|
Nieuwe pointingmetingen met de DT |
 |
 |
 |
|
Geschreven door Paul Boven
|
|
zondag, 06 september 2009 22:31 |
Er is weer hard gewerkt om de parameters van de Dwingeloo telescoop te bepalen. Paul Boven, samen met Harm Munk, zijn druk aan het meten geslagen met pointingmetingen. Paul stuurde een uitgebreid verslag over hun bevindingen.
De afgelopen weken is er erg hard gewerkt aan de aanleg van de nieuwe fiber-verbinding van de DT. Maar nu we deze klus met succes geklaard hebben, kunnen we weer verder met de metingen. Deze week zijn Harm Munk en ik op dinsdag, woensdag en donderdag 's avonds aan het werk geweest om verdere pointing-tests te doen. Doel van deze metingen is om meer ervaring op te doen met pointing metingen en om te testen of de gebruikte methode goed is. Een foutje in de formules is tenslotte zogemaakt.
Op maandag ben ik begonnen met het installeren van alle benodigde software op 'Mercurius', en van de door LOFAR gedoneerde servers. Deze krachtige machine wordt gebruikt om de data uit de 'Astro-RX' FPGA setup uit te lezen en verder te verwerken. Dit is een van de stappen in het algemeen beschikbaar maken van de Astro-RX voor metingen. Nu deze machine werkt hoef ik mijn eigen PC eindelijk niet meer mee te sjouwen voor het doen van metingen.
Op dinsdagavond, na het werkend krijgen van alle soft- en hardware, hebben we een eerste cross-scan van CasA gedaan. Het was ondertussen al bijna 10 uur 's avonds en de elevatie van CasA was meer dan 50 graden. Bijgevoegde grafiek laat deze meting zien. De kruisjes zijn de daadwerkelijke meetwaarden, en de lijnen zijn Gauss-curves die zo goed mogelijk door deze meetpunten passen. Idealiter zouden beide curves netjes symmetrisch rond de nul-lijn zijn, en even hoog. De verschuiving naar links of rechts van het maximum ten opzichte van de nul-lijn is de pointing-afwijking: 0.14 graden in rechte klimming, en -0.07 graden in declinatie bij deze meting.
Om nu te controleren of de gemeten afwijkingen betrouwbaar zijn, zijn deze offsets bij de bekende coördinaten van CasA opgeteld en is de meting meteen herhaald. Het resultaat is in onderstaande grafiek te zien. Nu valt het maximum van elke curve veel dichter bij de nul-lijn, wat aangeeft dat de telescoop nu wel mooi op het maximum van de bron gericht is. De afwijkingen in rechte klimming is eigenlijk te klein om nog te meten (0.0005 graden), en de afwijking in declinatie is teruggebracht naar 0.02 graden. Maar wat ook opvalt is dat de amplitude van beide curves duidelijk anders is, vermoedelijk door veranderingen in de versterking van de gehele ontvangst-keten.
Op woensdagavond stond alles al klaar om meteen aan de slag te gaan en zijn we rond 20:45 al gaan meten. De eerste meting gaf een vergelijkbare afwijking aan als de dag ervoor: 0.14 graden in rechte klimming en 0.09 graden in declinatie. We hebben deze afwijking opnieuw bij de bekende coördinaten van CasA opgeteld en de scan herhaald. Die tweede scan had echter ineens beduidend lagere meetwaarden, zowel wat betreft de 'eigen' ruis van de ontvanger als de bijdrage van de bron. De meetwaarden pasten ook duidelijk minder goed op de voorspelde curve. Daarom is dezelfde meting nog eens herhaald, maar de meetwaarden waren zelfs nog kleiner. Ons vermoeden is dat de snelle afkoeling bij het ondergaan van de zon een grote invloed heeft op de versterkingsfactor van vooral het frontend: ter illustratie zijn alle drie de metingen in 1 grafiek geplaatst. De gainvariaties hebben niet alleen als gevolg dat de hoogte van de grafiek verandert, de wijzigingen op kortere termijn vervormen de curve en maken het moeilijker om de pointing afwijking goed vast te stellen. De tweede en derde scan zijn op exact dezelfde coördinaten gedaan, maar lijken heel verschillende
pointingafwijkingen aan te geven.
Om temperatuursinvloeden uit te sluiten zijn we de derde dag meteen na kantoortijd aan de gang gegaan. In tegenstelling tot de woensdag was er nu ook bewolking, waardoor een minder snelle afkoeling te verwachten was. We hebben dezelfde procedure weer doorlopen: eerst een cross-scan van CasA en meteen daarna een nieuwe cross-scan op de coördinaten die de afwijking aanwees. Ditmaal waren de meetwaarden weer op het oude niveau terug, wat al enig vertrouwen gaf na de lichte teleurstelling van de vorige avond. De gevonden afwijking was 0.05 graden in rechte klimming en -0.11 graden in declinatie. Deze afwijkingen zijn duidelijk anders dan op dinsdag, maar CasA staat op dit tijdstip dan ook op een andere positie aan de hemel.
De tweede, gecorrigeerde meting gaf ons eindelijk een cross-scan zoals we deze zouden willen zien: netjes rond de nul gecentreerd, dezelfde amplitude voor de twee scans, en ook het zelfde ruisniveau aan de randen van de grafiek, waar de bron buiten de bundel is. De afwijking in rechte klimming is nu nog maar 0.007 graden en 0.002 graden in declinatie, een aanmerkelijke verbetering. Waarschijnlijk kunnen we op dit moment zulke kleine afwijkingen zelfs nog niet betrouwbaar meten, zo wordt in de huidige cross-scan software de meting al gestart als de telescoop binnen 0.005 graden van een meetpunt is. Omdat deze metingen eindelijk netjes over het midden van CasA heen gaan, is verhouding (S+N)/N met 5.61dB ook wat beter dan wat we eerder in onze driftscans hebben gemeten (5.15dB).
Om te controleren of het hier niet slechts om een toevalstreffer ging, hebben we vervolgens dezelfde twee-staps procedure uitgevoerd op Virgo-A, M87. Na een correctie van -0.10 graden in zowel R.A. als declinatie gaf de tweede meting een afwijking van slechts -0.005 en 0.002 graden aan, met twee curves die weer mooi over elkaar heen passen. VirA is een duidelijk zwakkere bron dan CasA, let op het verschil in de verticale schaal. VirA steekt 1.25dB boven de ruis uit.
Uit deze resultaten blijkt dat de cross-scan methode voor het bepalen van de pointing-afwijkingen goed werkt. Daarbij is het wel belangrijk om de goede meetresultaten te onderscheiden van diegene die door gain-variaties, RFI etc. verstoord zijn. Het blijkt mogelijk om onze telescoop met een hoge nauwkeurigheid (beter dan 1/100e graad) op een gewenste bron te richten, nadat voor de pointingafwijking is gecorrigeerd. Helaas kunnen we deze afwijkingen nu nog niet voorspellen, er zullen nog heel wat metingen nodig zijn om de afwijkingen in kaart te brengen.
|
