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研究生： 陳泓宇
Chen, Hong-Yu
論文名稱： 巡天觀測資料處理程序的自動化
The Automation of Data Processing of Sky Surveys
指導教授： 江瑛貴
口試委員: 葉麗琴
陳怡全
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 理學院 - 天文研究所
Institute of Astronomy
論文出版年： 2013
畢業學年度： 101
語文別： 中文
論文頁數： 41
中文關鍵詞： 巡天觀測 、泛星計畫 、Pan-STARRS 、變星
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    • 本篇論文以泛星計畫(Pan-STARRS) 中3 的巡天觀測資料，搜尋具有光度變
    化的星體，並發展從資料中挑選(Select), 校準(Calibrate), 分析(Analysis) 的
    自動化軟體，達到建立候選變星資料庫的目的。Pan-STARRS ( The Panoramic
    Survey Telescope and Rapid Response System ) 計畫由2009 年開始，其中主要
    的觀測任務3 Steradian survey 佔了56% 的觀測時間，其主要的目標為: 快速
    的對天區拍照收尋對地球具有威脅的小行星。每一次拍攝產生七平方度的影像，
    並由IPP 軟體自動測光。由於同一天區重複拍攝的時間間隔約一個月之久，至
    今(2013) 為止，單一濾鏡約有十個資料點，如何篩選出高品質的測光結果成為
    能否確認變星的關鍵因素。藉由PSF(Point Spread Function) 測光的2 值、儀
    器星等的誤差、自行(Proper Motion) 的範圍和出現的次數，排除了飽和、過
    暗、CCD 邊緣現象，雜訊干擾等造成測光誤差的因素。之後我們再用較差測光
    (Differential Photometry) 修正大氣的消光效應，使得標準星的光度變化皆能落
    在可容許的範圍。以GCVS(General Catalogue of Variable Stars) 中已知有穩定
    週期的變星為例，確認了方法的可行性。

    目錄 1 簡介7 2 程式9 2.1 本章概要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2 程式-表格重製. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2.1 程式功能簡介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2.2 檔案介紹. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2.3 編譯與執行. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.2.4 使用者操作介面. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.2.5 程序介紹. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.3 程式-資料搜尋. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.3.1 程式功能簡介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.3.2 檔案介紹. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.3.3 編譯與執行. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.3.4 使用者操作介面. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.3.5 使用CFITSIO 函式庫. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.4 程式-資料轉換與篩選. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.4.1 程式功能簡介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.4.2 檔案介紹. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.4.3 編譯與執行. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.4.4 使用者操作介面. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.4.5 演算法與時間複雜度. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3 測光系統23 3.1 本章概要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.2 AB 星等. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.3 感光參數. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.3.1 濾鏡感光參數. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.3.2 拍攝感光參數. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.4 點彌散函數測光(PSF photometry) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.4.1 點彌散函數(point-spread function) . . . . . . . . . . . . . . 25 5 6 目錄 3.4.2 卡方測定(chi-square fitting) . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.4.3 約化卡方值(reduced chi-square) . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.5 孔徑測光(aperture photometry) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.6 表格資料的欄位介紹. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 4 誤差分析29 4.1 本章概要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 4.2 CCD 訊號轉換的誤差. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 4.2.1 誤差來源. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 4.2.2 誤差分佈. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 4.2.3 濾鏡與平均天空亮度. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 4.3 點彌散函數測光的誤差. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4.3.1 非點光源的目標. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4.3.2 約化卡方值的分佈. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4.4 座標位置的誤差. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 4.4.1 資料的位置精確度. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 4.4.2 連結星體的位置精確度. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 4.4.3 誤差門檻值的選擇. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 5 光度曲線分析35 5.1 本章概要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 5.2 週期穩定的變星. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 5.3 候選變星. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 5.3.1 較差測光簡介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 5.3.2 潛在的變星. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 6 結論39

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