\documentstyle[epsf]{jarticle}
\setlength{\topmargin}{-45pt}
\setlength{\oddsidemargin}{0cm}
\setlength{\evensidemargin}{-0cm}
\setlength{\textheight}{24cm}
\setlength{\textwidth}{16cm}

\newcommand{\ind}{\par\hangindent=0.5cm\hangafter=1\noindent}
\newcommand{\indd}{\par\hangindent=1.0cm\hangafter=1\hspace*{0.5cm}}
\newcommand{\idl}{\hspace*{5mm}{\tt IDL>\ }}
\newcommand{\unix}{\hspace*{5mm}{\tt unix\%\ }}
\newcommand{\crmk}{{\bf $<$CR$>$}}
\newcommand{\norh}{{\tt \$\{NORH\}}}
\newcommand{\ssw}{{\tt \$\{SSW\}}}


\begin{document}
\title{{\bf 野辺山電波ヘリオグラフ（NoRH） 解析マニュアル
\\
ver. 2.3}
}
\author{国立天文台（野辺山）太陽電波}
\date{2000年10月16日}
\maketitle

\clearpage
\tableofcontents

\clearpage
\section{はじめに}

このマニュアルは、国立天文台野辺山太陽電波観測所の
電波ヘリオグラフ（NoRH）の
データ解析ためのマニュアルである
（Nakajima et al. 1994; Nishio et al. 1994; Hanaoka et al. 1994）。
具体的な内容構成は以下の通り。
このパッケージを使用するための設定について第2節で、
IDLによる解析について第3節で、
IDLを使わない解析について第4節で
画像合成プログラムの詳細については第5節で述べる。
付録では、NoRHデータについての詳細をA節で
そこで用いられているFITS形式ファイルのヘッダについてB節で
のべる。最後に国立天文台太陽電波観測所データアーカイブを
C節で紹介する。

このパッケージに関する質問や要望は以下に電子メールを送ってほしい。\\
\hspace*{1cm}{\tt nsro-service@solar.nro.nao.ac.jp}\\
電波ヘリオグラフの最新の情報は国立天文台太陽電波観測所のウェブページを
参照してほしい。URLは\\
\hspace*{1cm} {\tt http://solar.nro.nao.ac.jp/norh/}\\
である。

\subsection{前バージョンからの変更点}

\noindent
{\bf ver 2.2}からの変更

\noindent$\bullet$ 
スペクトル解析用ルーチン{\tt norh\_polariz}（第\ref{section:polarization}節）
・{\tt norh\_alpha}（第\ref{section:spectrum}節）の大幅更新。\\
{\tt ramaty\_gysy}・{\tt dulk\_gysy}（第\ref{section:gyrosynchrotron}節）
・{\tt dulk\_frfr} （第\ref{section:freefree}節）の追加。

\noindent$\bullet$ 
画像プロット用簡易ルーチン{\tt norh\_plot}
（第\ref{section:image_plot}・\ref{section:pol_plot}節）
{\tt norh\_plot\_alpha} （第\ref{section:spectrum_plot}節）。

\noindent$\bullet$ 
生データを直接読むルーチン{\tt norh\_rd\_rdt}（第\ref{section:rd_rdt}節）。

\noindent$\bullet$ 
太陽位置（方位角・仰角）を得るルーチン{\tt norh\_t2azel}
（第\ref{section:azel}節）。

\noindent$\bullet$ 
アンテナ番号・アンテナ組番号と名前の対応
（第\ref{section:antnum}節）。

\noindent$\bullet$ 
SZファイルの作り方（第\ref{section:mksz}節）。

\noindent$\bullet$  {\tt norh\_dat}の削除

\noindent$\bullet$ 太陽追跡情報{\tt ephe}データの追加

\section{解析ソフトを使うには}

ここで紹介する電波ヘリオグラフ解析ソフトを使うには、
以下の設定が必要である。

\subsection{IDLを用いて解析する場合の準備}

\medskip
\noindent
(1) {\bf SolarSoftware}のインストール

「SolarSoftware（SSW）」をサブパッケージ「Radio/NoRH」
を含めてインストールする。これ以外にもYohkoh/SXTを
含めることを強く推奨する。これらのパッケージがインストールされていない場合は
コンピュータ管理者に相談してほしい。
「SolarSoftware」の配布元は、
{\tt http://www.lmsal.com/solarsoft/}
である。このマニュアルではSSWをインストールしたトップディレクトリを
{\ssw}と定義する。またNoRHサブパッケージのトップディレクトリを
{\norh}（通常は{\ssw}{\tt /radio/norh}）と定義する。

\medskip
\noindent
(2) {\bf NoRHデータベース}のインストール

国立天文台野辺山データアーカイブ
{\tt ftp://nsro-archive.nro.nao.ac.jp/pub/norh/data}

やCD-ROMからデータベースをコピーしてインストールする。
{\norh}{\tt /data}にインストールするのがデフォルト。

{\bf 注意 1 ！} 
NoRHデータベースのうちtsxデータ(付録\ref{tsx}節参照)は、サイズが
大きく転送に時間がかかる。このデータは解析には絶対
必要というわけではないので{\bf 転送しなくてもよい}。

{\bf 注意 2 ！} 
野辺山のネットワークを過負荷にしないために、
初期設定はCD-ROMをつかって、
その後の更新だけネットワーク経由で行うという
方式をしてくれるよう強く要望する。


\medskip
\noindent
(3) 個人環境の設定

環境設定ファイル{\tt \char126/.cshrc}中で \\
{\tt
\hspace*{10mm} setenv SSW {\it SSWのディレクトリ}\footnote{
野辺山観測所では {\tt /sgi1/ssw}} \\
\hspace*{10mm} setenv SSW\_INSTR ``norh'' \\
\hspace*{10mm} setenv NORH \$\{SSW\}/radio/norh \\
\hspace*{10mm} source \$\{SSW\}/gen/setup/setup.ssw \\
\hspace*{10mm} source \$\{NORH\}/setup/setup.norh \\
}
を適当な箇所に書き加える。ただし環境変数{\ssw}はサイトによって異なるので
注意。また他の観測機器も同時解析する場合は \\
{\tt
\hspace*{10mm} setenv SSW\_INSTR ``norh sxt'' \\
}
などとする。ディスクスペースの都合などの理由から
サイトによってはNoRHデータベースをデフォルト（{\norh}{\tt /data}）とは異なる
場所にインストールしている場合がある
\footnote{野辺山観測所ではデフォルトでよいので設定不要}。
その際は、\\
{\tt
\hspace*{10mm} setenv NORHDB {\it NoRHデータベースのディレクトリ} \\
}
とする。

\subsection{IDLを用いないで解析する場合の準備}

\medskip
\noindent
(1) {\bf NoRHソフトウェア}のインストール

NoRHソフトウェアを展開する。展開する大元のディレクトリは
任意である。
このマニュアルではこのディレクトリを\norh と定義する。
なお配布CD-ROMにはNoRHソフトの
オリジナルが入っているのでそれを{\norh}にインストールしてもよい。

\medskip
\noindent
(2) {\bf NoRHデータベース}のインストール

国立天文台野辺山データアーカイブ
{\tt ftp://nsro-archive.nro.nao.ac.jp/pub/norh/data}

やCD-ROMからデータベースをコピーしてインストールする。
{\norh}{\tt /data}にインストールするのがデフォルト。

{\bf 注意 1 ！}
NoRHデータベースのうちtsxデータ(付録\ref{tsx}節参照)は、サイズが
大きく転送に時間がかかる。このデータは解析には絶対
必要というわけではないので{\bf 転送しなくてもよい}。

{\bf 注意 2 ！}
野辺山のネットワークを過負荷にしないために、
初期設定はCD-ROMをつかって、
その後の更新だけネットワーク経由で行うという
方式をしてくれるよう強く要望する。


\medskip
\noindent
(3) 個人環境の設定

環境設定ファイル{\tt \char126/.cshrc}中で \\
{\tt
\hspace*{10mm} setenv NORH {\it NoRHのディレクトリ}\footnote{
野辺山観測所では {\tt /archive/pub/norh}} \\
\hspace*{10mm} source \$\{NORH\}/setup/setup.norh \\
}
を適当な箇所に書き加える。ただし環境変数{\norh}はサイトによって異なるので
注意。
ディスクスペースの都合などの理由から
サイトによってはNoRHデータベースをデフォルト（{\norh}{\tt /data}）とは異なる
場所にインストールしている場合がある
\footnote{野辺山観測所ではデフォルトでよいので設定不要}。
その際は、\\
{\tt
\hspace*{10mm} setenv NORHDB {\it NoRHデータベースのディレクトリ} \\
}
とする。


\clearpage
\section{IDLによる解析}

\subsection{SSW/IDL立ち上げ}

この節で紹介するNoRH用IDLプロシジャはすべてSolarSoftware(SSW)に
依存している。前節の設定を行った後実際に解析する際はSSW/IDLを立ち上げる。

\unix {\bf sswidl \crmk}

\subsection{データベース}

\subsubsection{観測時刻・観測ログ}

観測時刻についてはデータベースがある('info'データ：付録\ref{info})。
たとえば1998年7月1日UT（から24時間のあいだ）に取得した
17GHz定常データ(1秒積分)の観測スケジュール
を表示するには \\
\idl {\bf norh\_pr\_info,'1998-07-01' \crmk} \\
1998年7月1日UTから7月3日UTまでであれば \\
\idl {\bf st\_time='1998-07-01' \crmk} \\
\idl {\bf ed\_time='1998-07-03' \crmk} \\
\idl {\bf norh\_pr\_info,st\_time,ed\_time \crmk} \\
17GHzイベントデータ(50/100ミリ秒積分)のリストを表示するには \\
\idl {\bf norh\_pr\_info,st\_time,ed\_time,/event \crmk} \\
34GHzイベントデータ(50/100ミリ秒積分)のリストを表示するには \\
\idl {\bf norh\_pr\_info,st\_time,ed\_time,/event,freq=34 \crmk} \\
とする。結果は \\
%
\hspace*{0.5cm} \begin{minipage}[t]{15cm} \small \begin{verbatim}
              Start      End   Schedule   StFr   EdFr
               (UT)      (UT)                        
1998-06-30 22:45:22  06:44:56   980701       1  28775
1998-07-01 22:45:24  06:44:57   980702       1  28774
\end{verbatim}
\end{minipage}\medskip\\
%
のようになる。
出力1行あたり1スケジュール（付録\ref{schedule}）で、左から、
スケジュールの開始時刻・終了時刻・スケジュールID・
開始フレーム番号・終了フレーム番号である。
また、観測ログ（付録\ref{lob}）を同時に表示するには \\
\idl {\bf norh\_pr\_info,st\_time,ed\_time,/log \crmk} \\
とする。先ほどのリストに加えて \\
%
%
\hspace*{0.5cm}\begin{minipage}[t]{15cm}\small \begin{verbatim}
### 92/07/10
*Delay offset table was cleared around 14h because
the online software bug was found.
\end{verbatim}\end{minipage}\medskip\\
%
%
と表示される。


\subsubsection{イベントリスト}

イベントについてはデータベースがある('evx'データ： 付録\ref{evx})。
たとえば
1998年4月23日UTのイベントのリストを表示するには \\
\idl {\bf norh\_pr\_evx,'1998-04-23' \crmk} \\
1998年4月23日UTから4月27日UTまでであれば \\
\idl {\bf st\_time='1998-04-23' \crmk} \\
\idl {\bf ed\_time='1998-04-27' \crmk} \\
\idl {\bf norh\_pr\_evx,st\_time,ed\_time \crmk} \\
34GHzのイベントを表示するには\\
\idl {\bf norh\_pr\_evx,st\_time,ed\_time,freq=34 \crmk} \\
相関値0.015 (すなわち1.5\%)以上のイベントのみの場合は\\
\idl {\bf norh\_pr\_evx,st\_time,ed\_time,criterion=0.015 \crmk} \\
GOESクラス・活動領域NOAA番号なども同時に表示する場合は
\footnote{ようこうソフト・データベースがインストールされていることが必要}\\
\idl {\bf norh\_pr\_evx,st\_time,ed\_time,/goes \crmk} \\
さらに「ようこう」硬X線望遠鏡のカウント数も同時に表示する場合は
\footnote{ようこうソフト・データベースがインストールされていることが必要}\\
\idl {\bf norh\_pr\_evx,st\_time,ed\_time,/goes,/hxt \crmk} \\
とする。結果は \\
%
%
\hspace*{0.5cm}\begin{minipage}[t]{15cm}\footnotesize \begin{verbatim}
              Start      Peak      End    Dur    Max Cor. / GOES NOAA  Loca- / HXT
              (UT)       (UT)      (UT)  (sec)  (x 10^-4) /             tion / Low  Med1  Med2  High
1992-11-02 02:40:31  02:49:18  03:40:30   3599       1769 / X9.0             / 5278  1500   210    30
1992-11-05 06:06:44  06:20:41  06:39:59   1995        171 / M2.0             / 68    36    22    15
1992-11-23 03:33:42  04:31:07  06:37:18  11016        555 / C9.1 7347 S09W13 / 12     7     5    10
\end{verbatim}\end{minipage}\medskip\\

%
%
のようになる。

\subsubsection{当番報告}

1998年第17週以後のデータであれば、
データ当番の週ごとの報告をみることができる
('rep'データ：付録\ref{rep})。
1998年第20週の報告は\\
\idl {\bf norh\_pr\_rep,1998,20 \crmk} 


\subsection{時系列データ}

一日の観測が終了するとその日の相関値の時間変化のデータを
収めたファイルが生データから自動作成される。これを元にして
相関値のプロットを描ける。以下がその手順である。
プロットされる量は、
「電波ヘリオグラフの（短い基線長のものをのぞいた）
アンテナ対群の信号相関値の平均値」である。
フレアなどの強い電波信号がやってくるとこの相関値も上昇することが
わかっているので光度曲線の代用にできる（17GHzで相関値1\%ごとに30 SFUぐらい）。
電波放射密度のほんとうの光度曲線を描くためには
各時刻ごとの画像から放射密度を求める必要がある
（\ref{section:tbflux}参照）ので
たいへんな計算量を要するのに対して相関値は直接観測量なのですぐにもとまる
のでこちらで代用することが多い。
また相関値は信号強度にあまりよらないので天候などの影響をうけにくいという
利点もある。
しかし、相関値は最大値1という上限をもっており、実際の電波フラックスが
強くなるとかならずしも光度を反映しなくなることに注意する必要がある。

\subsubsection{相関値 tcxデータ}

tcxデータはメモリ占有量が少なくて軽いという利点がある (付録\ref{tcx})。
しかし偏波情報がない。読み込むには、
例えば1998年4月20日JSTの17GHzであれば \\
\idl {\bf norh\_rd\_tcx,'1998-4-20',index,data \crmk} \\
とする。1998年4月23日JSTから4月27日であれば、\\
\idl {\bf norh\_rd\_tcx,'1998-04-23','1998-04-27',index,data \crmk} \\
とする。34GHzは、\\
\idl {\bf norh\_rd\_tcx,'1998-4-20',index,data,freq=34 \crmk} \\
とする。イベントモードは \\
\idl {\bf norh\_rd\_tcx,'1998-04-23',index,data,/event \crmk} \\
とする。また直接ファイルを指定してもよく\\
\idl {\bf norh\_rd\_tcx,file,index,data \crmk} \\
として読み込む。グラフ表示するには、\\
\idl {\bf utplot,index,data \crmk} \\
とする。

\subsubsection{相関値 tsxデータ}

tsxデータは偏波情報をふくむ（17GHzのみ） (付録\ref{tsx})。
ただしデータ量が多く読み込むのに時間がかかる。
例えば1998年4月20日JSTの17GHzであれば \\
\idl {\bf norh\_rd\_tsx,'1998-4-20',index,data \crmk} \\
として読み込む。1998年4月23日JSTから4月27日であれば、\\
\idl {\bf norh\_rd\_tsx,'1998-04-23','1998-04-27',index,data \crmk} \\
とする。34GHzは、\\
\idl {\bf norh\_rd\_tsx,'1998-4-20',index,cor,freq=34 \crmk} \\
とする。イベントモードは \\
\idl {\bf norh\_rd\_tsx,'1998-04-23','1998-04-27',index,data,/event \crmk} \\
とする。また直接ファイルを指定してもよく\\
\idl {\bf norh\_rd\_tsx,file,index,data \crmk} \\
とする。グラフ表示するには、\\
\idl {\bf utplot,index,data(0,*) \crmk} \hspace{1cm}; 17GHz右円偏波成分\\
\idl {\bf utplot,index,data(1,*) \crmk} \hspace{1cm}; 17GHz左円偏波成分\\
\idl {\bf utplot,index,data \crmk} \hspace{1.8cm}; 34GHz

\subsection{画像データ}

\subsubsection{野辺山観測所アーカイブに置いてある合成済画像}

野辺山太陽電波観測所アーカイブ（第\ref{archive}節参照）では
いくらかの画像がすでに
合成されて公開されている（表\ref{table:archive}参照）。まずはこれらを
転送して解析するのをすすめる。

\begin{table}[!h]
\caption{野辺山観測所アーカイブに置いてある合成済画像}
\begin{center}
%\renewcommand{\arraystretch}{1.2}
\begin{tabular}{lllll} \hline
種類 & 周波数 & 合成プログラム & 収録時期 & 収録ディレクトリ \\\hline
10分間隔 & 17GHz & koshix & 1998年以後  & {\tt images/10min}\\
南中時(3:00UT) & 17/34GHz & koshix/hanaoka & 1992年7月以後 & {\tt images/daily} \\
イベント$^{*}$ & 17/34GHz & hanaoka/fujiki & 1992年6月以後 & {\tt images/event} \\
弱イベント$^{*}$ & 17/34GHz & hanaoka & 1992年6月以後 & {\tt images/eventw} \\
GOES M・Xイベント & 17/34GHz & hanaoka & 1992年6月以後 & {\tt images/goes\_event} \\\hline
\end{tabular}
\label{table:archive}
\end{center}
*: ここでいう「イベント」は最高相関率が1.5\%以上のもの、「弱イベント」は
最高相関率0.5\%以上1.5\%以下のもの。
\end{table}


\subsubsection{画像合成の前処理 --- 観測生データの転送}

画像合成するためには生データとSZファイルと（付録\ref{raw}・\ref{sz}）を
国立天文台野辺山データアーカイブ（付録\ref{archive}）から
手元のワークステーションにネットワーク経由で転送するという
前処理が必要になる。以下がその方法である。

{\bf 注意！} 生データは1ファイル（10分観測）あたり約16Mbyteある。
国立天文台野辺山から（ネットワーク的に）遠隔地にある
サイトのユーザーは、この節の方法ではなく、
CD-ROMの郵送によりデータ取得することを強く推奨する（付録\ref{archive}）。

\medskip
\noindent
(1) 基本 --- 等時間間隔で画像を作るための17GHz生データを転送する場合

例えば、UT 1997年4月20日の1時30分から3時30分まで600秒おきの
17GHzの画像を作るのに必要な生データを転送する場合は \\
\idl {\bf st\_time='1997-04-20 1:30:00' \crmk} \\
\idl {\bf ed\_time='1997-04-20 3:30:00' \crmk} \\
\idl {\bf interval=600 \crmk} \\
\idl
{\bf norh\_trans,st\_time,ed\_time,interval \crmk}

\medskip
\noindent
(2) 任意時刻の17GHz生データを転送する場合

例えば、UT 1997年4月20日の1時30分・1時40分と4月21日の2時00分の
17GHzの画像を作るのに必要な生データを
転送する場合は \\
\idl {\bf time=['1997-04-20 1:30:00','1997-04-20 1:40:00'
,' 1997-4-21 2:00:00'] \crmk} \\
\idl {\bf norh\_trans,time \crmk}

\medskip
\noindent
(3) 34GHz生データ

34GHzの画像を作るのに必要な生データを転送する場合は \\
\idl {\bf norh\_trans,time,freq=34 \crmk}

\medskip
\noindent
(4) イベントモード

イベントモード（50/100msec積分）の画像を作るのに
必要な生データを転送する場合は \\
\idl {\bf norh\_trans,time,/event \crmk}

\subsubsection{画像合成}

画像合成プログラムは、Hanaoka・Koshix・Fujikiがある。それぞれ
のプログラムが対応するデータについては表\ref{table:program}を
参照のこと。また詳細については第\ref{program}節参照。

{\bf 注意！} 画像合成プログラムはすべてFortran77（一部90）で
書かれている。この節で説明するIDLプロシジャは、
これらの実行形式バイナリへの入力ファイルを生成したあとに
コマンドを外部呼び出ししている。このソフトウェアパッケージには
{\bf Sun/Sparc・NEC/SX・NEC/EWS}の各計算機用のコンパイル済み
実行形式バイナリが含まれているので{\bf これらの計算機上では}実行する
ことができる。これ以外の計算機での使用には各自でのコンパイルが
必要になる（商用数値計算ライブラリの購入が別途必要。第5節参照）。

\medskip
\medskip
\noindent
(1) 基本 --- 等時間間隔で

例えば、UT 1997年4月20日の1時30分から
3時30分まで600秒おきの
17GHzの画像を作る場合は \\
\idl {\bf st\_time='1997-04-20 1:30:00' \crmk} \\
\idl {\bf ed\_time='1997-04-20 3:30:00' \crmk} \\
\idl {\bf interval=600 \crmk} \\
\idl {\bf norh\_synth,st\_time,ed\_time,interval \crmk} \\
こうするとローカルマシンでプログラムが走る。
リモートマシンで走らせるには\\
\idl
{\bf norh\_synth,st\_time,ed\_time,interval,host='sx' \crmk} \\
またNQS\footnote{NQSとはNetwork
Queing Systemの略でスーパーコンピュータの事実上の標準ジョブ管理システム
プログラムである。}ジョブとして投入するには\\
\idl
{\bf norh\_synth,st\_time,ed\_time,interval,host='sx',queue='B' \crmk} \\
こうするとキュージョブクラス'B'で
画像合成プログラムが走る。


\medskip
\noindent
(2) 任意時刻

フレアなど興味ある現象がおこったときなどに
任意時刻・時間間隔の画像を描く場合がある。
例えば、UT 1997年4月20日の1時30分・1時40分と4月21日の2時00分の
17GHzの画像を作る場合は \\
\idl 
{\bf time=['1997-04-20 1:30:00','1997-04-20 1:40:00',' 1997-4-21 2:00:00'] 
\crmk} \\
\idl
{\bf norh\_synth,time \crmk}

\medskip
\noindent
(3) 34GHz

34GHzの画像合成をするには\\
\idl {\bf norh\_synth,time,freq=34 \crmk} \\
とする\footnote{34GHz合成ができるのは現在Hanaokaだけで、
KoshixとFujikiとは未対応である。}。

\medskip
\noindent
(4) イベントモード

イベントモード（50/100msec積分）の画像合成をするには\\
\idl {\bf norh\_synth,time,/event \crmk} \\
とする。

\medskip
\noindent
(5) KoshixやFujikiを使う

画像合成プログラムはデフォルトではHanaokaである。KoshixやFujiki
\footnote{Fujikiは部分像しか合成できないので視野中心座標の指定が
別途必要。}を使うには \\
\idl {\bf norh\_synth,time,prog='koshix' \crmk} \\
とする。

\medskip
\noindent
(6) 部分像を合成する

部分像を合成するには、視野中心の太陽面中心からのずれ(x,y)と
視野（必ず正方形）とを指定する。
ずれは、
[1] 1秒角 または [2]ピクセルを
単位とする二通りの指定方法がある。
ピクセルサイズについては表\ref{table:program}を参照のこと。
視野はピクセル単位で与える。
プログラムごとに許容する視野があるので表\ref{table:program}を参照のこと。

視野中心へ太陽中心から(-431,54)秒角
ずれた視野(256$\times$256)ピクセルの画像をつくるには\\
\idl {\bf norh\_synth,time,cenfnl=[-431,54],size=256 \crmk}\\
視野中心へ太陽中心から(100,-20)ピクセル
ずれた視野(128$\times$128)ピクセルの画像をつくるには\\
\idl {\bf norh\_synth,time,cenunit='pixel',cenfnl=[100,-20],size=128 \crmk}


\medskip
\noindent
(7) 指定した正確な時刻の画像を合成したいとき

デフォルトではinfoデータベース（付録\ref{info}節）によって
時刻とフレーム番号との対応を取得する。
しかしこの方法では指定したものに対して1秒程度
ずれた時刻の画像を合成してしまうことがある。
これを100ミリ秒精度で
おこなうにはtsxデータベース（付録\ref{tsx}）を使う
\footnote{infoデータベースは、観測スケジュールの
開始時刻と終了時刻とだけを含んでいる。いっぽう
tsxデータベースはデータフレーム個々の時刻情報を
含んでいる。}。
その方法は\\
\idl {\bf norh\_synth,st\_time,ed\_time,interval,/usetsx \crmk}

\subsection{データ解析}

\subsubsection{画像読み込み・表示}

ファイル（群）名を直接指定してIDLで画像を読み込んで解析する。。 \\
\idl {\bf norh\_rd\_img,file,index,data \crmk} \\
これで輝度温度（単位K）画像が配列dataに格納されて、
構造体indexが生成される。
画像表示は \\
\idl {\bf stepper, data, norh\_get\_info(index) \crmk}

\subsubsection{ビームパターン}

ビームパターン（半値の等高線; half power beam width [HPBW]）を
画像に重ねて描くには \\
\idl {\bf beam=norh\_beam(index) \crmk} \\
\idl {\bf ocontour,beam,levels=[0.5] \crmk}


\subsubsection{太陽面座標グリッド}

表示した画像に太陽の緯度経度グリッドを重ね合わせるには \\
\idl {\bf stepper, data(*,*,0), norh\_get\_info(index(0)) \crmk} \\
\idl {\bf norh\_grid, index(0) \crmk} \\
とする。
画像上マウスカーソルで指定した位置の、太陽面座標（緯度経度）を求めるには \\
\idl {\bf norh\_grid, index(0), /read\_out \crmk}

\subsubsection{画像に関する情報を得るには}

画像の時刻（UT）を得るには \\
\idl {\bf print,fmt\_tim(index) \crmk} \\
画像の観測周波数を得るには \\
\idl {\bf print,norh\_gt\_freq(index) \crmk} \\
画像の偏波情報（R+LかR-Lか）を得るには \\
\idl {\bf print,norh\_gt\_polariz(index) \crmk} \\
画像中心が、
太陽中心を原点とした秒角単位の座標でどこにあるかを表示するには \\
\idl {\bf print,norh\_gt\_imgcen(index) \crmk} \\
画像のロール角（常にゼロ）を得るには\\
\idl {\bf print,norh\_cen(index,roll=roll) \crmk} \\
画像の積分時間を得るには\\
\idl {\bf print,norh\_gt\_expdur(index) \crmk}

\subsubsection{SolarSoftwareのマッププロシジャを使うには}

異なる観測機器で取得したデータを重ね合わせるには、
D. Zarro氏がSolarSoftwareパッケージに提供しているマッププロシジャ
(詳しくは {\tt http://orpheus.nascom.nasa.gov/\char126 zarro/idl/maps.html})を
用いるのが便利である。NoRHデータをマップ形式に変換するには
次のようにする。\\
\idl {\bf norh\_index2map,index,data,map  \crmk} \\
\idl {\bf plot\_map,map  \crmk}

\subsubsection{輝度温度（$T_{b}$）から放射束密度へ（$F_{\nu}$）の変換}
\label{section:tbflux}

ヘリオグラフ画像は輝度温度（単位 K）の分布である。
これを各ピクセルからやってくる輝度（単位 SFU/sterad）に変換するには\\
\idl {\bf fi=norh\_tb2flux(data,index,/intensity) \crmk} \\
またある画像全体や部分領域から
やってくる面積分した放射束密度（単位 SFU）を知るには次のようにする。
画像全体からやってくる放射束密度であれば \\
\idl {\bf fi=norh\_tb2flux(data,index) \crmk}\\
部分領域$i0\le i\le i1$、$j0 \le j \le j1$
ピクセルの領域の放射を求めるには \\
\idl {\bf box=[i0, i1, j0, j1] \crmk}\\
\idl {\bf fi=norh\_tb2flux(data,index,box=box) \crmk}\\
部分領域指定は$(x,y)$座標（太陽中心が原点で単位は秒角）でもよく、
$x0\le x\le x1$、$y0 \le y \le y1$ の領域の放射を求めるには \\
\idl {\bf abox=[x0, x1, y0, y1] \crmk}\\
\idl {\bf fi=norh\_tb2flux(data,index,abox=abox)  \crmk}

\subsubsection{円偏波率をもとめる}
\label{section:polarization}

17GHzデータについては(R+L)と(R--L)との画像の組合わせから
円偏波率をもとめることが
できる。円偏波率の画像は、放射メカニズムを判断したり、
コロナ磁場強度を測定するのにつかう。
定義は
$$
r_{c} 
\equiv {F_{\nu}^{(R-L)}\over F_{\nu}^{(R+L)}}
= {T_{b}^{(R-L)}\over T_{b}^{(R+L)}}
$$
最小が--1 （完全左円偏波）最大が+1 （完全右円偏波）。
求め方は\\
\idl {\bf file='./ipa990828\_005642' \crmk} \\
\idl {\bf norh\_rd\_img,file,indexa,dataa \crmk} \\
\idl {\bf file='./ips990828\_005642' \crmk} \\
\idl {\bf norh\_rd\_img,file,indexs,datas \crmk} \\
\idl {\bf fi17=norh\_tb2flux(dataa,indexa,/intensity) \crmk} \\
\idl {\bf fv17=norh\_tb2flux(datas,indexs,/intensity) \crmk} \\
\idl {\bf norh\_polariz,indexa,fi17,indexs,fv17,indexp,pol,mvdp \crmk} \\
{\tt pol}が円偏波率$r_{c}$の分布画像。
{\tt mvdp}は得られた{\tt pol}が有効なピクセルについては1が無効なピクセル
（たとえば信号が弱いなどの理由で）についてはゼロがはいっている。
{\tt indexp}は{\tt pol}に対応するインデックス。
実際は、放射束密度に変換する過程を省いて輝度温度を用いてもよい
（結果は同じになる）。 \\
\idl {\bf norh\_polariz,indexa,dataa,indexs,datas,indexp,pol,mvdp \crmk} 

\subsubsection{画像どうしのビームサイズをそろえる}
\label{section:convolv}

1995年10月以後は、17と34GHzとの2周波数で観測されている。
これらの画像を同時に用いてスペクトル解析をするためには
画像どうしのビームの大きさをそろえる必要がある。以下のようにする。\\
\idl {\bf norh\_rd\_img,file0,index0,data0 \crmk} \\
\idl {\bf norh\_rd\_img,file1,index1,data1 \crmk} \\
\idl {\bf norh\_convol,index1,index0,data0,index0c,data0c \crmk} \\
{\tt norh\_convol}は、{\tt index1}に対応するビームで{\tt data0}を
たたみこむ。{\tt data0c}のピクセルの大きさはビームと画像とで粗い方になる。
同様に\\
\idl {\bf norh\_convol,index0,index1,data1,index1c,data1c \crmk} \\
こうしてできあがった{\tt data0c}と{\tt data1c}とはビームサイズが
互いに等しくピクセルサイズも等しい（元の粗い方と等しい）。

\subsubsection{スペクトル分布をもとめる}
\label{section:spectrum}

17GHzと34GHzとの画像の組合わせから
スペクトル分布をもとめることが
できる。
スペクトル画像は、放射メカニズムを判断したり、
非熱電子のべき指数を測定するのにつかう。求まる量は$\alpha$で定義は
$$
F_{\nu} \propto {\nu}^{\alpha}
$$
である。NoRHは2周波数で測定しているので実際は
$$
{\alpha} =
{\log{(F_{\nu}^{34{\rm GHz}}/F_{\nu}^{17{\rm GHz}})}
\over
\log{({34{\rm GHz}}/{17{\rm GHz}})}}
$$
としてもとめる。
なおふたつの画像（17GHzと34GHzと）は視野が一致していることが必要である。\\
\idl {\bf file='./ipa990828\_005642' \crmk} \\
\idl {\bf norh\_rd\_img,file,indexa,dataa \crmk} \\
\idl {\bf file='./ipz990828\_005642' \crmk} \\
\idl {\bf norh\_rd\_img,file,indexz,dataz \crmk} \\
\idl {\bf fi17=norh\_tb2flux(dataa,indexa,/intensity) \crmk} \\
\idl {\bf fi34=norh\_tb2flux(dataz,indexz,/intensity) \crmk} \\
\idl {\bf norh\_convol,indexz,indexa,fi17,indexa\_c,fi17\_c \crmk} \\
\idl {\bf norh\_convol,indexa,indexz,fi34,indexz\_c,fi34\_c \crmk} \\
\idl {\bf norh\_alpha,indexa\_c,fi17\_c,indexz\_c,fi34\_c
,indexal,alpha,mvda \crmk} \\
{\tt alpha}がスペクトルべき指数$\alpha$の分布画像。
{\tt mvda}は得られた{\tt alpha}が有効なピクセルについては1が無効なピクセル
（たとえば信号が弱いなどの理由で）についてはゼロがはいっている。
{\tt indexal}は{\tt alpha}に対応するインデックス。

\subsubsection{部分領域の光度曲線・円偏波率・スペクトル変動曲線}

連続した画像から、そのある空間部分の光度・円偏波率・スペクトルの時間変動曲線を
得るには以下のようにする。\\
%
\idl {\bf abox=[23,35,33,41] \crmk}\\
\idl {\bf fi17=norh\_tb2flux(dataa,indexa,abox=abox) \crmk}\\
\idl {\bf fv17=norh\_tb2flux(datas,indexs,abox=abox) \crmk}\\
\idl {\bf fi34=norh\_tb2flux(dataz,indexz,abox=abox) \crmk}\\
\idl {\bf norh\_polariz,indexa,fi17,indexs,fv17,indexp,polariz,mvdp \crmk}\\
\idl {\bf norh\_alpha,indexa,fi17,indexz,fi34,indexal,alpha,mvda \crmk}\\
%
としてデータを作り、表示は、 \\
%
\idl {\bf utplot,indexp,polariz \crmk} \\
\idl {\bf utplot,indexal,alpha \crmk} \\
などとする。

\subsubsection
{光学的に薄い非熱ジャイロシンクロトロン放射 （試験公開）}
\label{section:gyrosynchrotron}

{\bf 注意}：改良についてのコメント歓迎。\\

放射領域物理量から放射を求めることができる。\\
Dulk (1985) の方法とRamaty (1969)の方法とが用意されている。
ここでは電子の分布関数が以下のようなものであると
仮定している。
$$
{{d NV(E)} \over {d E}} = K \left({{E}\over{E_{0}}}\right)^{-\delta}。
$$
$E$は電子のエネルギー（keV）・$NV(E)$はエネルギー$E$以上の電子数（particles）。
この分布はパラメータ$\delta$と$E_{0}$と$K$とによって記述されるが、$K$のかわりに
$NV(E_0)=K/(\delta -1)/E_0^{\delta-1}$を与える方が物理的な意味が明確になるので
そちらを実際は用いる。以下のプロシジャではDulk (1985)にならい、
$E_0 = 10\ {\rm keV}$で固定している。 \\

\noindent
(a) 物理量から放射を求める

放射領域の、電子分布べき指数$\delta$・磁場強度（G）
・視線と磁場とのなす角度（度）、さらに
（エネルギー10keV以上の）非熱電子数（個）を
入力すると、放射束密度（SFU）・円偏波率が以下のように得られる。 
Dulk (1985)の方法では \\
\idl {\bf dulk\_gysy,delta,bb,theta,nv,freq,fi,rc \crmk} \\
注意：知りたい周波数{\tt freq}（GHz）も与えること。
さらに放射源の大きさ（立体角であたえる。単位はsterad）をあたえると
光学的厚さが求まる。\\
\idl {\bf dulk\_gysy,delta,bb,theta,nv,freq,fi,rc,omega,tau \crmk} \\
同様にRamaty (1969)の方法では\\
\idl {\bf ramaty\_gysy,delta,bb,theta,nv,freq,fi,rc \crmk} \\
\idl {\bf ramaty\_gysy,delta,bb,theta,nv,freq,fi,rc,omega,tau \crmk} \\
注意：周波数{\tt freq}（GHz）は自動的に生成・出力される。

\bigskip
\noindent
(b) 放射から物理量を求める

Dulk (1985) の近似モデルにもとづいて、放射から放射領域物理量
を求めることができる。\\
2周波数（17と34GHz）分の放射束密度の強度（I成分）からは
電子分布べき指数がただちに求められる。\\
\idl {\bf norh\_alpha,indexa,fi17,indexz,fi34
,indexal,alpha,mvda \crmk} \\
\idl {\bf norh\_alpha2delta,alpha,delta \crmk} \\
電波ヘリオグラフではこれに加えて17GHzの円偏波（V成分）のデータがあるのでこれを
用いて物理量を得ることができる。ただし、得るべき物理量3つ
（磁場強度・視線と磁場とのなす角度・非熱電子数）のうちどれかひとつを
仮定しなければならない。\\
\idl {\bf norh\_gysy\_inv,fi17,fi34,delta,fv17,thetain,bb,nv,/assumetheta 
\crmk} \\
\idl {\bf norh\_gysy\_inv,fi17,fi34,delta,fv17,bbin,nv,theta,/assumebb 
\crmk} \\
\idl {\bf norh\_gysy\_inv,fi17,fi34,delta,fv17,nvin,theta,bb,/assumenv
\crmk} \\
さらに放射源の大きさ（立体角であたえる。単位はsterad）をあたえると
光学的厚さが求まる。\\
\idl {\bf norh\_gysy\_inv,fi17,fi34,delta,fv17,thetain,bb,nv,/assumetheta 
,omega,tau \crmk} \\
\idl {\bf norh\_gysy\_inv,fi17,fi34,delta,fv17,bbin,nv,theta,/assumebb 
,omega,tau \crmk} \\
\idl {\bf norh\_gysy\_inv,fi17,fi34,delta,fv17,nvin,theta,bb,/assumenv
,omega,tau \crmk} \\
注意：画像の場合は事前にビームサイズをそろえること
（\ref{section:convolv}節参照）。

\subsubsection{光学的に薄い熱制動放射 （試験公開）}
\label{section:freefree}

{\bf 注意}：改良についてのコメント歓迎。 \\

\noindent
(a) 物理量から放射を求める

Dulk (1985) の近似モデルにもとづいて、放射領域物理量から放射
を求めることができる。\\
放射領域の電子温度（K）・視線方向磁場強度（G）
・ボリュームエミッションメジャ（cm$^{-3}$）を
入力すると、放射束密度（SFU）・円偏波率が以下のように得られる。 \\
\idl {\bf dulk\_frfr,te,b\_loc,vem,freq,fi,rc \crmk} \\
さらに放射源のサイズ（sterad）をあたえると光学的厚みも得られる。\\
\idl {\bf dulk\_frfr,te,b\_loc,vem,freq,fi,rc,omega,tau \crmk}

\bigskip
\noindent
(b) 放射から物理量を求める

Dulk (1985) の近似モデルにもとづいて、放射から放射領域物理量
を求めることができる。\\
17GHz放射束密度のI成分・V成分をあたえると、視線方向磁場と$VEM/\sqrt{T_e}$
（$VEM$はボリュームエミッションメジャ・$T_e$は電子温度）とが求まる。 \\
\idl {\bf norh\_frfr\_inv,freq,fi,fv,b\_los,vem\_over\_sqrtte \crmk} \\
電子温度かボリュームエミッションメジャを仮定するともう一方が求まる。\\
\idl {\bf norh\_frfr\_inv,freq,fi,fv,b\_los,tein,vem,/assumete \crmk} \\
\idl {\bf norh\_frfr\_inv,freq,fi,fv,b\_los,vemin,te,/assumevem \crmk} \\
さらに放射源の大きさ（立体角であたえる。単位はsterad）をあたえると
光学的厚さが求まる。\\
\idl {\bf norh\_frfr\_inv,freq,fi,fv,b\_los,tein,vem,/assumete,omega,tau \crmk} \\
\idl {\bf norh\_frfr\_inv,freq,fi,fv,b\_los,vemin,te,/assumevem,omega,tau \crmk} 

\subsection{具体的なデータ解析の例}

この節では解析の例を記す。

\subsubsection{イベント選択}

重要なイベントについては、電波ヘリオグラフのウェブサイトに紹介されている。
まずはそこをみて概要をつかむのがのぞましい。URLは \\
\hspace*{1cm}{\tt http://solar.nro.nao.ac.jp/norh/}

\subsubsection{光度曲線}

\begin{figure}
\begin{center}
\epsfxsize=10cm
\epsfbox{corplot.eps}
\caption{光度曲線（相関値プロット）}
\label{figure:corplot}
\end{center}
\end{figure}

イベントを選びだしたら、光度曲線をみてみよう。
電波ヘリオグラフでは、「相関値」とよばれる量のプロットを
電波放射密度の光度曲線の代用とするのが便利である。
よみこみとプロットは以下のようにする
（図\ref{figure:corplot}）。\\
\idl {\bf norh\_rd\_tcx,'1999-8-28',index,data \crmk} \\
\idl {\bf utplot,index,data,/ylog \crmk} \\
こうしてプロットされる量は
「電波ヘリオグラフの（短い基線長のものをのぞいた）
アンテナ対群の信号相関値の平均値」である。
フレアなどの強い電波信号がやってくるとこの相関値も上昇することが
わかっているので光度曲線の代用にできる（17GHzで相関値1\%ごとに30 SFUぐらい）。
電波放射密度のほんとうの光度曲線を描くためには、
各時刻ごとの画像から放射密度を求める必要がある
（\ref{section:tbflux}参照）ので
たいへんな計算量を要するのに対して、相関値は直接観測量なのですぐにもとまる
のでこちらで代用することが多い。
また相関値は信号強度にあまりよらないので天候などの影響をうけにくいという
利点もある。
しかし、相関値は最大値1という上限をもっており、実際の電波フラックスが
強くなるとかならずしも光度を反映しなくなることに注意する必要がある。


\subsubsection{画像合成}

次に選びだしたイベントについて画像合成をしよう。
そのまえに、重要なフレアについてはたいていすでに合成された
画像のファイルが用意されていることが多いので
まずはそちらをしらべてほしい。ファイルは、FTPサーバ
{\tt ftp://nsro-archive.nro.nao.ac.jp/norh/images}
あるいはNoRHウェブページからもたどれる
\footnote{野辺山観測所ではディレクトリ
{\tt /archive/pub/norh/images}以下にある}。

さて、それでも「自分で合成する」という人は次のふたつの
コマンドを実行する。ここではさきほどの光度曲線にみられたイベント
のピーク付近の時刻の像を1枚合成してみる。\\
\idl {\bf norh\_trans,['1999-8-28 0:56:42']\crmk} \\
\idl {\bf norh\_synth,['1999-8-28 0:56:42']\crmk}
\footnote{野辺山観測所ではオプションhost='sx'をつけると
合成が速くすむ。} \\
前者は、生観測データ（{\tt ss17990828...}とか{\tt sz00990828...}
とかいう名前のファイル。 Fourier成分が入っている）を野辺山テープアーカイブから
カレントディレクトリに転送する作業である。転送量やネットワーク状態にも
よるが数分程度かかる。ここで
「{\tt No such file or directory.}」
という警告メッセージがでることがあるが無視してよい。転送がうまくいったら
カレントディレクトリに
{\tt ss17990828027}（約16Mbyte）、{\tt sz00990828001}（約200byte）
というファイルができるはずである。
そして上の二つ目のコマンドが実際の画像合成であり、
画像1枚あたり数十秒から数分程度かかる。実行すると
カレントディレクトリに {\tt ifa990828\_005642}、{\tt ifs990828\_005642}
という二つのファイルができる。これが画像を含んだFITSフォーマットのファイルで
前者が(R+L)成分、後者が(R--L)成分である。
スペクトル解析をおこなうためには同時刻の34GHzの画像もつくろう。\\
\idl {\bf norh\_trans,['1999-8-28 0:56:42'],freq=34\crmk} \\
\idl {\bf norh\_synth,['1999-8-28 0:56:42'],freq=34\crmk}
\footnote{野辺山観測所ではオプションhost='sx'をつけると
合成が速くすむ。} \\
同様に生観測データ（{\tt ss34990828...}、{\tt sz00990828...}など）
が転送されて
{\tt ifz990828\_005642}というファイルが合成される。 34GHzは(R+L)成分しかない。




\subsubsection{画像プロット}
\label{section:image_plot}

\begin{figure}
%\begin{minipage}{7cm}
\begin{center}
\epsfxsize=10cm
\epsfbox{norh_plot_a.eps}
\caption{17GHz (R+L)画像}
\label{figure:mapa}
\end{center}
%\end{minipage}
%
%\begin{minipage}{7cm}
\begin{center}
\epsfxsize=10cm
\epsfbox{norh_plot_s.eps}
\caption{17GHz 円偏波率画像}
\label{figure:maps}
\end{center}
%\end{minipage}
\end{figure}

つぎに画像を実際に表示してみよう。すでに合成された画像をつかうことにする。
ファイルは{\tt ipa990828\_005642}をつかう。このなかには
「画像・部分像・17GHzの(R+L)・1999年8月28日00:56:42UT」のデータが入っている。
よみこみ表示は\\
\idl {\bf file='./ipa990828\_005642' \crmk} \\
\idl {\bf norh\_rd\_img,file,indexa,dataa \crmk} \\
\idl {\bf stepper,dataa,norh\_get\_info(indexa) \crmk} \\
\idl {\bf norh\_grid,indexa \crmk} \\
簡易表示は（図\ref{figure:mapa}）\\
\idl {\bf norh\_plot,indexa,dataa \crmk} \\
表示されるデータの単位は、「輝度温度(K)」である。太陽の北が上。 \\
他波長と重ね合わせるにはマップ形式に変更するのがよい。\\
\idl {\bf norh\_index2map,indexa,dataa,mapa \crmk} \\
\idl {\bf plot\_map,mapa,/cont,/grid \crmk} \\
\idl {\bf beam=norh\_beam(indexa,xbeam=xbeam) \crmk} \\
\idl {\bf contour,beam,!x.crange(0)+xbeam,!y.crange(0)+xbeam,/over,levels=[0.5] \crmk} \\

\subsubsection{偏波率分布}
\label{section:pol_plot}


17GHzデータについては(R+L)と(R--L)との画像の組合わせから
円偏波率をもとめることが
できる。定義は
$$
r_{c}
\equiv {F_{\nu}^{(R-L)}\over F_{\nu}^{(R+L)}}
= {T_{b}^{(R-L)}\over T_{b}^{(R+L)}}
$$
最小が--1 （完全左円偏波）最大が+1 （完全右円偏波）。
円偏波率の画像は、放射メカニズムを判断したり、
コロナ磁場強度を測定するのにつかう。作り方は以下のとおり。 \\
\idl {\bf file='./ips990828\_005642' \crmk} \\
\idl {\bf norh\_rd\_img,file,indexs,datas \crmk} \\
\idl {\bf fi17=norh\_tb2flux(dataa,indexa,/intensity) \crmk} \\
\idl {\bf fv17=norh\_tb2flux(datas,indexs,/intensity) \crmk} \\
\idl {\bf norh\_polariz,indexa,fi17,indexs,fv17,indexp,pol,mvdp \crmk} \\
{\tt pol}が円偏波率$r_{c}$の分布画像。
{\tt mvdp}は得られた{\tt pol}が有効なピクセルについては1が無効なピクセル
（たとえば信号が弱いなどの理由で）についてはゼロがはいっている。
{\tt indexp}は{\tt pol}に対応するインデックス。
簡易表示は（図\ref{figure:maps}）\\
\idl {\bf norh\_plot,indexa,dataa,indexp,pol,mvdp \crmk} \\
他波長と重ね合わせるにはマップ形式に変更するのがよい（図\ref{figure:maps}）。\\
\idl {\bf norh\_index2map,indexp,pol*mvdp,mappol \crmk} \\
\idl {\bf plot\_map,mappol,/cont,levels=[-0.8,-0.4,-0.2,0.2,0.4,0.8] \crmk}

\subsubsection{スペクトルグラム}
\label{section:spectrum_plot}

\begin{figure}
\begin{center}
\epsfxsize=10cm
\epsfbox{norh_plot_alpha.eps}
\caption{スペクトルグラム（グレースケール）、
$T_{b}^{\rm 17GHz}=1{\rm MK}$の等高線（太線）、
偏波率等高線（細線） }
\label{figure:mapalpha}
\end{center}
\end{figure}

17GHzと34GHzとの画像の組合わせから
スペクトル分布をもとめることが
できる。求まる量は$\alpha$で定義は
$$
F_{\nu} \propto {\nu}^{\alpha}
$$
である。NoRHは2周波数で測定しているので実際は
$$
{\alpha} =
{\log{(F_{\nu}^{34{\rm GHz}}/F_{\nu}^{17{\rm GHz}})}
\over
\log{({34{\rm GHz}}/{17{\rm GHz}})}}
$$
としてもとめる。
スペクトル画像は、放射メカニズムを判断したり、
非熱電子のべき指数を測定するのにつかう。\\
\idl {\bf file='./ipz990828\_005642' \crmk} \\
\idl {\bf norh\_rd\_img,file,indexz,dataz \crmk} \\
\idl {\bf fi34=norh\_tb2flux(dataz,indexz,/intensity) \crmk} \\
次に17GHzと34GHz画像とでビームサイズをそろえる。\\
\idl {\bf norh\_convol,indexz,indexa,fi17,indexa\_c,fi17\_c \crmk} \\
\idl {\bf norh\_convol,indexa,indexz,fi34,indexz\_c,fi34\_c \crmk} \\
なおプロシジャ{\tt norh\_convol}は、画像間のビームサイズの違いを
修正する作業をおこなっている。つまり17GHz画像を34GHzビームでたたみこみ、
34GHz画像を17GHz画像でたたみこんでいる。そしてスペクトル画像をもとめる。\\
\idl {\bf norh\_alpha,indexa\_c,fi17\_c,indexz\_c,fi34\_c,indexal,alpha,mvda
 \crmk} \\
{\tt alpha}がスペクトルべき指数$\alpha$の分布画像。
{\tt mvda}は得られた{\tt alpha}が有効なピクセルについては1が無効なピクセル
（たとえば信号が弱いなどの理由で）についてはゼロがはいっている。
{\tt indexal}は{\tt alpha}に対応するインデックス。
簡易表示は（図\ref{figure:mapalpha}）\\
\idl {\bf norh\_plot\_alpha,indexal,alpha,mvda,indexp,pol,mvdp,indexa,dataa \crmk} \\
他波長と重ね合わせるにはマップ形式に変更するのがよい。\\
\idl {\bf norh\_index2map,indexal,alpha*mvda,mapalpha \crmk} \\
\idl {\bf plot\_map,mapalpha,dmin=-4,dmax=2 \crmk}

\subsubsection{データの解釈}

\begin{figure}
\setlength{\unitlength}{1mm}
\begin{picture}(160,100)
\put(20,90){\framebox(120,10)
{偏波率強（数10％ 以上）・プリフレアで光る・黒点上空？}}

\put(60,70){\framebox(40,10)
{$T_{b}^{\rm 17 GHz} > 1\ {\rm MK}$ ？}}

\put(27,50){\framebox(20,10){$\alpha>0$}}
\put(47,50){\framebox(20,10){$\alpha\le0$}}

\put(88,50){\framebox(20,10){$\alpha>0$}}
\put(108,50){\framebox(20,10){$\alpha\approx 0$}}
\put(128,50){\framebox(20,10){$\alpha<0$}}

\put( 0,20){\dashbox(18,20){\shortstack{ジャイロ\\ 共鳴}}}

\put(21,20){\dashbox(25,20){\shortstack{光学的に厚い\\ シンクロトロン}}}

\put(49,20){\thicklines\framebox(25,20)
{\shortstack{\bf 光学的に薄い\\ \bf シンクロトロン \\ \bf 
\underline{非熱$\delta$}}}}

\put(77,15){\dashbox(25,25)
{\shortstack{光学的に厚い\\ シンクロトロン \\ or \\ 光学的に厚い\\ 熱制動}}}

\put(105,10){\thicklines\framebox(25,30)
{\shortstack{\bf 光学的に薄い\\ \bf シンクロトロン \\ 
\bf \underline{非熱$\delta$} \\ 
\bf or \\
\bf 光学的に薄い\\ \bf 熱制動 \\ \bf \underline{コロナ $B$}}}}

\put(133,20){\thicklines\framebox(25,20)
{\shortstack{\bf 光学的に薄い\\ \bf シンクロトロン \\ 
\bf \underline{非熱$\delta$}}}}

\put(9,95){\vector(0,-1){55}}
\put(9,95){\line(1,0){11}}
\put(9,96){Yes}
\put(80,90){\vector(0,-1){10}}
\put(81,85){No}

\put(47,75){\vector(0,-1){15}}
\put(47,75){\line(1,0){13}}
\put(47,76){Yes}
\put(118,75){\vector(0,-1){15}}
\put(118,75){\line(-1,0){18}}
\put(114,76){No}

\put(37,50){\vector(0,-1){10}}
\put(57,50){\vector(0,-1){10}}
\put(98,50){\vector(0,-1){10}}
\put(118,50){\vector(0,-1){10}}
\put(138,50){\vector(0,-1){10}}


\end{picture}
\caption{スペクトル画像から放射メカニズムを解釈するチャート図}
\label{figure:interpret}
\end{figure}

図\ref{figure:interpret}のチャート図にそって解釈する。
物理量が得られるのは、「光学的に薄いシンクロトロン放射」か
「光学的に薄い熱制動放射」である。
Dulk (1985) の近似モデルにもとづいて放射領域の物理量と放射との
対応関係を求めることができる。

「光学的に薄いシンクロトロン放射」であれば
非熱電子のべき指数$\delta$がわかる。
ここでは電子の分布関数が以下のようなものであると
仮定している。
$$
{{d NV(E)} \over {d E}} = K \left({{E}\over{E_{0}}}\right)^{-\delta}。
$$
$E$は電子のエネルギー（keV）・$NV(E)$はエネルギー$E$以上の電子数（particles）。
この分布はパラメータ$\delta$と$E_{0}$と$K$とによって記述される。
図\ref{figure:interpret}のチャート図で「光学的に薄いシンクロトロン放射」
であることがわかったらあとは$\alpha$から
$$
\delta=-1.1 (\alpha - 1.2)
$$
として$\delta$をもとめる。

「光学的に薄い熱制動放射」であれば
コロナ磁場の視線方向成分強度$B$がわかる。
図\ref{figure:interpret}のチャート図で「光学的に薄い熱制動放射」
であることがわかったらあとは偏波率$r_{c}$から
$$
B \approx 30 {\rm G} \left({r_{c}\over 1\%}\right)
$$
として$B$をもとめる。

たとえば図\ref{figure:mapalpha}については以下のように解釈できる。まず、
$(x,y)=(180,-520)$付近の強偏波源は「ジャイロ共鳴放射」であると予想される。
可視光マグネトグラムを使って黒点の有無を調べることでこれを確認できる。
つぎに $T_{b}^{\rm 17GHz}=1{\rm MK}$の等高線（太線）をみると
それよりも明るくて$\alpha < 0$な個所が「光学的に薄いシンクロトロン放射」であると
解釈できる。ここの$\alpha$から$\delta$がすぐ計算できて
ループ状の構造の両端が真中よりも非熱電子のべき指数が「軟かい」ことがわかる。
つぎに$T_{b}^{\rm 17GHz}<1{\rm MK}$の領域であるが
このうち$(x,y)=(270,-500)$付近は$\alpha \approx 0$なので
「光学的に薄いシンクロトロン放射」か
「光学的に薄い熱制動放射」か区別がつかない。
もし軟X線でこの個所が明るければおそらく「熱制動放射」でそうでなければ
「シンクロトロン」であると予想される。前者であればコロナ磁場の視線方向成分強度
が偏波率からもとめられる。それ以外の個所は$\alpha>0$なので光学的に
厚い放射で物理量の情報はえられない。

\subsection{その他}

\subsubsection{生データを直接よみこむ}
\label{section:rd_rdt}

生データを直接よみこむ方法は\\
\idl {\bf norh\_rd\_rdt,st\_time,ed\_time,rdata,header \crmk} \\
デフォルトは17GHzであるが34GHzを読む場合は \\
\idl {\bf norh\_rd\_rdt,st\_time,ed\_time,rdata,header,freq=34 \crmk} \\
ただし以上は\verb*+${NORH}/rawd+以下に生データがインストールしてある
場合（野辺山ではインストール済）である。ファイルを単独にコピーしてよみこむには
そのディレクトリを以下のように指定する。\\
\idl {\bf norh\_rd\_rdt,st\_time,ed\_time,rdata,header,dir\_raw='.' \crmk} \\
直接ファイル名を指定する場合は \\
\idl {\bf norh\_rd\_rdt17,file,rdata,header \crmk} \\
\idl {\bf norh\_rd\_rdt34,file,rdata,header \crmk} \\
とする。

データに対応する時刻（JST）を得るには\\
\idl {\bf timej=norh\_rdt2timej(rdata) \crmk}

\subsubsection{アンテナ・アンテナ組番号とアンテナ名との対応}
\label{section:antnum}

アンテナ番号に対応するアンテナ（84基）の名前を得るには\\
\idl {\bf antname=norh\_antnum2name(indgen(84)) \crmk} \\
逆は\\
\idl {\bf antnum=norh\_antname2num(['n15','w01']) \crmk} \\
相関（COR）データの各要素を指定するアンテナ組番号に
対応するアンテナペア（84*83/2組）の番号を得るには\\
\idl {\bf ant=norh\_pair2ant(indgen(84*83/2)) \crmk}\\
逆は\\
\idl {\bf pair=norh\_ant2pair([0,28]) \crmk}

\subsubsection{野辺山からみた太陽の位置を得るには}
\label{section:azel}

野辺山での太陽の位置、すなわち
方位角（azimuth）・仰角（elevation）を得るには\\
\idl {\bf norh\_t2azel,time,az,el \crmk} \\
単位はともにdegreeである。

\subsubsection{SZファイルを自作するには}
\label{section:mksz}

もし何らかの理由でSZファイルを自作しなければならない場合は\\
\idl {\bf norh\_mksz,date \crmk} \\
NoRHアンテナが一部異常などで、画像合成の際にそのアンテナで取得した
データを使わないようにするためのSZファイルは \\
\idl {\bf norh\_mksz,date,['n1','e10'] \crmk} \\
この例ではアンテナN01とE10とを不使用にしている。

\clearpage
\section{IDLをつかわない解析}

この節では、IDLをつかわないでCシェルなどの基本的なUNIXコマンド
や天文学で標準的なソフトIRAFやAIPS
だけで行うデータ転送・画像合成について説明する。

\subsection{データベース}

観測時刻（info）・観測ログ（lob）・イベントリスト（evx）は
いずれもASCIIテキストファイルでありエディターソフトなどで
開いて直接読むことが可能である。それぞれの書式の詳細については
付録\ref{norhdata}節参照のこと。

\subsection{時系列データ・画像の解析}

アンテナ平均相関値の時系列データ（tcx・tsx）・ 画像（ifx・ipx）はいずれも
FITS形式ファイルであり適当な天文データ解析ソフトウェア（IRAF・AIPS）
で読んで表示することができる。

\subsection{画像データ}

\subsubsection{野辺山観測所アーカイブに置いてある合成済画像}

野辺山太陽電波観測所アーカイブ（第\ref{archive}節参照）では
合成されて公開されている（表\ref{table:archive}参照）。まずはこれらを
転送して解析するのをすすめる。

\subsubsection{観測生データの転送}

手元のコンピュータで画像合成をするには、生データと、
対応する日付のSZファイル（付録\ref{raw}・\ref{sz}節参照）とが必要である。
これを転送するには{\tt norh\_trans}コマンドを利用するのが
便利である。このコマンドはCシェルスクリプトで書かれているので
UNIX環境であればどこでも使える。また直接NSROの匿名FTPサーバ
にログインして手動で転送してもよい。

{\bf 注意！} 生データは1ファイル（10分観測）あたり約16Mbyteある。
国立天文台野辺山から（ネットワーク的に）遠隔地にある
サイトのユーザーは、この節の方法ではなく、
CD-ROMの郵送によりデータ取得することを強く推奨する（付録\ref{archive}参照）。

\medskip
\noindent
(1) norh\_transを使って

入力ファイル（例えば{\tt input}）を適切に編集した後\\
\unix {\bf norh\_trans input \crmk} \\
とする。生データとともに対応する日付のSZファイルも転送される。
入力の書式は \\
%
%
\hspace*{0.5cm}\begin{minipage}[t]{15cm}\small
{\tt ss17980214006    }\hspace{1.5cm}\# 17GHz \\
{\tt ss34980214006    }\hspace{1.5cm}\# 34GHz \\
{\tt ss17920812002 b  }\hspace{1.2cm}\# スケジュール b \\
{\tt se17990216085759 }\hspace{1cm}\# イベント \\
\end{minipage} \\
%
%
のようにする。転送する生データ1ファイルに対して１行で、
一日に複数スケジュールがあった日の定常データに対しては\\
\hspace*{1cm}(生データファイル名) (スケジュールID) \\
とする。スケジュール・生データファイル名については付録\ref{norhdata}節
参照のこと。

\medskip
\noindent
(2) 匿名FTPサーバに直接はいって

\unix {\bf ftp nsro-archive.nro.nao.ac.jp \crmk} \\
としてディレクトリ{\tt /pub/norh/raw}以下がNoRHの生データである。
この場合対応する日付のSZファイルも忘れずに転送する。


\subsubsection{画像合成}

画像合成プログラムは、Hanaoka・Koshix・Fujikiがある。それぞれ
のプログラムが対応するデータについては表\ref{table:program}を
参照のこと。また詳細については第\ref{program}節参照。

{\bf 注意！} 画像合成プログラムはすべてFortran77（一部90）で
書かれている。この節で説明するCシェルスクリプトは、これらの実行形式バイナリ
を外部呼び出ししている。このソフトウェアパッケージには
{\bf Sun/Sparc・NEC/SX・NEC/EWS}の各計算機用のコンパイル済み
実行形式バイナリが含まれているので{\bf これらの計算機上では}実行する
ことができる。これ以外の計算機での使用には各自でのコンパイルが
必要になる（商用数値計算ライブラリの購入が別途必要。第\ref{program}節参照）。

画像合成するには{\tt norh\_synth}コマンドを利用するのが便利である。
入力ファイル（例えば{\tt input}）を適切に編集した後\\
\unix {\bf norh\_synth input \crmk} \\
とする。入力の書式は画像合成プログラムごとに異なる。
第\ref{program}節を参照のこと。

デフォルト画像合成プログラムはHanaokaで17GHzであるが
34GHzの画像合成をするには \\
\unix {\bf norh\_synth -p hanaoka34 input \crmk} \\
Fujikiを使うには \\
\unix {\bf norh\_synth -p fujiki17 input \crmk} \\
Koshixを使うには \\
\unix {\bf norh\_synth -p koshix17 input \crmk} \\
とする。


\clearpage
\subsection{AIPS利用のための前処理}

電波天文学で標準的な画像合成ソフトパッケージであるAIPSを
利用するために必要な前処理について述べる。これにはNoRHの
生データをAIPSで利用可能なフォーマットに再構成する必要がある。
そのためのプログラムが{\tt c2fits}である。\\

17GHzのデータであれば\\
\unix {\bf c2fits17 $<$ input \crmk} \\
34GHzのデータであれば\\
\unix {\bf c2fits34 $<$ input \crmk} \\
とする。入力ファイルの書式
(見本が\norh{\tt/soft/c2fits}以下に置いてある)は

\hspace*{0.5cm}\begin{minipage}[t]{15cm}\small \begin{verbatim}
Inputs file for C2FITS17
------------------------------------------------------------------
Data file path and prefix     : ./ss17921008
Ephemeris file path and name  : ./sz00921008001
Frame info file path and name : ./info
Phase diff file path and name : ../../../data/rlphdif/sun0706_2rlphdif
Output file path and name     : 921008F
Start time                    : 110000
End time                      : 111000
UT or JST?                    : JST
Image Averging time           :  10
Image Increment               : 300
Smoothing Time (sec)          :   1
Bypass Amplitude Calibration? :  NO
Fixed Calibration Interval?   :  NO
Start time of interval        : 120001
End time of interval          : 120010
Dump calibration solutions?   :  NO
Skip output of FITS files?    :  NO
------------------------------------------------------------------

Note 1: The meaning of bypassing the amplitude calibration is that
        instead of computing the amplitude of the complex gains
        explicitly, the value 1.0 is used for all antennas. If the
        amplitude calibration is bypassed the amplitude smoothing
        time is ignored.

Note 2: If a fixed calibration interval is used, the smoothing time
        is ignored. It is assumed that the time standard for the
        fixed calibration interval is the same as that of the data
        interval.
\end{verbatim} \end{minipage}\medskip\\



\clearpage
\section{画像合成プログラムの詳細}
\label{program}

この節ではNoRH標準画像合成プログラムHanaoka・Koshix・Fujikiに
ついて詳細に述べる(表\ref{table:program})。
計算機Sun/Sparc・NEC/EWS・NEC/SX上で
動作する実行形式バイナリがこのパッケージには付属している。
これ以外で実行するには各自でのコンパイルが必要になるが
これについては第\ref{compile}節を参照のこと
（商用数値計算ライブラリの入手が別途必要）。

%
%
\begin{table}
\caption{画像合成プログラムのまとめ}
\begin{center}
%\renewcommand{\arraystretch}{1.2}
\begin{tabular}{lccccccc} \hline
& \multicolumn{3}{c}{対応データ [Yes/No]} &
\multicolumn{2}{c}{ピクセルサイズ [arcsec]} &
\multicolumn{2}{c}{視野 [pixel]}\\ 
& 17/34GHz & 定常/イベント & 全面像/部分像 & 17GHz & 34GHz & 17GHz & 34GHz 
\\
\hline
Hanaoka & Y/Y & Y/Y & Y/Y & 4.9 & 2.45 & $\le 512$ & $\le 1024$ \\
Koshix & Y/N & Y/Y & Y/Y & 4.9 & -- & $\le 512$ & -- \\ 
Fujiki & Y/N & Y/Y & --/Y & 2.45 &  -- & 128 & --  \\\hline 
\end{tabular} 

\bigskip
\begin{tabular}{ll} \hline
& 特徴 \\ \hline
Hanaoka & フレアに向く。広がった成分は不向き \\
Koshix & 広がった低輝度成分に向く。フレアには不向き \\
Fujiki & コンパクトな電波源を高空間分解能で \\\hline
\end{tabular}
\label{table:program} 
\end{center} 
\end{table} 
%
%

\subsection{Hanaoka}

  最も基本的な、太陽全面像におけるポイントソースのクリーンを行って像を
作る。また、17/34GHzの両方に対応している。フレアのデータ解析において最
初に全体像を把握するのに適している。一方、広がったソースには対応してい
ない。

\bigskip
\noindent
現在のバージョン \hspace{1cm} ver. 6.2

\noindent
対応している計算機 \hspace{0.5cm} NEC/SX、NEC/EWS、Sun/Sparc

\noindent
対応しているデータ \hspace{0.5cm} 
17GHz/34GHz、定常/イベントモード、全面像/部分像

\noindent
ピクセルサイズ \hspace{0.5cm} 
4.9 arcsec/pixel (17GHz)、 2.45 arcsec/pixel (34GHz)

\noindent
視野 \hspace{0.5cm} 
17GHzは512 pixel(全面像)以下 、34GHzは1024 pixel(全面像)以下

\noindent
使用法\\
\hspace*{5mm}(1) \unix {\bf hanaoka17 $<$ input}  \\
\hspace*{5mm}(2) \unix {\bf norh\_synth -p hanaoka17 input}  \\
\hspace*{5mm}(3) \idl {\bf norh\_synth,time,prog='hanaoka',freq=17} \\
\hspace*{5mm}(4) \unix {\bf hanaoka34 $<$ input}  \\
\hspace*{5mm}(5) \unix {\bf norh\_synth -p hanaoka34 input}  \\
\hspace*{5mm}(6) \idl {\bf norh\_synth,time,prog='hanaoka',freq=34} \\


\clearpage
\noindent
入力ファイル{\tt input}の具体例

行番号は便宜上つけたもの。また({\tt *})印をつけたものは通常変更しなくてよい。

見本が\norh{\tt/soft/synthesis/hanaoka}以下に置いてある。

\medskip
\noindent
17GHz

\medskip
\hspace*{0.5cm} \begin{minipage}[t]{15cm}
\renewcommand{\arraystretch}{0.8}
\begin{tabular}{rll}
     1:&{\tt .                 }&  ; 出力ディレクトリ \\
     2:&{\tt ss17980419        }&  ; 生データファイル \\
     3:&{\tt sz00980419001     }&  ; SZファイル \\
     4:&{\tt 512               }&  ; 出力画像視野サイズ \\
     5:&{\tt 1,0,0             }&  ; 出力画像中心の太陽中心からのずれ \\
     6:&{\tt 1                 }&  ; 開始フレーム番号 \\
     7:&{\tt 3600              }&  ; 終了フレーム番号 \\
     8:&{\tt 600               }&  ; フレーム間隔 \\
     9:&{\tt 1                 }&  ; *キャリブレーション積分フレーム数 \\
    10:&{\tt 1                 }&  ; *画像合成積分フレーム数 \\
    11:&{\tt -0.5,-0.5         }&  ; *CLEAN終了判定値その１(R+L),(R-L) \\
    12:&{\tt 0.01              }&  ; *CLEAN終了判定値その２ \\
\end{tabular} \end{minipage}

\medskip
\noindent
34GHz

\medskip
\hspace*{0.5cm} \begin{minipage}[t]{15cm}
\renewcommand{\arraystretch}{0.8}
\begin{tabular}{rll}
     1:&{\tt .                 }&  ; 出力ディレクトリ \\
     2:&{\tt ss34980419        }&  ; 生データファイル \\
     3:&{\tt sz00980419001     }&  ; SZファイル \\
     4:&{\tt 1024              }&  ; 出力画像視野サイズ \\
     5:&{\tt 1,0,0             }&  ; 出力画像中心の太陽中心からのずれ \\
     6:&{\tt 1                 }&  ; 開始フレーム番号 \\
     7:&{\tt 3600              }&  ; 終了フレーム番号 \\
     8:&{\tt 600               }&  ; フレーム間隔 \\
     9:&{\tt 1                 }&  ; *キャリブレーション積分フレーム数 \\
    10:&{\tt 1                 }&  ; *画像合成積分フレーム数 \\
    11:&{\tt -1                }&  ; *CLEAN終了判定値その１ \\
    12:&{\tt 0.01              }&  ; *CLEAN終了判定値その２ \\
\end{tabular} \end{minipage}

\medskip \noindent
入力ファイル{\tt input}の詳しい内容

\smallskip \noindent
{\bf （1行め）出力ディレクトリ}

\smallskip \noindent
{\bf （2行め）生データファイル} \\
定常モードデータの場合、生データのファイル名は{\tt ss{\it FFYYMMDD\#\#\#}}
（{\it FF}は周波数で17か34、{\it \#\#\#}は001から048の番号）
のようになっているが、ファイル番号の3桁の整数部分より前、すなわち
{\tt ss{\it FFYYMMDD}}を書く。イベントモードデータの場合はファイル名を書く。

\smallskip \noindent
{\bf （3行め）SZファイル}
生データに対応する日付のSZファイル名

\smallskip \noindent
{\bf （4行め）出力画像の視野ピクセル数}\\
ここで指定したピクセル数を一辺とする正方形画像が出力される。
17GHzの場合、もともと512x512画素なので、512とすると全画面、
それ以下であれば部分像が切り出される。34GHzの場合は1024x1024が全面像。
ピクセルサイズは17GHz(34GHz)画像は4.9(2.45)秒角。

\smallskip \noindent
{\bf （5行め）出力画像中心の太陽中心からのずれ}\\
最終的に太陽面中心をずらした画像を作りたい場合
に値を入れる。単位は1のときarcsec、2のときピクセルである。ずらさない場
合は1,0,0と入れるが、この場合太陽面中心と画像中心とが一致する
([1,1]-[512,512]の画像の場合、256番目と257番目のピクセルの境界)。

\smallskip \noindent
{\bf （6行め）像合成を行う最初のフレーム番号}\\
0を指定すると不等間隔のフレーム指定になる。

\smallskip \noindent
{\bf （7行め）像合成を行う最後のフレーム番号}\\
不等間隔のフレーム指定のときは像合成を行うフレームの数を入れる。

\smallskip \noindent
{\bf （8行め）フレーム間隔}\\
不等間隔のフレーム指定の時は像合成するフレー
ムを並べて入力する。複数行にわたってもよい。

\smallskip \noindent
{\bf （9行め）アンテナ位相利得計算の積分フレーム数}

\smallskip \noindent
{\bf （10行め）画像合成を行うときの積分するフレーム数}

\smallskip \noindent
{\bf （11行め）CLEANの終了判定値(の下限)}\\ 
ダーティマップ上の最大値がこの値にな
るまでCLEANが行われる。単位は輝度温度（静穏太陽面が1万度）。
なお、次項の判定値の方が大きいときはそちらが採
用される。正の数値の場合そのままの値が採用され、負の数値を与えると、そ
の絶対値をディスクの明るさにかけた値が判定値となる。
17GHzでは、R+LとR-Lとにそれぞれ指定するが、通常-0.5つまりディ
スクの明るさの半分までCLEANをするのが適当である。34GHzでは、
R+Lのみで、通常-1つまりディスクの明るさまでCLEANするのが適当。

\smallskip \noindent
{\bf （12行め）CLEANの終了判定値を計算するファクター}\\ 
このファクターはダーティマップ上の最大
値に対してどこまでCLEANするかを指定する。明るいソースが無いような場合
はCLEAN判定値が小さくなってしまうが、前項の判定値の方が大きい場合はそ
ちらが採用される。通常0.01にしておくとサイドローブをCLEANすることはな
いが、ややS/Nの悪い画像ではもう少し大きい方が安全である。



\subsection{Koshix}

  Steerアルゴリズムを用いて、広がったソースを含む低輝度のコンポーネン
トまでクリーンする。静穏領域やフィラメントの像合成に適しているが、フレ
ア時の像合成には向いていない。

\bigskip
\noindent
現在のバージョン \hspace{1cm} ver. 6.2

\noindent
対応している計算機 \hspace{0.5cm} NEC/SX、NEC/EWS、Sun/Sparc

\noindent
対応しているデータ \hspace{0.5cm} 
17GHz（34GHzは未対応）、定常/イベントモード、全面像/部分像

\noindent
ピクセルサイズ \hspace{0.5cm} 
4.9 arcsec/pixel

\noindent
視野 \hspace{0.5cm} 
512 pixel(全面像)以下 

\noindent
使用法\\
\hspace*{5mm}(1) \unix {\bf koshix17 $<$ input }\\
\hspace*{5mm}(2) \unix {\bf norh\_synth -p koshix17 input }\\
\hspace*{5mm}(3) \idl {\bf norh\_synth,time,prog='koshix',freq=17}\\

\noindent
入力ファイル{\tt input}の具体例

行番号は便宜上つけたもの。また({\tt *})印をつけたものは通常変更しなくてよい。

見本が\norh{\tt/soft/synthesis/koshix}以下に置いてある。


\medskip
\hspace*{0.5cm} \begin{minipage}[t]{15cm}
\renewcommand{\arraystretch}{0.8}
\begin{tabular}{rll}
     1:&{\tt .                 }&  ; 出力ディレクトリ \\
     2:&{\tt ss17980419        }&  ; 生データファイル \\
     3:&{\tt sz00980419001     }&  ; SZファイル \\
     4:&{\tt 512               }&  ; 出力画像視野サイズ \\
     5:&{\tt 1,0,0             }&  ; 出力画像中心の太陽中心からのずれ \\
     6:&{\tt 1                 }&  ; 開始フレーム番号 \\
     7:&{\tt 3600              }&  ; 終了フレーム番号 \\
     8:&{\tt 600               }&  ; フレーム間隔 \\
     9:&{\tt 1                 }&  ; *キャリブレーション積分フレーム数 \\
    10:&{\tt 1                 }&  ; *画像合成積分フレーム数 \\
    11:&{\tt 3000,3000         }&  ; *CLEAN終了判定値(R+L),(R-L) \\
\end{tabular} \end{minipage}

\clearpage

\smallskip \noindent
{\bf （1行め）出力ディレクトリ}

\smallskip \noindent
{\bf （2行め）生データファイル} \\
定常モードデータの場合、生データのファイル名は{\tt ss{\it FFYYMMDD\#\#\#}}
（{\it FF}は周波数で17か34、{\it \#\#\#}は001から048の番号）
のようになっているが、ファイル番号の3桁の整数部分より前、すなわち
{\tt ss{\it FFYYMMDD}}を書く。イベントモードデータの場合はファイル名を書く。

\smallskip \noindent
{\bf （3行め）SZファイル}
生データに対応する日付のSZファイル名

\smallskip \noindent
{\bf （4行め）出力画像の視野ピクセル数}\\
ここで指定したピクセル数を一辺とする正方形画像が出力される。
17GHzの場合、もともと512x512画素なので、512とすると全画面、
それ以下であれば部分像が切り出される。34GHzの場合は1024x1024が全面像。
ピクセルサイズは17GHz(34GHz)画像は4.9(2.45)秒角。

\smallskip \noindent
{\bf （5行め）出力画像中心の太陽中心からのずれ}\\
最終的に太陽面中心をずらした画像を作りたい場合
に値を入れる。単位は1のときarcsec、2のときピクセルである。ずらさない場
合は1,0,0と入れるが、この場合太陽面中心と画像中心とが一致する
([1,1]-[512,512]の画像の場合、256番目と257番目のピクセルの境界)。



\smallskip \noindent
{\bf （6行め）像合成を行う最初のフレーム番号}\\
0を指定すると不等間隔のフレーム指定になる。

\smallskip \noindent
{\bf （7行め）像合成を行う最後のフレーム番号}\\
不等間隔のフレーム指定のときは像合成を行うフレームの数を入れる。

\smallskip \noindent
{\bf （8行め）フレーム間隔}\\
不等間隔のフレーム指定の時は像合成するフレー
ムを並べて入力する。複数行にわたってもよい。

\smallskip \noindent
{\bf （9行め）アンテナ位相利得計算の積分フレーム数}

\smallskip \noindent
{\bf （10行め）画像合成を行うときの積分するフレーム数}

\smallskip \noindent
{\bf （11行め）CLEANの終了判定値}\\ 
ダーティマップ上の最大値がこの値にな
るまでCLEANが行われる。単位は輝度温度（静穏太陽面が1万度）。
R+LとR-Lとにそれぞれ指定する。


%\clearpage

\subsection{Fujiki}

  空間周波数が高い成分を強調することで、フレアなどのコンパクトなソース
を細いビームで像合成する。常に部分像を出力するので、あらかじめ太陽のど
の部分に焦点を合わせて像合成を行うか決めておく必要がある。フレア中の画
像を詳細に解析するのに適している。

\bigskip
\noindent
現在のバージョン \hspace{1cm} ver. 6.2

\noindent
対応している計算機 \hspace{0.5cm} NEC/SX、NEC/EWS、Sun/Sparc

\noindent
対応しているデータ \hspace{0.5cm} 
17GHz（34GHzは未対応）、定常/イベントモード、部分像

\noindent
ピクセルサイズ \hspace{0.5cm} 
2.45 arcsec/pixel

\noindent
視野 \hspace{0.5cm} 
128 pixel固定


\noindent
使用法\\
\hspace*{5mm}(1) \unix {\bf fujiki17 $<$ input} \\  
\hspace*{5mm}(2) \unix {\bf norh\_synth -p fujiki17 input} \\
\hspace*{5mm}(3) \idl {\bf norh\_synth,time,prog='fujiki',freq=17} \\

\clearpage
\noindent
入力ファイル{\tt input}の具体例

行番号は便宜上つけたもの。また({\tt *})印をつけたものは通常変更しなくてよい。

見本が\$\{NORH\}{\tt/soft/synthesis/fujiki}以下に置いてある。


\medskip
\hspace*{0.5cm} \begin{minipage}[t]{15cm} 
\renewcommand{\arraystretch}{0.8}
\begin{tabular}{rll}
     1:&{\tt .                 }&  ; 出力ディレクトリ \\
     2:&{\tt ss17980419        }&  ; 生データファイル \\
     3:&{\tt sz00980419001     }&  ; SZファイル \\
     4:&{\tt 1,0,0             }&  ; 出力画像中心の太陽中心からのずれ \\
     5:&{\tt 1                 }&  ; 開始フレーム番号 \\
     6:&{\tt 3600              }&  ; 終了フレーム番号 \\
     7:&{\tt 600               }&  ; フレーム間隔 \\
     8:&{\tt 1                 }&  ; *キャリブレーション積分フレーム数 \\
     9:&{\tt 1                 }&  ; *画像合成積分フレーム数 \\
    10:&{\tt 10                }&  ; リファレンスフレーム \\
    11:&{\tt 1      }&  ; *リファレンスフレームのキャリブレーション積分時間 \\
    12:&{\tt 1                 }&  ; *リファレンスフレームの像合成積分時間 \\
    13:&{\tt 10000,10000       }&  ; *CLEAN終了判定値その１(R+L),(R-L) \\
    14:&{\tt 10000,10000       }&  ; *CLEAN終了判定値その２(R+L),(R-L) \\
    15:&{\tt 0.01              }&  ; *CLEAN終了判定値その３ \\
\end{tabular} \end{minipage}

\smallskip
\noindent
{\bf （1行め）出力ディレクトリ}

\noindent
{\bf （2行め）生データファイル} \\
定常モードデータの場合、生データのファイル名は{\tt ss{\it FFYYMMDD\#\#\#}}
（{\it FF}は周波数で17か34、{\it \#\#\#}は001から048の番号）
のようになっているが、ファイル番号の3桁の整数部分より前、すなわち
{\tt ss{\it FFYYMMDD}}を書く。イベントモードデータの場合はファイル名を書く。

\smallskip
\noindent
{\bf （3行め）SZファイル}
生データに対応する日付のSZファイル名

\smallskip
\noindent
{\bf （4行め）出力画像中心の太陽中心からのずれ}\\
最終的に太陽面中心をずらした画像を作りたい場合
に値を入れる。単位は1のときarcsec、2のときピクセルである。ずらさない場
合は1,0,0と入れるが、この場合太陽面中心と画像中心とが一致する。

\smallskip
\noindent
{\bf （5行め）像合成を行う最初のフレーム番号}\\
0を指定すると不等間隔のフレーム指定になる。

\smallskip
\noindent
{\bf （6行め）像合成を行う最後のフレーム番号}\\
不等間隔のフレーム指定のときは像合成を行うフレームの数を入れる。

\smallskip
\noindent
{\bf （7行め）フレーム間隔}\\
不等間隔のフレーム指定の時は像合成するフレー
ムを並べて入力する。複数行にわたってもよい。

\smallskip
\noindent
{\bf （8行め）アンテナ位相利得計算の積分フレーム数}

\smallskip
\noindent
{\bf （9行め）画像合成を行うときの積分するフレーム数}

\smallskip
\noindent
{\bf （10行め）リファレンス画像のフレーム番号}

\smallskip
\noindent
{\bf （11行め）リファレンス画像合成を行うときの
アンテナ位相利得計算の積分フレーム数}

\smallskip
\noindent
{\bf （12行め）リファレンス画像合成を行うときの積分するフレーム数}

\smallskip
\noindent
{\bf （13行め）CLEANの終了判定値(の下限)}\\
ダーティマップ上の最大値がこの値にな
るまで第1段階のCLEANが行われる。単位は輝度温度（静穏太陽面が1万度）。
なお、15行目の判定値の方が大きいときはそちらが採
用される。 R+LとR-Lとにそれぞれ指定する。

\smallskip
\noindent
{\bf （14行め）CLEANの終了判定値(の下限)}\\
ダーティマップ上の最大値がこの値にな
るまで第2段階のCLEANが行われる。単位は輝度温度（静穏太陽面が1万度）。
なお、15行目の判定値の方が大きいときはそちらが採
用される。 R+LとR-Lとにそれぞれ指定する。

\smallskip
\noindent
{\bf （15行め）CLEANの終了判定値を計算するファクター}\\
このファクターはダーティマップ上の最大
値に対してどこまでCLEANするかを指定する。明るいソースが無いような場合
はCLEAN判定値が小さくなってしまうが、前項の判定値の方が大きい場合はそ
ちらが採用される。通常0.01にしておくとサイドローブをCLEANすることはな
いが、ややS/Nの悪い画像ではもう少し大きい方が安全である。

%\clearpage

\subsection{画像合成プログラムのコンパイル}
\label{compile}

NoRH画像合成プログラムはFortran77（一部90）で書かれている。
計算機Sun/Sparc・NEC/EWS・NEC/SX上で
動作する実行形式バイナリがこのパッケージには付属している。
これ以外で実行するには各自でのコンパイルが必要になるので
以下に手順を説明する。なお商用数値計算ライブラリの
取得が必要になる。
以下の手順でコンパイルする。

\smallskip
\noindent
(1) 数値計算ライブラリのインストール

以下の数値計算ライブラリをインストールする。\\

\begin{tabular}{lll}
Fujitsu/SSLII
& 商用 & {\tt http://www.fujitsu.co.jp/} \\
NEC/ASL
& 商用 & {\tt http://www.nec.co.jp/} \\
\end{tabular}

\medskip
\noindent
NEC/ASLは、NEC/SX・NEC/EWSでのコンパイル時のみ必要。

\smallskip
\noindent
(2) FITSIOライブラリのインストール

FITS形式ファイルの出入力ライブラリであるFITSIOパッケージを取得して
インストールする。

\hspace*{1cm} {\tt http://legacy.gsfc.nasa.gov/docs/software/fitsio/}

\smallskip
\noindent
(3) HeliogLibのコンパイル。

\norh{\tt/soft/helioglib}以下のHeliogLibをコンパイルする。

\smallskip
\noindent
(4) 画像合成プログラムのコンパイル。

\norh{\tt/soft/synthesis}以下の各プログラムをコンパイルする。

\clearpage
\appendix


\begin{table}
\caption{NoRHデータ}
\begin{center}
\begin{tabular}{lll}
\hline
接頭子 & データ内容 & ディレクトリ\\ \hline
  ss17,ss34  & 生データ（定常モード）& 任意 [{\tt raw/steady}] \\
  se17,se34  & 生データ（イベントモード）& 任意 [{\tt raw/event}] \\
  sz00       & SZファイル & 任意 [{\tt raw/steady},{\tt data/sz\_update}] \\
  ifa,ifs,ifr,ifl,ifz & 全面画像 & 任意 [{\tt images}] \\
  ipa,ips,ipr,ipl,ipz & 部分画像 & 任意 [{\tt images}] \\
  info       & 観測時刻情報 & {\tt data/info} \\
  rlphdif    & 右左偏波位相差& {\tt data/rlphdif} \\
  tsa,tsz    & 平均相関値 & {\tt data/tsx} \\
  tca,tcz    & 平均相関値ダイジェスト（R+Lのみ）& {\tt data/tcx} \\
  eva,evz    & イベントリスト & {\tt data/evx} \\
  lob        & 観測ログ（アンテナ不調の情報など）& {\tt data/lob} \\
  rep        & 観測当番報告 & {\tt data/rep} \\
\hline
\end{tabular}
\end{center}
[ ] : 国立天文台 野辺山太陽電波観測所アーカイブ （nsro-archive）での置場所
\label{table:norhdata}
%\end{table}

%\begin{table}
\caption{ファイル名にもちいる略記}
\begin{center}
\begin{tabular}{ll} \hline
   {\it YY} & 西暦年号の末２桁 \\
   {\it MM} & 月 \\
   {\it WW} & 週 \\
   {\it DD} & 日 \\
   {\it HH} & 時 \\
   {\it MN} & 分 \\
   {\it SS} & 秒 \\
   {\it LLL} & ミリ秒 \\
   {\it \#\#\#} & 通し番号 \\
   {\it S} & スケジュールID \\
  & （時刻の早いものから"a"、"b"、、、。 \\
  &  一日に単一スケジュールの時は省略） \\ \hline
\end{tabular}
\label{table:abrebiation}
\end{center}
\end{table}

\clearpage
\section{NoRHデータ}
\label{norhdata}

この節では、NoRHデータについて詳細を述べる(表\ref{table:norhdata})。
表\ref{table:abrebiation}の略記を用いる。

\subsection{NoRHの観測モード}
\label{observationmode}


NoRHの観測モードは基本的には２つあり
{\bf 定常モード}では
1sec積分でデータを記録する。
観測データは600フレームつまり600sec分ごとに分割した
ファイルとして記録され（付録A.3）
できた順番に通し番号がつけられる。
いっぽう{\bf イベントモード}では
100msec積分（1995年10月の2周波化以前は50msec積分）でデータを
記録する。短時間スケールの信号変動(ふつうはフレア)が
受かったときにこのモードになる。
イベントモードでは1フレア1ファイルで
フレアが開始した年月日時分秒で名付ける。


\subsection{「スケジュール」とは}
\label{schedule}

NoRHのひとつづきの観測単位は「スケジュール」とよばれる。
原則として１日あたり１スケジュールであるが、
装置トラブルなどにより途中停止したりすると
１日に複数のスケジュールがあったりする。
スケジュールIDはこれらのスケジュールを区別するための
名前であり「日付＋アルファベット1文字」である。
１日に単一スケジュールしかない場合は「日付」のみである。
たとえば1992年7月10日は単一スケジュールのみなので
スケジュールIDは920710で表される。また同年7月12日は２つ
スケジュールがあったので早い時刻から920712a・920712bと
名付ける。


\subsection{生データ(ss17,ss34,se17,se34)}
\label{raw}  

\noindent
ファイル名

\begin{tabular}{ll}
   {\tt ss17{\it YYMMDD\#\#\#}}  & 定常モード 17GHz \\
   {\tt ss34{\it YYMMDD\#\#\#}}  & 定常モード 34GHz \\
   {\tt se17{\it YYMMDDHHMNSS}}  & イベントモード 17GHz \\
   {\tt se34{\it YYMMDDHHMNSS}}  & イベントモード 34GHz \\
\end{tabular}

\noindent
{\it HHMNSS}はデータの開始時刻。

\noindent
作成単位

   定常モードは600フレーム（10min）ごとに1ファイル。
   イベントモードはイベントごとに1ファイル。

\noindent
置場所

任意。
国立天文台 野辺山太陽電波観測所アーカイブでは{\tt raw}。


\subsection{SZファイル (sz00)}
\label{sz}

像合成の際に必要な以下のパラメータをいれたファイル。
（１）野辺山の緯度経度と暦とから換算した太陽の位置情報。
［前日・当日・翌日各正午の視赤緯・時角・視半径・太陽軸の傾き・太陽中央緯度］
（２）アンテナの好不調［N01からN28・E28からE01・W01からW28の順で
0:像合成に使用、1:像合成に不使用］

\noindent
ファイル名

   {\tt sz00{\it YYMMDD}001}

\noindent
作成単位

   1日ごとに1ファイル。

\noindent
置場所

任意。
国立天文台 野辺山太陽電波観測所アーカイブでは{\tt raw/steady}。
また、アンテナ不調などが観測から
数日以後に判明した場合は更新されるがそのファイルは
{\tt data/sz\_update}に置いてある。

\clearpage

\subsection{画像 (ifa,ifs,ifz,ipa,ips,ipz)}
\label{image}

画像をおさめたFITSフォーマットのファイル。
FITSヘッダの詳細な内容については付録\ref{fits}参照。
データの単位は輝度温度（静穏太陽面は1万度）。

\noindent
ファイル名

\smallskip
\begin{tabular}{llll}
   定常モード &&& \\
  {\tt ifa{\it YYMMDD}\_{\it HHMNSS}} &  全面像 & 17GHz & (R+L)  \\
  {\tt ifs{\it YYMMDD}\_{\it HHMNSS}} &         &       & (R$-$L)  \\
% {\tt ifr{\it YYMMDD}\_{\it HHMNSS}} &         &       &        \\
% {\tt ifl{\it YYMMDD}\_{\it HHMNSS}} &         &       &        \\
  {\tt ifz{\it YYMMDD}\_{\it HHMNSS}} &         & 34GHz & (R+L)  \\
  {\tt ipa{\it YYMMDD}\_{\it HHMNSS}} &  部分像 & 17GHz & (R+L)  \\
  {\tt ips{\it YYMMDD}\_{\it HHMNSS}} &         &       & (R$-$L)  \\
% {\tt ipr{\it YYMMDD}\_{\it HHMNSS}} &         &       &        \\
% {\tt ipl{\it YYMMDD}\_{\it HHMNSS}} &         &       &        \\
  {\tt ipz{\it YYMMDD}\_{\it HHMNSS}} &         & 34GHz & (R+L)  \\
%  \hline 
%\end{tabular}

  &&& \\

%\smallskip
%\begin{tabular}{llll} \hline
  イベントモード &&& \\
  {\tt ifa{\it YYMMDD}\_{\it HHMNSS.LLL}} &  全面像 & 17GHz & (R+L)  \\
  {\tt ifs{\it YYMMDD}\_{\it HHMNSS.LLL}} &         &       & (R$-$L)  \\
% {\tt ifr{\it YYMMDD}\_{\it HHMNSS.LLL}} &         &       &        \\
% {\tt ifl{\it YYMMDD}\_{\it HHMNSS.LLL}} &         &       &        \\
  {\tt ifz{\it YYMMDD}\_{\it HHMNSS.LLL}} &         & 34GHz & (R+L)  \\
  {\tt ipa{\it YYMMDD}\_{\it HHMNSS.LLL}} &  部分像 & 17GHz & (R+L)  \\
  {\tt ips{\it YYMMDD}\_{\it HHMNSS.LLL}} &         &       & (R$-$L)  \\
% {\tt ipr{\it YYMMDD}\_{\it HHMNSS.LLL}} &         &       &        \\
% {\tt ipl{\it YYMMDD}\_{\it HHMNSS.LLL}} &         &       &        \\
  {\tt ipz{\it YYMMDD}\_{\it HHMNSS.LLL}} &         & 34GHz & (R+L)  \\
%  \hline \\
\end{tabular}

\medskip
\noindent
   例   \\
{\tt ifa981123\_020533}  全面像 17GHz R+L 定常     1998年11月23日2:5:33 UT \\
{\tt ipz981123\_020533.824} 部分像 34GHz R+L イベント 
1998年11月23日2:5:33.824 UT

\noindent
置場所

任意。
国立天文台 野辺山太陽電波観測所アーカイブでは
{\tt images}下に日毎画像・10分毎画像・ イベント画像（最大平均相関値1.5\%以上）
が置いてある。


\subsection{観測時刻情報 (info)}
\label{info}


観測をおこなった開始・終了時刻・対応するデータフレーム番号・
データを記録したCD-ROMのボリューム名をおさめたASCIIテキストファイル。

\noindent
ファイル名

\begin{tabular}{ll}
   {\tt info{\it YYMM}s} &      定常モード  \\
   {\tt info{\it YYMM}e} &      イベントモード \\
\end{tabular}

\noindent
作成単位

   月ごとに1ファイル。

\noindent
置場所

{\tt data/info}下に置いてある。

\noindent
内容例

\hspace*{0.5cm}\begin{minipage}[t]{15cm}\small \begin{verbatim}
s99030108001 ss17990301001 990301 080023 140022 000001 021600 TRACK
s99030108001 sz00990301001
s99030108002 ss17990301037 990301 140023 151458 021601 026076 TRACK
s99030108002 ss34990301001 990301 080023 151458 000001 026076 TRACK
s99030108002 sl00990301001
s99030108002 sz00990301001
\end{verbatim}\end{minipage}
\smallskip

第1・3・4行が生データの記録である。
この行の左の列から、マスターCD-ROMのボリューム番号、
一連のファイル群のうち先頭のものの名前、観測年月日、
ファイルに対応する開始時刻(JST)・終了時刻(JST)・開始フレーム番号・
終了番号・記録モード（TRACKは通常観測）。
この例では、「1999年3月1日の8:00:23JST（フレーム番号1番）から
14:00:22JST（同21600番）までの17GHzデータがファイル名ss17990301001から
（ss17990301036まで）として's99030108001'というボリューム名の
CD-ROMに記録保管されている」、
「同日の14:00:23JST（フレーム番号21601番）から
15:14:58JST（同26076番）までの17GHzデータがファイル名ss17990301037から
（ss17990301048まで）として's99030108002'というボリューム名の
CD-ROMに記録保管されている」また
「同日のの8:00:23JST（フレーム番号1番）から
15:14:58JST（同26076番）までの34GHzデータがファイル名ss34990301001から
（ss34990301048まで）として's99030108002'というボリューム名の
CD-ROMに記録保管されている」ということを示す。
第2行はSZファイルの記録で「ファイルsz00990301001が
's99030108001'というボリューム名の
CD-ROMに記録保管されている」ことを意味する。


\subsection{右左偏波位相差 (rlphdif)}
\label{rlphdif}


現在までに3ファイルつくられている。それぞれに
適用する期間は以下の通り。このファイルは、像合成プログラムの旧バージョン
で必要であったが現在は使っていない。しかしC2FITSではまだ必要である。

\medskip
\noindent
\begin{tabular}{ll} \hline
   ファイル               &      適用期間  \\ \hline
   {\tt sun0628rlphdif}   &     1992-6-28以前  \\ 
   {\tt s971101rlphdif}   &     1997-10-30から1997-11-06と \\
                          &     1998-01-21から1998-01-26  \\ 
   {\tt sun0706\_2rlphdif} &     上記以外 \\ \hline
\end{tabular}
\medskip



\noindent
ファイル名

   {\tt s{\it YYMMDD}rlphdif }

\noindent
作成単位

   アンテナの状態に応じて不定期につくられる。

\noindent
置場所

{\tt data/rlphdif}

\subsection{平均相関値(tsa,tsz)}
\label{tsx}

各アンテナ間の相関値を平均したもの・観測時のステータス
・輝度をおさめたFITSフォーマットのファイル。
最大値は1つまり100\%。
FITSヘッダの詳細な内容については付録\ref{fits}参照。

\noindent
ファイル名

\begin{tabular}{lll} 
  {\tt tsa{\it YYMMDDS}}  &     17GHz & 定常モード  \\
  {\tt tsz{\it YYMMDDS}}   &    34GHz & 定常モード  \\
  {\tt tsa{\it YYMMDD\_HHMNSS}} & 17GHz & イベントモード \\
  {\tt tsz{\it YYMMDD\_HHMNSS}} & 34GHz & イベントモード \\
\end{tabular}

\noindent
{\it HHMNSS}はデータの開始時刻。

\noindent
作成単位

   スケジュール/イベントごとに1ファイル。

\noindent
置場所

{\tt \$\{NORH\}/data/tsx}下に置いてある。


\subsection{平均相関値ダイジェスト(tca,tcz)}
\label{tcx}

各アンテナ間の相関値を平均したものを
おさめたFITSフォーマットのファイル。
最大値は1つまり100\%。
FITSヘッダの詳細な内容については付録\ref{fits}参照。

\noindent
ファイル名

\begin{tabular}{lll} 
  {\tt tca{\it YYMMDDS}}  &     17GHz & 定常モード  \\
  {\tt tcz{\it YYMMDDS}}   &    34GHz & 定常モード  \\
  {\tt tca{\it YYMMDD\_HHMNSS}} & 17GHz & イベントモード \\
  {\tt tcz{\it YYMMDD\_HHMNSS}} & 34GHz & イベントモード \\
\end{tabular}

\noindent
{\it HHMNSS}はデータの開始時刻。

\noindent
作成単位

   スケジュール/イベントごとに1ファイル。

\noindent
置場所

{\tt data/tcx}下に置いてある。


\subsection{イベントリスト(eva,evz)}
\label{evx}


ある基準で選びだしたイベント（フレア）の一覧表。ASCIIテキストで書いてある。


\noindent
ファイル名

\begin{tabular}{ll} 
   {\tt eva{\it YYMM}}  & 17GHz \\
   {\tt evz{\it YYMM}}  & 34GHz \\
\end{tabular}

\noindent
作成単位

   月ごとに1ファイル。

\noindent
置場所

{\tt data/evx}下に置いてある。

\noindent
内容例

\hspace*{0.5cm}\begin{minipage}[t]{15cm}\small \begin{verbatim}
   1  1999-04-01  23:00:47    23:11:24  23:02:42    637     23    17.7     0.6 22/ 19 
\end{verbatim}\end{minipage}
\smallskip

１イベント１行で左から、
通し番号・日・開始時刻(UT)・終了時刻(UT)・最大値時刻(UT)・継続時間(sec)
・最大平均相関値$\times$ 32768などである。この例では
1999年4月1日23:00:47UT開始、23:02:42最大、23:11:24終了の637sec継続の
イベントが検知されたことをしめす。最大相関値は23/32768=0.007=0.7\%であった。


\subsection{観測ログ (lob)}
\label{lob}

   アンテナ不調や天候不良など、のちの画像合成に役立つ情報を
ASCIIテキストで記述してある。

\noindent
ファイル名

  {\tt lob{\it YYMM}}

\noindent
作成単位

   月ごとに1ファイル。

\noindent
置場所

{\tt data/lob}

\noindent
内容例

\hspace*{0.5cm}\begin{minipage}[t]{15cm}\small \begin{verbatim}
### 99/03/10
   Due to an ice sticked to 84 antenna dishes, data quality is 
   not good during the following times (before the sun shined
   and melt the ice):
       Mar. 10, 00:00 UT - Mar.10, 02:30 UT.
\end{verbatim}\end{minipage}


\subsection{観測当番報告 (rep)}
\label{rep}


観測当番が一週間ごとにつくる報告で、太陽活動の様子や
興味深いイベントなどについて記述してある。

\noindent
ファイル名

  {\tt rep{\it YYWW}}

\noindent
作成単位

   週ごとに1ファイル。

\noindent
置場所

{\tt data/rep}

\subsection{太陽追跡情報 (track\_table)}
\label{track_table}

野辺山の緯度経度と暦とから換算した太陽の位置情報。
正午の視赤緯（角度）・時角（時間秒）・視半径（角秒）
・太陽軸の傾き・太陽中央緯度。

\noindent
ファイル名

  {\tt track\_table{\it YY}.dat}

\noindent
作成単位

   年ごとに1ファイル。

\noindent
置場所

{\tt data/ephe}


\section{FITSヘッダ}
\label{fits}


この節では、NoRHが採用しているFITSヘッダの標準規格について述べる。
実際は、
アンテナ平均相関値の時系列データ（tcx・tsx）・ 画像（ifx・ipx）で
用いられている。

\subsection{ヘッダー規格}

\noindent
(1) 必須部分

\medskip
\noindent
$\bullet$ 全てのFITSファイルにおいて必須なキーワード

FITSの規格上必須、かつ書式が固定されている。

\hspace*{0.5cm} \begin{tabular}{ll}
{\tt SIMPLE}&：FITS規格のファイルかどうかを示す。{\tt T}のとき真 \\
{\tt BITPIX}&：データのビット数及び型 \\
{\tt NAXIS}&：データの次元数 \\
{\tt NAXIS1}&：x軸の画素数 \\
{\tt NAXIS2}&：y軸の画素数 \\
\end{tabular}



\medskip
\noindent
$\bullet$ データ作成における基本情報
(全てのヘリオグラフ関連FITSファイルにおいて必須)

  電波ヘリオグラフ関連のファイルは、CLEAN画像ばかりではなく様々なファ
イルがあるが、ここで記述する基本情報は、全てのファイルに共通な、必須と
すべき情報である。

\noindent
\hspace*{3mm}
$\circ$
データの時刻に関する情報

\hspace*{0.5cm} \begin{tabular}{ll}
{\tt STARTFRM}&：使用したフレームの最初 \\
{\tt ENDFRM}&：使用したフレームの最後 \\
{\tt JST-STRT}&：STARTFRMの積分開始時刻(JST) \\
{\tt JST-END }&：ENDFRMの積分終了時刻(JST) \\
{\tt JST-TIME}&：JST-STRTとJST-ENDの中央、すなわち観測の中央時刻(JST) \\
{\tt JST-DATE}&：観測の開始時刻における日付(JST)。
日付の書式はyyyy-mm-ddとする \\
{\tt STRT-OBS}&：UTで表した観測の開始時刻 \\
{\tt END-OBS }&：UTで表した観測の終了時刻 \\
{\tt TIME-OBS}&：UTで表した観測の中央時刻 \\
{\tt DATE-OBS}&：観測の開始時刻における日付(UT)。日付の書式はyyyy-mm-ddとする \\
\end{tabular}

\clearpage
\noindent
\hspace*{3mm}
$\circ$
データ種別に関する情報

\hspace*{0.5cm} \begin{tabular}{ll}
{\tt OBJECT  }&：{\tt sun}で固定 \\
{\tt TELESCOP}&：{\tt radioheliograph}で固定 \\
{\tt ORIGIN  }&：{\tt nobeyama radio obs}で固定 \\
{\tt POLARIZ }&：{\tt rcp}、{\tt lcp}、{\tt r+l}、{\tt r-l}、
{\tt l-r}、{\tt r|l}、{\tt (r-l)/(r+l)}、{\tt unknown}から選択 \\
{\tt ATT-10DB}&：{\tt 00dB}、{\tt 10dB}から選択 \\
{\tt OBS-MODE}&：{\tt fix}、{\tt alt}から選択 \\
{\tt OBS-FREQ}&：{\tt 17GHz}、{\tt 34GHz}から選択 \\
{\tt FRM-STAT}&：{\tt 1-sec obs}、{\tt event}、{\tt calib}から選択 \\
{\tt DATA-TYP}&：データの種類。{\tt cleaned\_map}など。特に書式を固定しない \\
\end{tabular}

\noindent
\hspace*{3mm}
$\circ$
FITSヘッダーのバージョン情報

電波ヘリオグラフ用に規定しているFITSヘッダーのバージョン番号を書く。本
文書で規定しているのは電波ヘリオグラフデータ用ver 2.0である。

\hspace*{0.5cm} \begin{tabular}{ll}
{\tt HDRIDENT}&：FITSヘッダーのバージョン \\
\end{tabular}

\bigskip
\noindent
(2) 暦のデータに関する情報

暦のデータはheliographic座標の計算やビーム形状の計算に使用するので、
画像のファイルでは必須である。時刻だけで決まるものの他に、野
辺山ローカルなパラメーターもあるので、必ず記述する。内容は以下の通り。

\hspace*{0.5cm} \begin{tabular}{ll}
{\tt SOLR}&：太陽の視半径 \\
{\tt SOLP}&：太陽の北極方向角 \\
{\tt SOLB}&：太陽面中央緯度 \\
{\tt DEC}&：太陽の野辺山における赤緯 \\
{\tt HOURA}&：太陽の野辺山における時角 \\
{\tt AZIMUTH}&：太陽の野辺山における方位角 \\
{\tt ALTITUDE}&：太陽の野辺山における高度 \\
{\tt ZANGLE}&：太陽の天頂方向角 \\
{\tt PMAT1/2/3/4}&：赤道座標−地平座標の変換行列 \\
\end{tabular}




\bigskip
\noindent
(3) 像の座標に関する情報

CLEANして投影効果を補正した画像については、他の波長の画像との位置合わ
せを行うため、必須である。FITS規格に書式が定められているので、これに
則った記述をする。


\medskip\hspace*{0.5cm}
{\tt CTYPE1} / {\tt CTYPE2}:  \\
\hspace*{1.5cm}\begin{minipage}[t]{13cm} 
  座標軸を記述する。通常x軸を太陽の西方向、y軸を北方向に
  取るので、それぞれ{\tt solar-west}と{\tt solar-north}で固定とする。
\end{minipage}

\hspace*{0.5cm}
{\tt CDELT1} / {\tt CDELT2}: 
1ピクセルの大きさ。

\hspace*{0.5cm}
{\tt CRVAL1/CRVAL2/CRPIX1/CRPIX2}: \\
\hspace*{1.5cm}\begin{minipage}[t]{13cm}
  {\tt CRPIX1}/{\tt CRPIX2}で表されるピクセルの中心の、
  {\tt CTYPE1}/{\tt CTYPE2}の座標系での位置を{\tt CRVAL1}/{\tt CRVAL2}で表す。
  {\tt CRVAL1}/{\tt CRVAL2}を
  0.00/0.00(太陽面中心)で固定し、画像中の太陽面中心の位置を
  {\tt CRPIX1}/{\tt CRPIX2}でピクセル単位で表すのを標準とする。
  部分像の場合など、
  {\tt CRPIX1}/{\tt CRPIX2}の値は画像の実際のサイズをはみだしても構わない。
\end{minipage}

\bigskip
\noindent
FITS規格においては、ピクセルの中心を位置の基準にしているので、ピクセル
の境界や左下を基準にしている座標系との位置合わせには特に注意を要する。
ちなみに、画像中心の太陽面中心からの距離とFITSキーワードとの関係
は以下のようになる。 \\
\hspace*{3cm}x-offset =
({\tt NAXIS1}/2+0.5-{\tt CRPIX1})*{\tt CDELT1}+{\tt CRVAL1} \\
\hspace*{3cm}y-offset =
({\tt NAXIS2}/2+0.5-{\tt CRPIX2})*{\tt CDELT2}+{\tt CRVAL2} \\


\bigskip
\noindent
(4) 各プログラムに固有のパラメータ

像合成に関するパラメータなど、各プログラムにおける固有のパラメータを必
要に応じて記述する。特に書式を限定しないが、共通に使えるキーワードにつ
いては統一性を持たせる必要がある。例えば、CLEAN画像ファイルの場合には、\\
\hspace*{5mm}・どのプログラムを使用したか\\
\hspace*{5mm}・キャリブレーションのパラメーター
(キャリブレーションに使用したフレーム番号など)\\
\hspace*{5mm}・CLEANなど像処理に使用したパラメーター\\
という、同じ像合成を再現するのに必要なパラメーターを記述すると同時に、\\
\hspace*{5mm}・ディスクのフィッティングやCLEANソースの
選択が正しくできているかどうか\\
を示す値を記述する。最低限のパラメータとしては以下のようなものがあり、
これらのキーワードを使用することが推奨される。

\hspace*{0.5cm} \begin{tabular}{ll}
{\tt PROGNAME}&：データ処理のプログラムを記述する。特に書式を固定しない。\\

{\tt NFRCAL}&：キャリブレーションに使ったフレーム数 \\
{\tt CRITER}&：CLEANのしきい値 \\
{\tt SOLR-FAC}&：光学太陽半径から電波の太陽半径を求めるための係数 \\
{\tt MBEAMC}&：アンテナ主ビーム形状を考慮した感度補正 \\

{\tt NCOMPO}&：CLEANコンポーネント数 \\
{\tt DDOFF1}&：ダーティマップ上の太陽面の中心のx軸方向のオフセット \\
{\tt DDOFF2}&：ダーティマップ上の太陽面の中心のy軸方向のオフセット \\
{\tt DSKBR}&：ダーティマップ上での太陽面の明るさ \\
{\tt BUNIT}&：画像の値の単位を示す。通常絶対温度(K)。 \\
\end{tabular}

多段階のキャリブレーションや多段階のCLEANなどでより細かくパラメータを
設定する必要がある場合は、もちろん上記のキーワードに拘束される必要はな
い。


\noindent 
(5) その他

これ以外にも必要な情報は、各プログラム内で独自のキーワードを使用して記
述することを許容する。


\subsection{ヘッダーの例}

  実際の太陽画像ファイルにおけるヘッダーの例を示す。

\noindent
(1)
必須部分

\noindent
$\bullet$
全てのFITSファイルにおいて必須なキーワード

\hspace*{0.5cm}\begin{minipage}[t]{15cm}\small \begin{verbatim}
SIMPLE  =                    T / file does conform to FITS standard
BITPIX  =                  -32 / number of bits per data pixel
NAXIS   =                    2 / number of data axes
NAXIS1  =                  512 / length of data axis   1
NAXIS2  =                  512 / length of data axis   2
\end{verbatim} \end{minipage}\medskip\\

\noindent
$\bullet$
データ作成における基本情報(全てのヘリオグラフ関連FITSファイルにおいて必須)

\noindent
$\circ$
データの時刻に関する情報

\hspace*{0.5cm}\begin{minipage}[t]{15cm}\small \begin{verbatim}
DATE-OBS= '1998-05-09'         /
TIME-OBS= '03:20:23.754'       /
STRT-OBS= '03:20:21.254'       /
END-OBS = '03:20:26.254'       /
JSTDATE = '1998-05-09'         /
JSTTIME = '12:20:23.754'       /
JST-STRT= '12:20:21.254'       /
JST-END = '12:20:26.254'       /
STARTFRM=                16499 /
ENDFRM  =                16503 /
\end{verbatim} \end{minipage}\medskip\\

\noindent
$\circ$
データ種別に関する情報

\hspace*{0.5cm}\begin{minipage}[t]{15cm}\small \begin{verbatim}
POLARIZ = 'r+l     '           /
ATT-10DB= '00dB    '           /
OBS-MODE= 'alt     '           /
OBS-FREQ= '17GHz   '           /
FRM-STAT= '1-sec obs'          /
DATA-TYP= 'cleaned_map'        /
OBJECT  = 'sun     '           /
TELESCOP= 'radioheliograph'    /
ORIGIN  = 'nobeyama radio obs' /
\end{verbatim} \end{minipage}\medskip\\

\noindent
$\circ$
FITSヘッダーのバージョン情報

\hspace*{0.5cm}\begin{minipage}[t]{15cm}\small \begin{verbatim}
HDRIDENT= 'HeliogFITS 2.0'     /
\end{verbatim} \end{minipage}\medskip\\

\noindent                    
(2)
暦のデータに関する情報

\hspace*{0.5cm}\begin{minipage}[t]{15cm}\small \begin{verbatim}
SOLR    =               952.22 / optical solar radius (arcsecond)
SOLP    =             -22.5235 / solar polar angle (degree)
SOLB    =              -3.3307 / solar b0 (degree)
DEC     =              17.2807 / declination (degree)
HOURA   =              2270.83 / hour angle (second)
AZIMUTH =              27.7610 / azimuth (degree)
ALTITUDE=              70.3056 / altitude (degree)
ZANGLE  =              23.5280 / zenithangle (degree)
PMAT1   =              0.98640 / projection matrix
PMAT2   =              0.09448 / projection matrix
PMAT3   =             -0.04883 / projection matrix
PMAT4   =              0.94981 / projection matrix
\end{verbatim} \end{minipage}\medskip\\

\noindent 
(3)
像の座標に関する情報

\hspace*{0.5cm}\begin{minipage}[t]{15cm}\small \begin{verbatim}
CRVAL1  =                 0.00 / arcsec
CRVAL2  =                 0.00 / arcsec
CRPIX1  =               257.00 /
CRPIX2  =               257.00 /
CDELT1  =              4.91106 / arcsec
CDELT2  =              4.91106 / arcsec
CTYPE1  = 'solar-west'         /
CTYPE2  = 'solar-north'        /
\end{verbatim} \end{minipage}\medskip\\

\clearpage
\noindent
(4) 各プログラムに固有のパラメータ

\noindent
$\bullet$ example for Hanaoka
Hanaoka画像合成プログラムの例

\hspace*{0.5cm}\begin{minipage}[t]{15cm}\small \begin{verbatim}
PROGNAME= 'snap2d17 v5.1  Y. Hanaoka' /
BUNIT   = 'K       '           / disk = 10000 K
SOLR-FAC=              1.01250 / radius correction factor
NFRCAL  =                    1 / number of calibration frames
CRINPUT =                -0.50 / clean criterion input
MBEAMC  = 'yes     '           / main beam correction
DISKRSTR= 'yes     '           / disk restoration
DDOFF1  =               -12.77 / x-offset of the dirty disk
DDOFF2  =                10.68 / y-offset of the dirty disk
DDCORR  =               0.9631 / correlation between dirty disk and model
DSKBR   =             37145.51 / brightness of the dirty disk
CRITER  =             24384.39 / clean criterion
NCOMPO  =                 1050 / number of clean components
\end{verbatim} \end{minipage}\medskip\\

\noindent
$\bullet$ 
Koshix画像合成プログラムの例

\hspace*{0.5cm}\begin{minipage}[t]{15cm}\small \begin{verbatim}
PROGNAME= 'snap2d51_koshix_vfast' /
FRAME   =                16501 /
ICAL    =                    3 / integration for calibration
ITGR    =                    3 / integration for restoration
ICLN    =                    3 / integration after restoration
BUNIT   = 'k       '           / disk = 10000 K
CRITER  =               3000.0 / CLEAN criterion
SOLR-FAC=              1.01250 / radius correction factor
GAINP   =                0.020 / CLEAN loop gain for estimation of sky and disk
GAINE   =                0.200 / CLEAN loop gain
TRIM    =                0.800 / CLEAN trim level
NCOMPO  =                66143 / number of CLEAN components
DDOFF1  =                  0.5 / x-offset of the dirty disk
DDOFF2  =                  0.9 / y-offset of the dirty disk
NCLNYN  = 'yes     '           / negative CLEAN
JCIMYN  =                    1 / jitter - add/sub - integration
PJIMYN  =                    1 / projection - integration
MBEAMC  = 'yes     '           / main beam correction
\end{verbatim} \end{minipage}\medskip\\


\subsection{サブルーチンへの実装}

  上記のヘッダーを実際にファイルに書き込むためのサブルーチンが
{\tt soft/helioglib}
下に用意されている。

1. 必須部分  {\tt puthdr}ルーチンを使用する。

2. 暦のデータに関する情報  {\tt putoep}ルーチンを使用する。

3. 像の座標に関する情報  {\tt putcor}ルーチンを使用する。

4. 各プログラムに固有のパラメータ  各プログラム内で適当なサブルーチン
を設け、対応する。

\clearpage

\section{データアーカイブ匿名FTPサイト}
\label{archive}

観測データベースファイルは日々蓄積されていくので
適宜更新する必要がある。国立天文台野辺山太陽電波観測所では
生データを含むデータベースを匿名FTPサーバで公開している。
NoRHデータのURLは

\bigskip
{\tt ftp://nsro-archive.nro.nao.ac.jp/pub/norh}
\bigskip

\noindent
である。
また大量のデータ転送はネットワーク負荷を軽減するために
できるだけCD-ROMによる郵送をお願いしたい。
電子メールでアドレス 

\bigskip
{\tt nsro-service@solar.nro.nao.ac.jp}

\bigskip
\noindent
に報せてもらえればただちに作成して送る。

\section{謝辞}

以下の方々に感謝します。

SolarSoftwareは、
太陽観測データ解析用のIDLパッケージで、
NASAのさまざまなプロジェクトのもとで
支援を受けています。
ようこうは、文部省宇宙科学研究所・アメリカNASA・イギリスSERCの
太陽観測共同プロジェクト衛星です。
GOESはアメリカNOAA/SECの衛星です。
AIPS用ユーティリティプログラムC2FITSの開発はT. Bastian博士（NRAO）により、
その後S. White博士（University of Maryland）によって改良されました。
NoRHウェブサイトで公開しているムービーはD. Zarro博士のつくったJavaSript
プログラムで動いています。
IDLはResearch Systems Inc.が製造・販売しているデータ解析ソフトウェアです。
S. Pohjolainen博士は英語マニュアルを読んでコメントをくださいました。

\section*{参考文献}

\noindent
Dulk, G. A., 1985, ARAA, {\bf 23}, 169 \\ 
Hanaoka, Y., et al., 1994, Proc. of Kofu Symp., 35 \\
Nakajima, H., et al., 1994, Proc. of the IEEE, {\bf 82}, 705 \\
Nishio, M., et al., 1994, Proc. of Kofu Symp., 19 \\
Ramaty, 1969, ApJ, {\bf 158}, 753 \\


\end{document}
