが、何かの理由で途中で止めたくなった場合、別の端末ウィンドウから
nicpc% xstop
と入力すると、運が良ければコマンドが停止するかもしれない。
ただし現在進行中の積分はそれが終わるまで止まらない。
//どうしても積分をすぐに止めたい場合は
// cogito3_reset
//としてみるとか？
- UCCが落ちている場合のエラー表示
>なゆた望遠鏡統合制御システム(UCC)をシャットダウンしたあとにダークフレームを取ったりしていると
ERRORの表示が出る。これは望遠鏡と通信ができなくなったためで、FITSヘッダ
の情報が欠けるかもしれないが、画像データ自体は保存されるはず。
どうしてもうっとうしい場合は
nicpc% telescop status
とするとエラー表示は出なくなるはず。後で
nicpc% telescop control
としておかないと次の観測で望遠鏡と通信しなくなるので注意。
dark というコマンドを作って(実は今も暫定版があるが)その中に
入れておくという手もある。
*変更履歴 [#m9489cf5]
-20110730 禅野: 新規作成(nic_observe.txt)
-20120502 高橋: なゆた立ち上げ（詳細）を追加
-20120516 高橋: wiki化
-20120517 高橋: 露出時間制限の変更を反映
-20120628 高橋: 「観測の終わり方」を追加
-20120704 高橋: ネットワーク構成の変更に伴い、ログイン方法を変更
-20130316 高橋: マシン名を用いたログイン方法を追加
-20180212 斎藤: 全面更新
-20180312 高橋: シャッター復旧を反映
-20190518 斎藤: リニアドライブの電源 ON/OFF を自動化した手順を追加
---
