一种基于二维算法的新颖的多目标光纤光谱数据处理流程张博叶中 .pdfVIP

第卷第期 天 文 学 报 年月 一种基于二维算法的新颖的多目标光纤光 谱数据处理流程∗ † 张 博 叶中付 徐 旭 中国科学技术大学电子工程与信息科学系合肥 摘要 郭守敬望远镜 、斯隆数字巡天 、英澳望远镜 等大多数多目标光纤光谱望远镜现用的数据处理流程都是基 于一维算法的 以为例提出多目标光纤光谱数据处理流程方法 在现 用数据处理流程中 在预处理过程之后 通过基于一维模型的抽谱算法从二维观测目标光 谱数据中得到一维抽谱结果作为中间数据 后续的处理步骤都基于一维模型的算法 然 而 这种数据处理流程不符合观测光谱的形成机理 因此 在每个步骤中都引入了不可忽 略的误差 为了解决这一问题 提出了一种还未被用于及其他望远镜数据处理 系统的新颖的数据处理流程 重新设计安排了各个数据处理模块的顺序 各关键步骤算法 都是基于二维模型的 核心算法将详细论述 此外 列出了部分实验结果来证明二维算法 的有效性和优越性 关键词 望远镜 仪器 光谱仪 方法 数值 技术：图像处理 技术 分光镜 中图分类号 文献标识码 引言 郭守敬望远镜, 即大天区面积多目标光纤光谱望远镜(Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope, LAMOST)是大口径兼大视场光学望远镜的世界之最 . 目前为止, LAMOST(/public/dr/algotrithms/data-reducti on?locale=en)和斯隆数字巡天(Sloan Digital Sky Survey, SDSS)、英澳望远镜(Anglo- Australia Telescope, AAT) 的光谱仪系统(AAOmega spectrograph system)、欧洲 南方天文台(European Southern Observatory, ESO)的甚大望远镜(Very Large Tele- scope) 的大型光纤阵列多目标摄谱仪(Fiber Large Array Multi Element Spectrograph, FLAMES)(/pub/dfs/pipelines/giraffe/giraf-pipeline-manual-2.12.pdf) 等多目标光纤光谱望远镜上所使用的数据处理系统, 从总体上来说, 都是基于一维 算法的, 也就是说, 它们的主要处理步骤都在一维方向上处理数据. 收到原稿 收到修改稿 国家自然科学基金项目资助 天 文 学 报 卷 然而, CCD相机上的二维观测光谱是由原始一维光谱通过光谱仪的光栅之后, 以点 扩展函数(point spread function, PSF)的形式将能量传递到邻近像素形成的. 在空间方 向, 每根光纤的能量在每个波长位置以固定的PSF 的形式扩散到邻近像素. 因此在数据 处理过程中空间和波长这两个方向不应分开进行. 由此可知, 之前的基于一维算法的数 据处理流程是不合适的, 忽略了空间方向和波长方向之间的相关性, 破坏了数据的完整 性, 在每个步骤中造成了不可忽略的误差累计. 尽管某