В наше время главный недостаток, отзывающийся во всех почти ученых произведениях, есть отсутствие труда.
Редко случается критике указывать на плоды долгих изучений и терпеливых изысканий.
Что же из того происходит?
Наши так называемые "ученые" принуждены заменять существенные достоинства изворотами более или менее удачными: порицанием предшественников, новизной взглядов, приноравливанием новых понятий к давно известным предметам и пр.
Таковые средства (которые в некотором смысле можно назвать шарлатанством) не подвигают науки ни на шаг,
поселяют жалкий дух сомнения и отрицания в умах слабых и незрелых и печалят людей истинно ученых и здравомыслящих.

А.С. Пушкин

Пакет первичной обработки наблюдений praT (Processing, Reduction and Analysis by Trushkin ;) служит для интерактивной экспресс-обработки и просмотра в ОС ДОС одномерных сканов наблюдений, поступающих с системы сбора комплекса радиометров сплошного спектра и записанных в формате FLEX (Верходанов и др.).
Таким образом пакет работает с массивами, где ось ординат всегда интенсивность или яркость (мК или мЯн), а ось абсцисс - равномерная ось времени, как правило прямое восхождение.
Для преобразования FLEX в F-files используйте программу:

fl2f -dos -c comp flex_file

Пакет Prat исторически восходит к старым пакетам PRF и IRF для системы НТС (МЕРА 1420), созданные в 80 гг. в лаборатории Информатики САО. Вначале 90гг. пакет был переписан на С для MS DOS Т. Соколовой, а в 1993 г. существенно переработан и дополнен С.Трушкиным. Вследствие ограничений ДОСа пакет Prat также сильно ограничен по своим возможностям, например существует ограничение на длину F-файлов (120 кб). Пакет написан на MS C7.00.

Все же пакет успешно работает в Dos и Dosemu (Xdos) в Линуксе, прост в освоении, не требователен к параметрам компьютера (EGA-монитор + 640кб + ПК 386), поэтому может быть рекомендован для решения простых наблюдательных задач.

Единственное дополнительное требование: добавить в autoexec.bat cтроку: ADAPTER=_EGA, чтобы начать работу в минимальной конфигурации.

В нижнем правом углу экрана пакет выдает московское и местное (RATAN) звездное время.

Распечатать картинки можно с помощью "Print Screen" на матричном принтере или для HP LaserJet4, но предварительно запускается двайвер: graphics laserjetII printbox:std. Предварительно надо перейти в меню CORREC в процедуре COLOR к одному белому цвету. Сохранить картинки в формате PCX можно с помощью пакета pcx (pcxgrab /i). Если же вы работаетсе в X Window, то "сграббить" окно с prat можно мноими способами,например, с помощью xv.

Описание процедур пакета Prat

Prat состоит из системы иерархических меню (нижняя строка), которые позволяют вызвать соответствующую процедуру (подпрограмму). Каждая процедура в меню вызывается или с помощью нажатия первой буквы в имени процедуры (которая выделена красным цветом) или с помощью "мышки" (только с режиме EGA). Все процедуры снабжены краткой строкой описания, если на нее встать с помощью стрелок (тогда они становятся активными!) на клавиатуре (влево и вправо).

Запуск prat без аргументов показывает краткое описание:

• f_file data input (You can use global characters ? or *)
• ASCII-file data (in colomn) import and corverse to f-file
• f_file data output and ASCII codes on screen or in file
• f_file correction head, manual, delete steps, autocor
• Scalar operations */+- on const, r.m.s., compression
• Vector operations + or - arrays with or without shift
• Fitting gaussian for single or beam-switching source
• Viewing f_files up to 5 in different boxes or all in one
• Subtraction of background: linear, trend, Boris, spline
• Fitting of up to 10 gaussians, if n<0, null level must be

Далее после нажатия возврата каретки (ВК) появится основное меню. Если же набрать сразу: prat 013419.857, то мы увидим:

• EXIT выход
• INPUT ввод данных (f-files)
• ASCII ввод из столбца чисел, создание f-file.
• OUTPUT вывод данных
• CORREC коррекция данных (удаление помех, чистка отсчетов, приведение к B1950...)
• SCALAR скалярные операции (+-/*, счет дисперсии ...)
• VECTOR векторные операции (суммирование, вычитание, зашумливание и пр.)
• RATING вписывание гауссианы (или двух гауссиан в режиме сканирования)
• LOOK просмотр файлов на одном экране
• BACK удаление фона разными способами
• GAUSS Гаусс-анализ записей (вписывание гауссиан)

Встав на "INPUT", нажмите ВК, (или нажав левую клавишу "Мышки" или набрав: I) появится подсказка, вводите имя f-file. Заметим, что можно пользоваться wild-card (? и *), тогда программа считывает файлы из текущего каталога, и с помощью стрелок можно выбрать нужный файл. При повторном обращении к вводу файла программа выводит имя предыдущего файла в строке подсказки. Если вы хотите ввести столбец чисел и превратить его в f-file, запускайте процедуру "ASCII", и далее "честно" отвечайте на вопросы.

BACK - удаление фона

Меню удаление фона включает несколько процедур, написанных Соколовой (O_Back), Верходановым и Ерухимовым (V_Back) и Трушкиным(W_Back, L_Back, S_Back). Простые тренды легче всего удалять с помощью линейного фона L_Back. Тренд по всей записи удаляется W_Back. Сложные фоны для выделения на записях точечных источников удаляются с помощью V_Back. Наконец, сложные фоны под протяженными источниками удаляются с помощью сплайн-фона S_Back.
Пример удаления фона с помощью сплайн-аппроксимации по 9 точкам.

CORREC - коррекция записей

Главное меню коррекции записи включает "ручное" удаление помех, коррекцию "шапочки", преобразование к B1950, коррекцию точек. А также сюда отнесены преобразование типа монитора - от EGA к VGA (при этом увеличивается полезная площадь картинки). Здесь же можно поменять цвет на белый для печати на лазерном принтере.
Пример "ручное" удаления импульсной помехи на записи Луны с помощью линейной интерполяции между точками, определяемыми вертикальными ЖК-линиями. Уровни по интенсивности выбираются с помощью вертикальных стрелок (дискрет равен 5% от MIN-MAX).
Можно корректировать "шапочку файла". Здесь показан запись текста в поле "COMMENT". Движение по полям осуществляется с помощью вертикальных стрелок.
Пример приведения записи к эпохе B1950. Это процедура не использует счета эфемерид, а просто преобразует время начала записи по эфемеридам в шапочке, RA, времени до кульминации и TIMEWSH. Тогда новое начало записи:

CRVAL1 = RA - (SIDTIME-CRVAL1) + TIMEWSH.

При этом смещение TIMEWSH обнуляется. Понятно, что если координаты заданы на другую эпоху, то преобразование идет к этой эпохе.
Пример удаления "ступеньки". Первая картинка - показывает как надо навестись на ступеньку - желтая вертикальная линия на левый край ступеньки.
После удаления ступеньки запись становится гладкой. В этой процедуре применяется линейный метод наименьших квадратов.

OUTPUT - вывод данных

Меню процедуры вывода данных предусматривает запись в файлы (с целыми числами, равными 0.1 мК) или с вещественными числами, равными мК). Если диапазона 65765 не хватает для MIN-MAX в записи, то выдается предупреждение и запись не осуществляется. Такое разделение сделано только для уменьшения (вдвое) размера файла записи.

Подчеркнем, что внутреннее представление данных всегда - в мК. Если изменить параметр BSCALE=0.001, то данные будут записаны во внутренних отсчетах АЦП, так как сигнал = отсчеты_АЦП*(BSCALE=0.001)*1000.

При выводе записи в одну колонку в текущем каталоге создается файл col.lst Ниже приведен пример такого файла.

File='013418.854'
Source=0134+3295
Date=18/09/95
Lambda= 7.60 [cm]
Observer=Truskkin
Start time:  1:34:57.37
Reg. time:  0: 4:30.00
Delta_t [sec]: 0.60
Points in mK=450
      9.76
      4.18
      9.76
     29.29
      8.37
     -4.18
     15.35
      1.40
     15.35
      ...

При обращении к LIST_FILE создается текстовый файл dat.lst с данными расположенными по десять чисел в строке и в начале файла приводятся самые необходимые параметры из "шапочки".

Observer: Marat          Source: 0134+3295      File '013419.857'
Date: 19/08/95              Lambda:31.00 [cm]         Data in mK
Start time: 1:34:57.40  Reg. time: 0: 4:30.00 delta_t [sec]: 1.00
  1863  1875  1816  1904  2021  2068  1957  2085  2337  2044
  2103  1675  1664  1664  1447  1218  1377  1459  1388  1388
  1230  1054  1177  1119  1459  1330  1365  1365  1482  1377
  1207  1259  1166  1236  1318  1254  1218  1283  1306  1306
  1119  1072  1037  1025  1166  1066  1002  1013  1107  1236
  1142  1084  1189  1189  1230  1242  1277  1283  1295  1330
  1248  1295  1406  1423  1593  1564  1816  2056  1968  1962
  1974  2097  2220  2290  2138  1839  1746  1804  1652  1511
  1435  1623  1652  1681  1810  1845  2009  1986  2244  2460
  2829  3163  3644  4130  5032  5829  6702  7393  8084  8699
  9127  9531  9590  9519  9220  8723  8225  7393  6631  5928
   ....

Вывод записи вместе с "шапочкой". Причем запись идет справа налево.

SCALAR - скалярные операции

Меню скалярных операций включает арифметические операции с амплитудой сигнала, робастное сжатие с помощью суммирования отсчетов, вычитание минимального значения, инвертирование (* -1.), вычисление дисперсий. Операция PULSAR предназначена для суммирования всей записи на один меньший отрезок времени, равный периоду пульсара.
Меню операций с амплитудой сигнала: добавить, вычесть число, умножить или поделить на число. Можно вычислить дисперсию по всей или по части записи.
Почти все процедуры Prat работают в пределах двух (красной и желтой) вертикальных линий, которыми можно управлять поочередно, (красная - неактивная, желтая - активная, переключение вертикальными стрелками). Скоростью движения вертикальных линий можно управлять вызвав клавишей "v" процедуру изменений скорости (число точек по массиву). В начале вертикальные линии устанавливаются на отсчеты равные 1/4*N и 3/4*N, где N - число точек в массиве.
CUTTING - операция обрезания значений сверху в файле по специально выбранному уровню в мК. Удобно использовать для предварительной чистки помех.
Меню сжатия (усреднения) массива. То есть, если у вас массив 120 точек через 1 секунду и вы сжимаете в 3 раза, то в результате массив будет состоять из 40 точек и отсчеты идут через 3 секунды.

VECTOR - векторные операции

Меню векторных операций предусматривает осреднение файлов i-й отсчет + i-й отсчет, можно усреднять с учетом реального времени, то есть, если записи начинаются в разное время, то это будет учтено таким образом, что суммарная запись будет обрезана по наиболее поздней. Понятно, что смещение осуществляется на целое число точек, без интерполяции.
Пример осреднения записей. Перед осреднением записи появляются последовательно и требуется подтвердить суммирование.

Можно вычитать записи друг из друга. Это удобно делать для "чистки" записей друг другом. Например, в обзоре Галактики автор применял такой метод чистки записей на волне 7.6 см предварительно сглаженными записями на волне 2.7 см. Разумеется, что такая чистка возможна только в однорупорном режиме. Теперь, когда вместо "рупора в небо" на высокочастотных радиометрах введен режим с внутренней холодной нагрузкой, такая чистка будет работать эффективнее.

Пример свертки f-file со столбцом чисел (справа), представляющим диаграмму направленности. Понятно, что в этом столбце расстояние между точками подразумевается равным дискрету в f-file. Здесь важен момент нормировки. Если вы делаете свертку с файлом (0,1,1,1,0) - то при нормировке на сумму, величина амплитуды сигнала почти не изменится, это равносильно сглаживанию.
Заметим, что до свертки было проведено искусственное зашумливание исходной записи с помощью процедуры NOISING. Зашумливание удобно использовать для анализа зависимости погрешности вписывания от отношения сигнал/шум. В целом, правило такое - нужно увеличивать сигнал/шум максимально перед процедурой вписывания гауссиан.

Зависимость параметров вписывания одиночной гауссианы от отношения SIGMA_шум/сигнал. Здесь приведены относительные погрешности определения момента максимума гауссианы DRA/theta, температуры в максимуме D_Ta/Ta, полуширины D_theta/theta и "честного" интеграла под источником D_INT/INT. Интересно, что все зависимости имеют одну и ту же линейную степенную зависимость. (DY/Y ~ (Simga/Signal)^1), то есть все относительные ошибки параметров обратно пропорциональны отношению сигнал/шум. Эти зависимости построены на выборках до 30 независимых записей, полученных зашумливанием реальной записи источника 0237-23 на волне 7.6 см, реальная полуширина около 4 сек., отсчеты идут через 0.6 сек. Только на нижней прямой (D_RA/THETA) - перед гаусс-анализом применялось сглаживание 4 сек., что равносильно сдвигу графиков вправо по оси абсцисс на ~ log(2).

Результат свертки, очевидно, что отношение сигнал/шум возросло в несколько раз. Особенно удобно применять свертку для выделения слабых сигналов в режиме сканирования. Следует подчеркнуть, что для привязки по потоку тогда необходимо обрабатывать также и опорные источники.

В векторных процедурах также предусмотрена работа с записями линейной поляризации (параметры Стокса Q и U).
Это пример записи линейной поляризации квазара 3С286 на волне 3.9 см.

В результате работы этой процедуры из трех файлов I,Q,U определяется поляризованная интенсивность (sqrt[Q² + U²]) и степень поляризации (в процентах). В различных точках значимых величин степени поляризации можно измерить позиционный угол = 1/2*arctan(U/Q). Порядок работы с этой процедурой такой: сначала готовятся по отдельности файлы file.i, file.q, file.u, то есть удаляются помехи, приводятся к одной эпохе и обязательно удаляется фон. Затем после загрузки файла интенсивности, надо сделать переход к процедуре LIN_POL в векторных операциях. Она запросит имена файлов с параметрами Стокса Q и U. Появится окно с файлом интенсивности, потом ниже в одном окне файлы поляризации Q и U (зеленым цветом). Ниже будет сразу вычислен массив с поляризованной интенсивностью, а еще ниже файл с степенью поляризации, равной I_pol/(2*I_tot). Наконец, в пределах значимых величин поляризации можно с помощью вертикальной линии определить позиционный угол.

На рисунке степень поляризации калибратора 3С286 равна 11 %, а в максимуме поляризованной интенсивности позиционный угол равен 33^o.
Это пример записи линейной поляризации протяженного источника ОСН Тихо на волне 7.6 см. Интересно, что оболочечная структура этого источника лучше видна в поляризованной интенсивности.

LOOK - просмотр файлов

Если запустить Prat с несколькими именами файлов (до 10), то программа сразу обращается к процедуре просмотра. При этом экран делится на части в соответствии с числом файлов. Масштаб соответствует мин/макс в каждом файле. Только должно быть определено как строить записи: в одном масштабе или нет; картинка как небе или нет.
Меню просмотра включает выбор числа файлов, смещение (в процентах от всего экрана) и подпись ко всем файлам.
Пример просмотра двух файлов в режиме вывода справа налево (как на небе).
Пример просмотра трех файлов в режиме обычного вывода.

RATING - вписывание одной гауссианы

Эта процедура удобна для обработки опорных источников. В режиме сканирования вписывание гауссиан производится слегка разными способами для режима близкого и далекого сканирования.
Здесь показан вывод процедуры для счета с близким сканированием.
Вывод процедуры для счета с далеким сканированием.

GAUSS - Гаусс-анализ записей

Меню Гаусс-анализа предусматривает счет до 10 гауссиан на записи.
Построение гауссианы сильного источника с боковым лепестком.
Аппроксимация двумя гауссианами ярчайшего источника Лебедь А на частоте 3900 МГц. Все данные гаусс-аппроксимации записываются в текстовый файл, название которого спрашивается ОДИН раз в процессе обработки наблюдений. Разумеется данные дописываются в конец файла.

Ниже приведен пример вывода данных обработки наблюдений источника NGC7027 (2105+42) за семь дней на трех каналах (2.7, 3.9 и 7.6 см). Причем в первой колонке приводится RA (точнее местное звездное время) на 1950г. Для получения истинного RA нужно к этому моменту прибавить поправку Delta_UTC (обычно она меньше 1 сек). В момент этих наблюдений она составляла +0.67 сек. Таким образом в пределах ошибок наблюдений моменты во второй колонке совпадают с RA(1950) = 21:05:09.4. Третья колонка - температура в максимуме вписанной гауссианы в мК, четвертая колонка полуширина в секундах, наконец, последняя колонка так называемый интеграл - площадь под гауссианой, определяемый по формуле 1.064*Tgs*HPBW.

  file           R. A.       Tgs mK     HPBWs    IntK*s
210516.192    21:05: 8.73    1931.48     1.47    3029.3
210517.192    21:05: 8.80    1887.53     1.50    3023.0
210519.192    21:05: 8.77    1815.81     1.53    2961.5
210520.192    21:05: 8.66    1813.80     1.54    2968.3
210521.192    21:05: 8.64    1864.96     1.50    2968.6
210522.192    21:05: 8.71    1825.33     1.48    2878.9
210523.192    21:05: 8.74    1876.30     1.50    2988.2

210516.199    21:05: 8.59    2739.49     2.05    5966.8
210517.199    21:05: 8.68    2797.32     2.05    6089.9
210519.199    21:05: 8.62    2625.71     2.08    5817.5
210520.199    21:05: 8.53    2637.00     2.07    5823.0
210521.199    21:05: 8.50    2707.50     2.05    5913.9
210522.199    21:05: 8.58    2701.61     2.07    5952.1
210523.199    21:05: 8.60    2711.44     2.06    5936.1

210516.19a    21:05: 8.39    2120.02     4.04    9112.1
210517.19a    21:05: 8.48    2159.80     4.05    9315.4
210519.19a    21:05: 8.40    1994.09     4.04    8571.8
210520.19a    21:05: 8.32    2027.57     4.06    8771.6
210521.19a    21:05: 8.30    2074.15     4.03    8890.3
210522.19a    21:05: 8.38    2050.58     4.02    8779.0
210523.19a    21:05: 8.39    2040.74     4.01    8716.4

Для усреднения параметров в 2-4 колонках за несколько наблюдений служит программа av.exe, которая усредняет все столбцы до пустой строки, потом усредняются следующие столбцы и так до конца файла. Строки с +- содержат средне-квадратичную ошибку по данному ряду чисел в реальных значениях и по отношению к средней величине.

Обращение: av.exe <file1 >file2

После обработки предыдущего примера получим:

  file           R. A.       Tgs mK     HPBWs    IntK*s
210516.192    21:05: 8.73    1931.48     1.47    3029.3
210517.192    21:05: 8.80    1887.53     1.50    3023.0
210519.192    21:05: 8.77    1815.81     1.53    2961.5
210520.192    21:05: 8.66    1813.80     1.54    2968.3
210521.192    21:05: 8.64    1864.96     1.50    2968.6
210522.192    21:05: 8.71    1825.33     1.48    2878.9
210523.192    21:05: 8.74    1876.30     1.50    2988.2
                     8.72    1859.32     1.50    2974.0
		  +- 0.06      43.67     0.02      49.9
		  +-            2.3%     1.7%       1.7%


210516.199    21:05: 8.59    2739.49     2.05    5966.8
210517.199    21:05: 8.68    2797.32     2.05    6089.9
210519.199    21:05: 8.62    2625.71     2.08    5817.5
210520.199    21:05: 8.53    2637.00     2.07    5823.0
210521.199    21:05: 8.50    2707.50     2.05    5913.9
210522.199    21:05: 8.58    2701.61     2.07    5952.1
210523.199    21:05: 8.60    2711.44     2.06    5936.1
                     8.59    2702.87     2.06    5928.5
		  +- 0.06      58.67     0.01      92.9
		  +-            2.2%     0.6%       1.6%

210516.19a    21:05: 8.39    2120.02     4.04    9112.1
210517.19a    21:05: 8.48    2159.80     4.05    9315.4
210519.19a    21:05: 8.40    1994.09     4.04    8571.8
210520.19a    21:05: 8.32    2027.57     4.06    8771.6
210521.19a    21:05: 8.30    2074.15     4.03    8890.3
210522.19a    21:05: 8.38    2050.58     4.02    8779.0
210523.19a    21:05: 8.39    2040.74     4.01    8716.4
                     8.38    2066.71     4.04    8879.5
		  +- 0.06      56.72     0.02     254.1
		  +-            2.7%     0.4%       2.9%

last update: 10/02/99 by Trushkin

Принимаются предложения и пожелания.