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Das ehemalige Kanzelhöhe Hα Imaging System (vor 2005)
Instrumentierung
Das Kanzelhöhe Patrol Instrument beherbergte mehrere Instrumente auf einer gemeisamen
Montierung: Ein Weißlicht Teleskop mit einem Projektionssystem um Zeichnungen anzufertigen,
einen Koronographen, den Photoheliographen (Pettauer, 1990), ein Magneto Optisches Filter (Natrium D-Linie,
Cacciani et al., 1998) und das Hα Instrument (siehe Fig.1). Um das damals neue CCD System zu
installieren, waren nur geringe Änderungen notwendig. Ein Strahlteiler erlaubte es gleichzeitig
Bilder auf fotografischem Film und auf der Pulnix TM-1000 progrssive-scan Kamera aufzunehmen. Angeschlossen
wurde die CCD Kamera über Glasfaser an einen DIPIX XPG-1000 Frame Grabber auf einem Beobachtungs-PC
(486/66 Win 95).
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Figur 1: Schematische Darstellung des Hα Teleskops
Ein Interferenzfilter (10 nm FWHM) schützt das ZEISS Lyot filter (0.07 nm FWHM) vor
thermischer Überlastung. Der Strahlteiler erlaubt das gleichzeitige betreiben von analogem
und digitalem Aufzeichnungssystem.
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Aufnahme und Verarbeitung der Bilder
Die Software erlaubt es einzelne Bilder aus einer Serie von Bildern auszuwählen, hierbei
wird der Kontrast in einer Bildzeile bestimmt und jenes Bild mit dem höchsten Konrast verwendet
(= Frame Selection). Im Patrolmodus wird dieses Verfahren in einem fixen Zeitintervall wiederholt.
Da der PC mit dieser Aufgabe vollends ausgelastet ist, muss die Nachbearbeitung der Daten auf einem
anderen Rechner erfolgen. Die original Daten werden auf CDs geschrieben.
Flat Fielding
Das Rauschen der CCD Kamera is sehr niedrig. Es gibt nur 2 Pixel, die im Dunkelstrombild nicht 0 sind,
und eine Bildzeile ist defekt. Diese Bildzeile zeigt einen Offset, der korrigiert werden kann.
Weiters gibt es eine Asymmetrie in der Ausleuchtung, diese kann durch die Methode von K. Burlov-Vasiljev
(KIS Freiburg, Germany) entfernt werden. Diese Methode rechnet aus einem einzigen Bild konzentrische Ringe und fittet
Polynome in diese Ringe. Da davon ausgegangen werden darf, dass die Sonne radialsymmetrisch ist, koennen
die Abweichungen berechnet werden. Ausserdem kann mit dieser Methode auch die Mitte-Rand-Variation bestimmt
werden.
Bild Zentrierung und Ausrichtung
Die Mittelpunktskoordinaten (x0, y0) werden bestimmt indem nach der Mitte zwischen den
maximalen Bildgradienten entlang einzelner Spalten/Zeilen im Bild gesucht wird. Das Bild wird dann in ganzzahligen
Schritten möglichst in die Mitte geschoben. Durch die äquatoriale Montierung des Teleskops gibt es keine
Bildfelddrehung. Daher ist der Korrekturwinkel δP zwischen Ost-West und den Bildzeilen immer konstant
(Abweichung < ±0.2deg, wegen Montierung). Dieser Winkel wird immer wieder neu bestimmt,
indem eine Bildserie bei ausgeschalteter Nachführung gemacht wird und dann die Abweichung der Mittelpunkte
von der Zentrallinie bestimmt wird. Heliographische Positionen können mit einer Genauigkeit von
±0.5deg bestimmt werden.
Bild Kosmetik
Zur schnelle Bildbetrachtung wird ein eigenes Bild erzeugt, dieses wird prozessiert, MRV abgezogen,
kontrastverstärkt und mit einem Koronogramm versehen. Das Koronogramm wird erzeugt indem die Bereiche
ausserhalb der Sonnenscheibe extra skaliert werden. Die physikalische Ephemeride (P, B0,
L0) wird berechnet und das Bild Nord-Süd ausgerichtet.
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Figur 2: Ein prozessieretes Bild, das auch online publiziert wird. Asymmetrien sind entfernt, der Kontrast ist
verstärkt und die Protuberanzen sind neu skaliert. Die beschriftungen sind nur in den JPEG Bildern vorhanden,
die FITS Bilder enthalten vollständige Header, wie sie auch Standard bei SOHO Ground Based Synoptic
Beobachtungen sind.
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Daten Archiv
Das Archiv beinhaltet Daten mit einer Kadenz von 1 Bild/Minute (im Vergleich - das analoge System belichtete
ein Bild/ 4 Minuten). Die Daten werden im RAW-Format auf CDs gesichert. Ein Softwarepaket zur Datenverarbeitung
wird zur Verfügung gestellt. Ein Bild pro Tag, das den SOHO Ground Based Synoptic Spezifikationen genügt
wird online gestellt, dieses ist am Server www.kso.ac.at abrufbar
und wird gespiegelt auf SOHO-WWW .
Der Start dieser prozedur erfolgte im Feb 2000.
Literaturhinweise
- Cacciani, A., Moretti, P. F., Messerotti, M., Hanslmeier, A., Otruba, W., & Pettauer, T.
in Motions in the Solar Atmosphere, Hanslmeier, A., & Messerotti M. (eds.),
Kluwer Academic Publishers, 271 , 1999
- Otruba, W. in Third Advances in Solar Physics Euroconference: Magnetic Fiels and
Oscillations, Schmieder, B., Hofmann, A. & Staude, J (eds.), ASP Conf. Series, 184, 314, 1999
- Pettauer, T. Publ. Debrecen Heliophys. Obs. 7, 6, 1990
Bild Typen
Die bilder (1008x1016 Pixel, 1 byte) werden in verschiedenen Formaten gespeichert.
Die Dateinamen halten sich dabei an die filenaming
convention for SOHO synoptic data:
- FITS: Der Header ist so gehalten, dass er die "proposed
Keywords for SOHO" beinhaltet. Die Bilder werden komprimiert (gzip, ca. 330kB)
- JPEG: Die Bilder haben 8 bit Farbtiefe (Grautöne). (ca. 100kB)
Bild Typ |
Beschreibung |
Dateiformat |
1 |
Unprozessiertes RAW-Bild. Kaputte CCD-Pixel sind interpoliert. Ein Fehler im 7.Bit, der manchmal
auftritt ist korrigiert. Das Sonnenbild ist in die Mitte geschoben. |
FITS |
2 |
Mitte-Rand-Variation Korrektur Tabelle. Die Tabelle besteht aus einem Intensitätsprofil,
das im Flatfield-Prozess berechnet wurde. |
FITS ASCII Tabelle |
3 |
Normal Kontrast Bild. Nur das Flatfield ist korrigiert. |
FITS |
4 |
Hoch Kontrast Bild. Der Bild Typ 3 wird mit der Mitte-rand-Variation korrigiert. |
FITS |
5 |
Normal kontrast Bild. Bild Typ 3 wird rotiert (Nord oben).
Der Bildkontrast wird verstärkt und eine Unscharfe Maske wird angebracht. |
JPEG |
6 |
Hoch Kontrast Bild. Der Bild Typ 4 wird mit einem Koronogramm versehen.
Das Bild ist rotiert,der Bildkontrast wird verstärkt und eine Unscharfe Maske wird angebracht. |
JPEG |
7 |
Unprozessiertes RAW Bild. Vor Feb 2000. |
FITS |
8 |
Bild Typ 7 zentriert und rotiert (N oben) Vor Feb 2000. |
FITS |
9 |
Wie Typ 8,aber nur halbe Größe, Bildkontrast wird verstärkt und
Koronogramm. Vor Feb 2000. |
JPEG |
0 |
Fast Live-Bild. Das letzte Bild wird unprozessiert dargestellt, nur Uhrzeit und datum
sind eingeblendet. haupsälich zur internen Verwendung. |
JPEG |
Kanzelhöhe Hα Archiv Struktur
Ordner |
Beschreibung |
Bild Typ |
/halpha | /FITS | /archive | /YYYY |
...unprozessierte Bilder | 1 |
/halpha | /FITS | /archive | /YYYY |
...unprozessierte Bilder (bis Jan 2000) | 7 |
| | /clv | /YYYY |
...CLV Korrektur Tabelle | 2 |
| | /high | /YYYY |
...prozessierte hoch Kontrast Bilder | 4 |
| | /low | /YYYY |
...prozessierte normal Kontrast Bilder | 3 |
| | /low | /YYYY |
...prozessierte normal Kontrast Bilder (bis Jan 2000) | 8 |
| /JPEG | /high | /YYYY |
...prozessierte hoch Kontrast Bilder | 6 |
| | /low | /YYYY |
...prozessierte normal Kontrast Bilder | 5 |
| | /low | /YYYY |
...prozessierte normal Kontrast Bilder bis jan 2000 | 9 |
| | /recent | /YYYY |
...Icons von normal and hoch Kontrast | 5, 6 |
|
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