中分辨率光谱巡天第三次数据发布

 

第一章 综述

大天区面积多目标光纤光谱望远镜（LAMOST，也称郭守敬望远镜）是我国自主研发设计的大型光学波段观测设备，由中国科学院国家天文台运行和维护。郭守敬望远镜是一个特殊的反射式施密特望远镜，焦面上安装了4000根光纤，可以同时观测20平方度视场内的4000个目标，大大提高了目标光谱的获取率。从2018年10月开始，LAMOST开启了二期巡天项目。该项目包括两个任务，即“LAMOST低分辨率光谱巡天”和“LAMOST中分辨率光谱巡天”。二期项目将用约一半的观测时间（暗夜/灰夜）继续低分辨率光谱巡天任务，用另一半观测时间（亮夜/灰夜）开展中分辨率光谱巡天任务[1]。LAMOST中分辨光谱巡天包括两个巡天任务，即“时域巡天”和“非时域巡天”。“时域巡天”的主要目的是研究变星，因此时域巡天的每个目标源将在多个观测夜重复观测，而“非时域巡天”的每个目标源一般不会在多个观测夜重复进行观测。

此次，共发布23,589,267条单次曝光光谱和6,433,719条合并光谱，它们被写入3,274,849个FITS文件。距离月亮近的目标，光谱容易受到月亮光的影响，因此这次没有观测到月亮的角距离小于10度的目标。此次，“非时域巡天”共发布1,846,438条合并光谱，“时域巡天”共发布6,412,924条单次曝光光谱。此次发布的所有数据产品都能从http://www.lamost.org/dr9/v1.1/网站获得，它们包括：

(1)    光谱 – 每个观测源每次曝光将获得两条光谱，一条是蓝端光谱，另一条是红端光谱, 它们的波长覆盖范围分别是[4950 Å, 5350 Å]和[6300 Å, 6800 Å]。一般而言，每个观测源将被观测多次，因此可以通过合并单次曝光的光谱获得合并光谱。然而，少数目标由于一些原因（比如波长定标）将缺失红端或者蓝端光谱，因此它们的FITS数据中将只有一个或者没有合并光谱。对于单次曝光光谱和合并光谱，它们在5163 Å（蓝端）和6593 Å（红端）的分辨率约为7500。

(2)    星表 – 除光谱数据外，此次还发布了五个参数星表，分别是：“LAMOST中分辨总星表”、“LAMOST中分辨参数星表”、“LAMOST中分辨重复观测源表”、“LAMOST中分辨观测天区星表”以及“LAMOST中分辨输入星表”。这些星表中包含了很多参数，例如：赤经、赤纬、星等、信噪比、Gaia的源编号、Gaia星等、恒星大气参数（有效温度，表面重力和金属丰度）、视向速度、元素丰度、圆顶视宁度等。

第二章将详细介绍FITS文件，第三章将介绍参数星表。
 

第二章 FITS文件介绍

一、命名

 此次共发布3,274,849条FITS文件，其中包括23,589,267条单次曝光光谱和6,433,719条合并光谱。这些FITS文件以“med-MMMMM-YYYY_spXX-FFF.fits”方式被命名。其中，“MMMMM”是一个非负的整数，代表本地修正儒略日，“YYYY”是天区编号，“XX”是一个在1到16之间取值的整数，表示光谱仪编号，“FFF”是一个在1到250之间取值的整数，代表每个光谱仪中的光纤编号。此外，.fits文件头中的“DESIG”关键字给出了每个目标源的命名方法，它们是以“LAMOST JHHMMSS.ss+DDMMSS.ss”方式被命名的。其中，“HHMMSS.ss”是以时分秒为单位的目标源的赤经，“+DDMMSS.ss”是以度分秒为单位的目标源的赤纬。

二、结构

对LAMOST每个观测源，如果它被曝光n次，将会有m（m ≤ n）个蓝端光谱和t（t ≤ n）个红端光谱。如果m和t都大于0，则该观测源会有一个蓝端和一个红端合并光谱。如果m和t中至少有一个等于0，则中分辨FITS文件中将不提供合并光谱。

每个LAMOST中分辨FITS文件中，扩展0是主扩展（只有头文件没有数据矩阵），扩展1和2则分别保存了蓝端和红端的合并光谱。扩展3到m+2保存了n次曝光获得的m个蓝端单次曝光光谱，它们被命名为“B-lmjm”,其中lmjm是每次曝光开始时刻本地修正儒略分。扩展m+3到m+t+2分别保存了n次曝光获得的t个红端单次曝光光谱，它们被命名为“R-lmjm”。

接下来，将分别介绍主扩展、扩展1和2，以及后面的扩展3到（N-1）。

三、主扩展

这一节，将介绍LAMOST中分辨FITS文件的主扩展。与低分辨FITS文件不同，中分辨FITS文件的主扩展只有头文件，其数据矩阵为空。

在主扩展的头文件中把关键字分为七组，它们分别是：强制关键字、文件信息关键字、望远镜参数关键字、观测参数关键字、光谱仪参数关键字、天气情况关键字和数据处理关键字，下面将分组详细介绍。

1、强制关键字

每个.fits头文件中必须写入强制关键字，并且需要以固定格式填写其中每个关键字的取值。

SIMPLE  =                    T /Primary Header created by MWRFITS v1.11b
BITPIX  =                   16 /
NAXIS   =                    0 /
EXTEND  =                    T /Extensions may be present  

SIMPLE：所有.fits文件基本头文件中的第一个关键字。该关键字是一个逻辑常数，如果满足.fits文件标准，则该关键字为“T”，否则为“F”。这个关键字在基本头文件中是强制必须写入的，其它扩展的头文件中不必强制写入。

BITPIX：整数，是.fits文件中表示一个数据所需的二进制位数。如果该关键字为“-32”，说明.fits文件中的数据是IEEE标准的单精度浮点型数。

NAXIS：非负整数，最大值不能超过999。它代表数据矩阵中的数据维数，如果取值为0表示.fits文件中没有数据。

EXTEND：布尔量，显示.fits文件基本头数据单元后是否有扩展单元，只出现在基本头文件中。如果该关键字取值为“T”，表示基本头数据单元后可以有扩展单元。这是一个建议型关键字，如果它的值为“T”并不一定要求基本头数据单元后有扩展单元，同样头文件中没有这个关键字也不意味着一定不能有扩展单元。

2、文件信息关键字

FILENAME= 'med-58120-NGC228101_sp08-178.fits' /
OBSID   =            624608178 / Unique number ID of this spectrum
AUTHOR  = 'LAMOST Pipeline'    / Who compiled the information
DATA_V  = 'LAMOST DR9'   / Data release version
N_EXTEN =                    9 / The extension number
EXTNAME = 'Information'        / The extension name
ORIGIN  = 'NAOC-LAMOST'        / Organization responsible for creating this file
DATE    = '2020-02-19T12:54:18' / Time when this HDU is created (UTC)

FILENAME：字符串，给出了.fits文件的名称。以“med-58120-NGC228101_sp08-178.fits”为例，“58120”代表本地修正儒略日，“NGC228101_sp08”是天区编号，“sp08”是光谱仪编号，“178”是光纤编号。

OBSID：整数，给出了光谱编号。

AUTHOR： 字符型常数“LAMOST Pipline”，表示fits文件的软件名称。

DATA_V： 字符型常数，给出了数据发布的版本号。

N_EXTEN： 整数，给出了一个.fits文件扩展的数目。

EXTNAME： 字符串，用于区别同一个FITS文件相同类型的不同扩展。

ORIGIN： 字符型常数“NAOC-LAMOST”，给出了为这个.fits文件负责的组织和机构，“NAOC”是中科院国家天文台简称。.

DATE： 字符串，给出了.fits文件创建的国际标准时。

3、望远镜参数关键字

TELESCOP= 'LAMOST  '           / GuoShouJing Telescope
LONGITUD=               117.58 / [deg] Longitude of site
LATITUDE=                40.39 / [deg] Latitude of site
FOCUS   =                19964 / [mm] Telescope focus
CAMPRO  = 'NEWCAM  '           / Camera program name
CAMVER  = 'v2.0    '           / Camera program version

TELESCOP：字符型常数“LAMOST”，给出了望远镜的名称。

LONGITUD：浮点型常数，提供了LAMOST所在兴隆观测站的经度。

LATITUDE：浮点型常数，提供了LAMOST所在兴隆观测站的纬度。

FOCUS：提供了郭守敬望远镜的焦距，单位是毫米。

CAMPRO：字符型常数“NEWCAM”，给出了LAMOST照相机的名称。 

CAMVER：字符串，给出了LAMOST相机程序的版本号。

4、观测参数关键字

DATE-OBS= '2018-01-01T15:21:00' / The observation median UTC
DATE-BEG= '2018-01-01T23:03:26.0' / The observation start local time
DATE-END= '2018-01-01T23:40:15.0' / The observation end local time
LMJD    =                58120 / Local Modified Julian Day
MJD     =                58119 / Modified Julian Day
PLANID  = 'NGC228101'          / Plan ID in use
RA      =           103.398334 / [deg] Right ascension of object
DEC     =            40.626064 / [deg] Declination of object
RA_OBS  =           103.398334 / [deg] Right ascension during observing
DEC_OBS =            40.626064 / [deg] Declination during observing
OFFSET  =                    F / Whether there's a offset during observing
OFFSET_V=                 0.00 / Offset value in arcsecond
GL      =           175.724039 / [deg] Galactic longitude of object
GB      =            17.653158 / [deg] Galactic latitude of object
DESIG   = 'LAMOST J065335.60+403733.8' / Designation of LAMOST target
FIBERID =                  178 / Fiber ID of Object
CELL_ID = 'F2217   '           / Fiber Unit ID on the focal plane
X_VALUE =             -191.336 / [mm] X coordinate of object on the focal plane
Y_VALUE =              398.645 / [mm] Y coordinate of object on the focal plane
OBJNAME = 'UCAC4_654-044946'   / Name of object
OBJTYPE = 'STAR    '           / Object type from input catalog
TSOURCE = 'LAMOST  '           / Name of input catalog
TCOMMENT= '        '           / Target information
TFROM   = '        '           / Target catalog
FIB_TYPE= 'Obj     '           / Fiber type of object
FIB_MASK=                    0 / Bitmask of warning values, 0 means good
MAG_PS_G=                13.47 / [mag] Magnitude of object
MAG_PS_R=                12.95 / [mag] Magnitude of object
MAG_PS_I=                12.75 / [mag] Magnitude of object
MAG_PS_Z=                99.00 / [mag] Magnitude of object
MAG_PS_Y=                99.00 / [mag] Magnitude of object
OBS_TYPE= 'OBJ     '           / The type of target (OBJ, FLAT, ARC or BIAS)
OBSCOMM = 'Science '           / Science or Test
RADECSYS= 'FK5     '           / Equatorial coordinate system
EQUINOX =              2000.00 / Equinox in years
SKYLIST = 'skylines.dat'       / Sky emission line list
NEXP_B  =                    3 / Number of valid blue exposures
COMBIN_B=                    T / Whether the combined data of B band exists
NEXP_R  =                    3 / Number of valid red exposures
COMBIN_R=                    T / Whether the combined data of R band exists
SCAMEAN =                41.53 / [ADU] Mean level of scatter light 

DATE-OBS：字符串，给出了多次曝光平均时刻的国际标准时。 

DATE-BEG：字符串，给出了观测开始时刻的北京时间。

DATE-END：字符串，给出了观测结束时刻的北京时间。

LMJD：非负整数，给出了本地修正儒略日。

MJD：非负整数，给出了修正的儒略日。

PLANID：字符串，给出了观测目标的天区编号。

RA：非负实浮点型数，给出了输入星表中观测目标的赤经。

DEC：实浮点型数，给出了输入星表中观测目标的赤纬。

RA_OBS：非负实浮点数，给出了被观测源在实际观测中的赤经。

DEC_OBS: 实浮点型数，给出了被观测源在实际观测中的赤纬。

OFFSET：布尔值，包括T和F。T表示观测过程中，光纤对准目标时进行了偏置。这种光纤偏置操作一般应用于非常亮的恒星（r < 11等），目的是为了避免亮源观测时CCD出现饱和。

OFFSET_V：实浮点数，给出了观测过程中光纤偏置的值，单位是角秒。

GL：实浮点数，给出了观测源的银经。

GB：实浮点数，给出了观测源的银纬。

DESIG：字符串，给出了LAMOST目标源的名称。与斯隆数字巡天目标源的名称类似，“J”字符后面“+”字符前面的数字是以“时分秒”为单位的赤经，“+”字符后面是以“度分秒”为单位的赤纬。 

FIBERID：取值范围在1到250之间的非负整数，给出了光纤编号，并且应该与光谱仪编号同时使用。

CELL_ID：字符串，给出了焦面上光纤单元的编号。LAMOST焦面划分为四个象限，分别命名为“EFGH”，这个关键字第一个字符代表了象限，第一个字符后前两个数字代表该光纤在这个象限里所处的行数，后两个数字代表光纤所在的列数。  

X_VALUE和Y_VALUE：实浮点型数，给出了焦面上观测目标的X和Y坐标。

OBJNAME：字符串，给出了观测目标的编号，该编号是由目标的赤经、赤纬和HTM方法计算得到。

OBJTYPE：字符串，给出了输入星表中观测目标的类型。

TSOURCE： 字符串，给出了提交输入星表的组织或者个人。

TCOMMENT：字符串，给出了输入星表中目标源在原来星表中的编号。比如，在SDSS星表中的编号等。

TFROM：字符串，给出了输入星表的名字。

FIB_TYPE：字符串，给出了分配给各观测目标的光纤类型。该关键字有六种取值，分别是：“Obj”、“Sky”、“F-std”、“Unused”、“PosErr”和“Dead”。其中，“Obj”表示光纤分配给观测源，包括恒星和星系等。“Sky”表示光纤用于拍天光，“F-std”表示光纤用于拍流量标准星，“Unused”、“PosErr”和“Dead”分别表示光纤没有被使用、光纤走位错误和光纤无法工作。

FIB_MASK：整数，表示光纤存在的问题。如果想检查光纤存在的问题，首先需要把十进制的“FIB_MASK”转换成九位二进制数，如表1所示。如果某一位的值为1，则代表光纤存在相应的问题，表2给出了九位二进制数各位所代表的光纤问题。

 

表1: “FIB_MASK”字段的9个二进制位

9

8

7

6

5

4

3

2

1

 

表2: 光纤问题

位数

问题

注释

1

NOALLOTTED

没有被分配的光纤

2

BADTRACE

“TRACECENTER”程序追迹结果错误的光纤

3

BADFLAT

流量过低的光纤

4

BADARC

波长定标异常的光纤

5

MANYBADPIXEL

超过10%坏像素的光纤

6

SATURATED

超过10%饱和像素的光纤

7

WHOPPER

比相邻光纤流量大15倍以上的光纤（流量巨大光纤）

8

NEARWHOPPER

毗邻流量巨大光纤的光纤

9

BADSKYFIBER

天光残差极大的光纤

MAG_PS_G、MAG_PS_R、MAG_PS_I、MAG_PS_Z和MAG_PS_Y：取值在0到100之间的实浮点数，给出了Pan-STARRS的g/ri/z/y波段星等。

OBS_TYPE：字符串，给出了观测目标的类型，包括：目标源、平场、灯谱和偏置。 

OBSCOMM：字符串，给出了观测目的，包括：用于科研的观测和用于测试的观测。 

RADECSYS：字符串，给出了基于J2000标准的观测源的赤道坐标。

EQUINOX：实浮点型数，给出了当前使用的标准历元。

SKYLIST：字符串，给出了天光发射线列表的文件名，在减天光过程中需要用到该列表。  

NEXP_B和NEXP_R：两个非负整数，分别给出了蓝端和红端CCD曝光次数。 

COMBIN_B和COMBIN_R：两个布尔量，分别表示蓝端和红端的合并光谱是否存在。

SCAMEAN：实浮点型数，给出了杂散光的平均水平，它是二维光谱图像左边和右边边缘没有光纤的位置处流量的平均值。

5、光谱仪参数关键字

SPID    =                    8 / Spectrograph ID
SPRA    =          103.7905998 / [deg] Average RA of this spectrograph
SPDEC   =           41.0968508 / [deg] Average DEC of this spectrograph
SLIT_MOD= 'x2/3    '           / Slit mode, x1, x2/3 or x1/2

SPID： 1到16之间取值的非负整数，给出了观测目标所在光谱仪的编号。 

SPRA和SPDEC：两个实浮点型数，给出了每个光谱仪所有目标源平均的赤经和赤纬。

SLIT_MOD：字符串，给出了LAMOST的狭缝模式为“x2/3”，对应于蓝端5163 Å和红端6593 Å处的分辨率为7500。

6、天气情况关键字

SEEING  =                 2.68 / [arcsec] Seeing during exposure
MOONPHA =                14.86 / [day] Moon phase for a 29.53 days period
TEMP_AIR=                -6.88 / [deg] Temperature outside dome
TEMP_FP =                -1.90 / [degree celsius] Temprature of the focalplane
DEWPOINT=               -22.54 / [deg]
DUST    = '        '           / Reservation
HUMIDITY=                27.43 /
WINDD   =               130.34 / [deg] Wind direction
WINDS   =                 0.32 / [m/s] Wind speed
SKYLEVEL= '        '           / Reservation

SEEING：实浮点型数，给出了曝光期间的视宁度，由观测助手通过测量导星图像的半高全宽得到。 

MOONPHA：实浮点型数，给出了月相的值。

TEMP_AIR：实浮点型数，给出了圆顶外面的温度，单位是摄氏度，由自动天气参数测量仪器获得。 

TEMP_FP：实浮点型数，给出了焦面温度，单位是摄氏度， 由自动天气参数测量仪器获得。

DEWPOINT：实浮点型数，给出了露点温度，单位是摄氏度，由自动天气参数测量仪器获得。

DUST：这个关键字目前暂时是空的，因为尘埃测量仪正在调试中，当测量仪的问题都解决后我们将把这个参数写入.fits头文件中。

HUMIDITY： 0到1之间的实浮点型数，给出了空气中的湿度。 

WINDD：实浮点型数，记录了曝光开始时刻瞬时风向，正北是0度风向的方向。 

WINDS：实浮点型数，记录了曝光开始时刻瞬时风速。风向和风速都是由自动天气测量仪器得到的。

SKYLEVEL：这个关键字现在是空值，测量仪器尚在调试中。

7、数据处理参数关键字

EXTRACT = 'aperture'           / Extraction method
SFLATTEN=                    T / Super flat has been applied
PCASKYSB=                    T / PCA sky-subtraction has been applied
NSKIES  =                   34 / Sky fiber number
SKYCHI2 =                  3.4 / Mean chi^2 of sky-subtraction
HELIO   =                    T / Heliocentric correction
HELIO_RV=             -0.07809 / [km/s] Heliocentric correction
VACUUM  =                    T / Wavelengths are in vacuum

EXTRACT：字符串，记录了二维图像的抽谱方法。二维图像抽谱方法有很多种，LAMOST只使用了孔径抽谱法。 

SFLATTEN：布尔量，代表是否使用光纤平场。LAMOST光谱处理程序中，光纤平场用于把光纤之间的相对效率改为1。

PCASKYSB：逻辑变量，代表是否使用主成分分析（PCA）方法减天光。LAMOST光谱处理程序中，对波长大于7200Å的光谱区域使用了主成分分析方法减天光。 

NSKIES：整数，给出了一个光谱仪中天光光纤的数目。

SKYCHI2：实浮点型数，给出了减天光过程中的平均卡方值。LAMOST光谱处理过程中，可以通过样条插值m个天光光谱得到超级天光。据此可以求出每次曝光中各天光光谱与超级天光之间的卡方值和m个天光光谱的平均卡方值。假设一共有n次曝光，由于蓝端和红端各有n个天光光谱，因此将有2n个卡方均值，这个关键字给出的就是这2n个卡方均值的平均值。  

HELIO：布尔量，表示是否做了日地改正。如果为“1”表示做过日地改正。

HELIO_RV：实浮点数，给出了用于日地改正的视向速度改正值。 

VACUUM：布尔量，代表了LAMOST光谱的波长是否改正为真空波长。

四、扩展1和2

如果某个观测源具有蓝端和红端合并光谱，扩展1和2将分别提供两个合并光谱的基本信息，否则这两个扩展将没有数据矩阵，结构与主扩展一样。

这一节将介绍扩展1和2头文件中的每个关键字和数据矩阵结构。

1、关键字

本节将介绍扩展1和2头文件中的每个关键字，它们展示在下面。

XTENSION= 'BINTABLE'           /Binary table written by MWRFITS v1.11b
BITPIX  =                    8 /Required value
NAXIS   =                    2 /Required value
NAXIS1  =                   16 /Number of bytes per row
NAXIS2  =                 3760 /Number of rows
PCOUNT  =                    0 /Normally 0 (no varying arrays)
GCOUNT  =                    1 /Required value
TFIELDS =                    5 /Number of columns in table
EXTNAME = 'COADD_B '           / The extension name
LMJMLIST= '83692743-83692756-83692770' / Local Modified Julian Minute list
DATE-OBS= '2018-01-01T15:21:00' / The observation median UTC
DATE-BEG= '2018-01-01T23:03:26.0' / The observation start local time
DATE-END= '2018-01-01T23:40:15.0' / The observation end local time
LAMPLIST= 'lampsc_med.dat'     / Arc lamp emission line list
SNR     =                36.93 / Signal to noise ratio
TTYPE1  = 'FLUX    '           /
TTYPE2  = 'IVAR    '           /
TTYPE3  = 'WAVELENGTH'         /
TTYPE4  = 'ANDMASK '           /
TTYPE5  = 'ORMASK  '           /
TTYPE6 = 'NORMALIZATION'       /
TFORM1  = 'E       '           /
TFORM2  = 'E       '           /
TFORM3  = 'E       '           /
TFORM4  = 'I       '           /
TFORM5  = 'I       '           /
TFORM6  = 'E       '           /

XTENSION：字符串，给出了扩展的类型。该关键字是自动写入的，不需要出现在主扩展头文件中。 

BITPIX：整数，给出了表示一个数据的二进制数的位数。

NAXIS：非负不大于999的整数，代表数据矩阵的维数。如果该关键字的取值为0，则意味着数据矩阵为空。

NAXIS1和NAXIS2：两个非负整数，代表了数据矩阵第n维中元素的个数。“NAXIS2”则代表扩展1数据矩阵的行数，“NAXIS1”则代表每一行的字节数。

PCOUNT：整数，被用于定义数据结构。在图像和表类型的扩展中，这个关键字的取值为0，在“BINTABLE”类型扩展中，该关键字用于确定称为堆的补充数据区域中主要数据表格后面的字节数。

GCOUNT：整数，用于定义数据结构。在“IMAGE”、“TABLE”和“BINTABLE”标准扩展中，该关键字都被设置为1。

TFIELDS：非负整数，用于表示该扩展数据矩阵中每行的列数，最大允许取值为999。 

EXTNAME：字符串，给出了各个扩展的名字，用以区别一个FITS文件中相同类型的扩展。在这种情况下，主数据矩阵应该被认为等同于一个“IMAGE”扩展。

LMJMLIS0-(n-1)：字符串，用来给出n次曝光本地修正儒略分列表。对于每一个“LMJMLISi”(i = 0,2,…n-1)，最多包括三次曝光的本地修正儒略分。如果曝光总次数N大于3，则n = floor(N / 3) + 1，其中floor表示向下取整。当N小于3的时候，就只有“LMJMLIS0”关键字，此时该字段将改名为“LMJMLIST”。

DATE-OBS：字符串，给出了多次曝光平均时刻的国际标准时。 

DATE-BEG：字符串，给出了观测开始时刻的北京时间。

DATE-END：字符串，给出了观测结束时刻的北京时间。

LAMPLIST：字符串，给出了波长定标灯发射线线表文件名，该文件在波长定标过程中被用到。

SNR：实浮点数，给出了所有像素的平均信噪比。每个像素的信噪比用公式“流量 *（倒方差）^ 0.5”计算。

TTYPE1-n：字符串，给出了该扩展数据矩阵第i(i = 1,2,3,…n)列的名称。

TFORM1-n：字符串，用来描述该扩展数据矩阵第i (i = 1,2,3,…n)列的数据类型。

2、数据矩阵

扩展1和2的数据矩阵有5列，表3给出了数据矩阵各列存储的内容和数据类型。

 

表3：扩展1和2的数据矩阵

列数

数据

类型

5

或标志位

浮点型

4

与标志位

浮点型

3

波长

浮点型

2

倒方差

浮点型

1

流量

浮点型

第一列是光谱流量，第二列是误差的倒方差（1 /（误差 ^ 2）），倒方差可以用来计算每个像素的信噪比（流量 *（倒方差）^ 0.5），第三列是以埃为单位的波长。第四列是“与标记位”，它是一个由表4所示的六位二进制数确定的十进制整数，六位二进制数每一位的含义在表5中给出。如果每次曝光某种情况总是发生，则六位二进制数相应的二进制位设置为1。数据矩阵的第五列存储的是“或标志位”，它也是由表4示意的六位二进制数确定的十进制整数，和“与标记位”不同，如果某种情况至少在某一次曝光中发生，则“或标记位”中相应的二进制位设置为1。

 

表4：“或标志位”和“与标志位”的六个二进制位的编号

6

5

4

3

2

1

 

表5：“或标志位”和“与标志位”六个二进制位的含义

二进制位的编号

关键字

说明

1

BADCCD

CCD上的坏像素

2

BADPROFILE

抽谱过程中的坏轮廓

3

NOSKY

该波长处没有天光信息

4

BRIGHTSKY

天光水平太高

5

BADCENTER

光纤轨迹超过CCD图像边界

6

NODATA

没有好数据

如果用户想检查一条光谱发生了表5所列的哪种情况，可以首先把十进制的“与标记位”和“或标记位”转换为六位二进制数。如果二进制“与标记位”中某一位是1，则说明该波长处每次曝光肯定发生了表5中与这一二进制位对应的情况。同理，如果二进制“或标记位”中某一位是1，则说明该波长处至少有一次曝光发生了表5中与这一二进制位对应的情况。

五、扩展3到（N-1）

这一节将介绍单次曝光扩展，标题中的数字N表示扩展总数（能够从主扩展头文件的“N_EXTEN”字段得到）。假设观测源有n个蓝端和红端单次曝光光谱，则中分辨FITS文件的扩展总数为：N = 2n+3。

下面将介绍单次曝光扩展头文件中的每个关键字和数据矩阵的结构。

1、关键字

这一节，首先介绍扩展3 – (N-1)光谱数据头文件中的关键字。下面列出了各个关键字，将在后面做详细的解释。

XTENSION= 'BINTABLE'           /Binary table written by MWRFITS v1.11b
BITPIX  =                    8 /Required value
NAXIS   =                    2 /Required value
NAXIS1  =                   14 /Number of bytes per row
NAXIS2  =                 4136 /Number of rows
PCOUNT  =                    0 /Normally 0 (no varying arrays)
GCOUNT  =                    1 /Required value
TFIELDS =                    4 /Number of columns in table
EXTNAME = 'R-83692756'         / The extension name
DATE-OBS= '2018-01-01T15:21:00' / The observation median UTC
DATE-BEG= '2018-01-01T23:16:48.0' / The observation start local time
DATE-END= '2018-01-01T23:26:48.0' / The observation end local time
LMJM    = '83692756'           / Local Modified Julian Minute
EXPTIME =                  600 / [s] Exposure duration time
SNR     =                28.58 / Signal to noise ratio
LAMPLIST= 'lampsc_med.dat'     / Arc lamp emission line list
TTYPE1  = 'FLUX    '           /
TTYPE2  = 'IVAR    '           /
TTYPE3  = 'WAVELENGTH'           /
TTYPE4  = 'PIXMASK '           /
TTYPE5  = 'NORMALIZATION'         /
TFORM1  = 'E       '           /
TFORM2  = 'E       '           /
TFORM3  = 'E       '           /
TFORM4  = 'I       '           /
TFORM5  = 'E       '           /

XTENSION：字符串，给出了该扩展的类型。该关键字是自动写入的，不需要出现在主扩展头文件中。 

BITPIX：整数，给出了表示一个数据的二进制数的位数。

NAXIS：非负不大于999的整数，代表了数据矩阵的维数。如果该关键字的取值为0，则意味着数据矩阵为空。

NAXIS1和NAXIS2：两个非负整数，代表了数据矩阵第n维中元素的个数。“NAXIS2”则代表扩展1数据矩阵的行数，“NAXIS1”则代表每一行的字节数。

PCOUNT：整数，被用于定义数据结构。在图像和表类型的扩展中，这个关键字的取值为0，在“BINTABLE”类型扩展中，该关键字用于确定称为堆的补充数据区域中主要数据表格后面的字节数。

GCOUNT：整数，用于定义数据结构。在“IMAGE”、“TABLE”和“BINTABLE”标准扩展中，该关键字都被设置为1。

TFIELDS：非负整数，用于表示该扩展数据矩阵中每行的列数，最大允许取值为999。 

EXTNAME：字符串，给出了各个扩展的名字，用以区别一个FITS文件中相同类型的扩展。在这种情况下，主数据矩阵应该被认为等同于一个“IMAGE”扩展。

DATE-OBS：字符串，给出了多次曝光平均时刻的国际标准时。 

DATE-BEG：字符串，给出了观测开始时刻的北京时间。

DATE-END：字符串，给出了观测结束时刻的北京时间。

LMJM：字符串，给出了曝光开始时刻本地改正儒略分。

EXPTIME：实浮点数，用来给出曝光时间。

SNR：实浮点数，给出了所有像素的平均信噪比。每个像素的信噪比用公式“流量*（倒方差）^ 0.5”计算。

LAMPLIST：字符串，给出了波长定标灯发射线线表文件名，该文件在波长定标过程中被用到。

TTYPE1-n：字符串，给出了该扩展数据矩阵第i(i = 1,2,3,…n)列的名称。

TFORM1-n：字符串，用来描述该扩展数据矩阵第i (i = 1,2,3,…n)列的数据类型。

2、数据矩阵

   单次曝光光谱的数据矩阵共四列，每列存储的内容见表6。与扩展1和2数据矩阵前三列相同，扩展3 - (N-1)数据矩阵前三列分别是流量、到方差和以埃为单位的波长。与扩展1和2数据矩阵不同的是，扩展3 - (N-1)数据矩阵只有四列，并且第四列存储的是“像素标记位”。与前面的“与标记位”和“或标记位”相同，“像素标记位”也是一个由六位二进制数确定的十进制整数，并且它的每一位代表了上面表5中列的相应问题。当六位二进制数的某一位为1时，说明该像素在此次曝光中出现了相应的问题。

 

表6： 数据矩阵

列数

数据

类型

4

像素标记位

浮点型

3

波长

浮点型

2

倒方差

浮点型

1

流量

浮点型

第三章 星表

本节将介绍此次发布的五个LAMOST中分辨星表，用户可以从http://www.lamost.org/dr9/v1.1/catalogue网站上下载它们。这五个星表分别是：“LAMOST中分辨总星表”、“LAMOST中分辨率参数星表”、“LAMOST中分辨重复观测源表”、“LAMOST中分辨观测天区星表”、以及“LAMOST中分辨输入星表”。

此次，到月亮角距离小于10度的目标都没有观测，“LAMOST中分辨总星表”和“LAMOST中分辨率参数星表”中有三个与到月亮的角距离相关的字段，分别是：“moon_angle”、“lunardate”和“moon_flg”。“moon_angle”是每个目标到月亮的角距离，“moon_flg”是“moon_angle”字段的标记，取值为0和1。“moon_flg”为1，表示目标到月亮的角距离大于10度小于30度，“moon_flg”为0则表示目标到月亮的角距离大于30度。此外，“lunardate”是中国农历的日期，代表了月相，它的取值从1到30。

LAMOST 目标源与Gaia DR3星表进行了交叉，在“LAMOST中分辨总星表”和“LAMOST中分辨参数星表”中提供了LAMOST源的Gaia DR3编号（Gaia DR3的“source_id”字段）、G星等（Gaia DR3的“phot_g_mean_mag”字段）、BP星等（Gaia DR3的“phot_bp_mean_mag”字段）和RP星等（Gaia DR3的“phot_rp_mean_mag”字段）, 它们被命名为“gaia_source_id”、“gaia_g_mean_mag”、“gaia_bp_mean_mag”和“gaia_rp_mean_mag”。

表7、8、9、10和11分别给出了五个中分辨星表中的所有字段，并且给出了详细的解释。这些星表中大多数字段已经在第二章介绍过，下面只介绍前面章节没有解释过的字段。

一、LAMOST中分辨总星表

本节将介绍“LAMOST中分辨总星表”，该表为23,589,267条单次曝光光谱以及6,433,719条合并光谱发布了52个参数。表7列出了这个表中所有字段，它们中大多数已经在第二章介绍过，这里只介绍没有解释过的字段。

在这个表和后面的“LAMOST中分辨参数星表”中，有两个中分辨率光谱的编号，它们分别是“mobsid”和“obsid”。“mobsid”是每条中分辨光谱唯一的编号，“obsid”则是每个目标源每次观测唯一的编号。

为了避免CCD饱和, 在观测一部分亮源时实施了人为光纤偏置。因此，该表和其它两个表（“LAMOST中分辨参数星表”以及“LAMOST中分辨输入星表”）均新增了四个字段，它们分别是“ra_obs”、“dec_obs”、“offsets”和“offsets_v”。“ra_obs”和“dec_obs”是观测过程中光纤实际指向的赤经和赤纬，“ra”和“dec”是输入星表中提供的赤经和赤纬。“offsets”表示在观测过程中是否存在光纤偏置，“offsets_v”则给出了相对于输入星表赤经赤纬偏置了多少角秒。值得注意的是，星表中的“offsets”和“offsets_v”字段与FITS头文件中的“offset”和“offset_v”字段的含义是一样的。由于数据发布网站和参数星表的构建依赖于网络中心的数据库，而“offsets”是数据库的关键字，因此网站和星表在 “offset”后面加s变成了“offsets”和“offsets_v”。

该表和“LAMOST中分辨率参数星表”同时提供了8个视向速度测量值及其误差，它们分别是：“rv_b0”、“rv_b1”、“rv_r0”、“rv_r1”、“rv_br0”、“rv_br1”、 “rv_lasp0”、“rv_lasp1”、“rv_b0_err”、“rv_b1_err”、“rv_r0_err”、“rv_r1_err”、“rv_br0_err”、“rv_br1_err”、“rv_lasp0_err”和“rv_lasp1_err”。其中，“rv_b0”、“rv_r0”和“rv_br0”三个速度是使用交叉相关方法得到的，模板光谱采用了483个挑选出来的KURUCZ理论光谱。它们之间的不同在于： “rv_b0”和“rv_r0”分别是使用蓝端和红端光谱得到的速度，“rv_br0”则是用去除连续谱后的红端和蓝端光谱“拼合”在一起的光谱得到的。“rv_b1”、“rv_r1”和“rv_br1”分别是“rv_b0”、“rv_r0”和“rv_br0”定标后的速度，定标过程使用了黄样等人2018年文章提供的视向速度标准星[2]实现。值得注意的是，“rv_b1”、“rv_r1”、和“rv_br1” 只是改正了光谱仪之间的系统差，并没有改正不同曝光以及不同光纤之间的系统差，具体改正方法可以参考王瑞等人2019年的文章[3]。“rv_lasp0”是LASP软件提供的视向速度，“rv_lasp1”则是用前面提到的视向速度标准星对“rv_lasp0”定标后的视向速度。

视向速度误差主要受两方面因素影响，即信噪比和最佳匹配时模板光谱与待测光谱之间的卡方值。为了估计误差，首先使用重复观测过且扣除了变源的恒星样本估计每次测量的精度，及其与信噪比之间的关系。其次，使用另外一批恒星样本得到最佳匹配时的卡方值与信噪比的函数关系。“rv_b0”、“rv_r0”和“rv_br0”三个速度的误差分别是“rv_b0_err”、“rv_r0_err”和“rv_br0_err”，它们使用前面提到的最佳匹配时的卡方值，信噪比以及两个函数关系得到。定标后的视向速度“rv_b1”、“rv_r1”和“rv_br1”的误差分别是“rv_b1_err”、“rv_r1_err”和“rv_br1_err”，它们都是采用误差传递方法得到。此外，“rv_lasp0”和“rv_lasp1”的误差分别是“rv_lasp0_err”和“rv_lasp1_err”，它们采用与前面相同的方法计算得到。

该表发布了三个视向速度标记参数，分别是：“rv_b_flag”、“rv_r_flag”和“rv_br_flag”，它们分别代表了“rv_b0”、“rv_r0”和“rv_br0”可能存在的问题。这三个参都有四个取值，它们是“0”、“1”、“2”和“3”，分别代表视向速度测量值没有问题、所用的光谱中有超过三分之一的像素是坏的、得到的视向速度的绝对值大于450 公里/秒、以及与最佳匹配模板的相似度低。

LAMOST中分辨光谱巡天被分为几个不同的子项目，“subproject”字段提供了每个子项目的名称，写为“MRS_TD/NT_X”。“MRS”为LAMOST中分辨率光谱巡天，“TD”和“NT”为时域和非时域两种观测方式。“X”为子项目名称，有“K”、“B”、“M”、“T”、“S”、“C”、“N”和“H”八个值，分别代表“开普勒天区巡天”、“双星巡天”、“银河系巡天”、“TESS天区后续巡天”、“恒星形成区巡天”、“疏散星团巡天”、“银河系星云巡天”和“四个K2天区双星测试观测”。

该表中还提供了五个标记参数，它们分别是：“band”、“coadd”、“fibermask”、“band_b”和“band_r”。“band”字段有两个值 “B”和“R”，分别代表蓝端和红端光谱。“coadd”字段用来确定一条光谱是否为合并光谱，它有两个值，“0”代表单次曝光光谱，“1”则代表合并光谱。“fibermask”参数与前面主扩展中的“FIB_MASK”字段是一样的，已在2.3.4节详细介绍过。“band_b”和“band_r”字段用来表示每个蓝端或红端光谱是否有问题，它们分别有两个值，“0”表示蓝端或红端光谱没有问题，“1”表示蓝端或红端光谱存在问题。

这里提供了两种格式的“LAMOST中分辨总星表”， 一种是.fits格式，另一种是.csv格式，可以从http://www.lamost.org/dr9/v1.1/catalogue网站下载它们。

 

表7：LAMOST中分辨总星表

字段（单位）

数据类型

说明

mobsid

长整型

每次曝光每条中分辨光谱唯一的编号

obsid

长整型

每个观测目标每次观测唯一的编号

uid

字符型

独一无二的LAMOST观测源编号，由表9中的赤道坐标“ura”和“udec”计算得到

gp_id

字符型

计算“uid”所使用的赤道坐标交叉自哪个巡天，“gp_id”就给出该LAMOST源在这个巡天里相应的编号

designation

字符型

目标名称

obsdate

字符型

观测日期

lmjd

字符型

本地修正儒略日

mjd

字符型

修正的儒略日

planid

字符型

天区号

spid

整型

光谱仪号

fiberid

整型

光纤号

lmjm

字符型

本地修正儒略分

band

字符型

有两个取值，B表示蓝端光谱，R表示红端光谱

ra_obs (degree)

浮点型

观测过程中光纤实际指向的赤经

dec_obs (degree)

浮点型

观测过程中光纤实际指向的赤纬

snr

浮点型

红端或者蓝端光谱中每个像素信噪比的中值

gaia_source_id

字符型

Gaia DR3星表中的“source_id”字段

gaia_g_mean_mag (mag)

浮点型

Gaia DR3星表中的“phot_g_mean_mag”字段

gaia_bp_mean_mag (mag)

浮点型

Gaia DR3星表中的“phot_bp_mean_mag”字段

gaia_rp_mean_mag (mag)

浮点型

Gaia DR3星表中的“phot_rp_mean_mag”字段

fibertype

字符型

光纤类型：目标光纤、天光光纤、流量标准星光纤、未使用光纤、走位错误光纤和死光纤

offsets

布尔型

观测过程中光纤是否偏置

offsets_v (arcsec)

浮点型

如果光纤偏置，光纤实际指向的位置偏离输入星表多少角秒

ra (degree)

浮点型

赤经

dec (degree)

浮点型

赤纬

rv_b0 (km/s)

浮点型

使用蓝端光谱采用交叉相关方法得到的视向速度，模板光谱采用的是483个人工挑选的KURUCZ理论光谱

rv_b0_err (km/s)

浮点型

rv_b0的误差，计算方法与LASP采用的误差计算方法相同

rv_b1 (km/s)

浮点型

rv_b0零点改正后的视向速度

rv_b1_err (km/s)

浮点型

rv_b1的误差，使用误差传递方法得到

rv_b_flag (km/s)

浮点型

蓝端光谱得到的视向速度的标记

rv_r0 (km/s)

浮点型

使用红端光谱采用交叉相关方法得到的视向速度，模板光谱采用的是483个人工挑选的KURUCZ理论光谱

rv_r0_err (km/s)

浮点型

rv_r0的误差，计算方法与LASP采用的误差计算方法相同

rv_r1 (km/s)

浮点型

rv_r0零点改正后的视向速度

rv_r1_err (km/s)

布尔型

rv_r1的误差，使用误差传递方法得到

rv_r_flag

浮点型

红端光谱得到的视向速度的标记

rv_br0 (km/s)

浮点型

使用拉平后的红端和蓝端光谱采用交叉相关方法得到的视向速度，模板光谱采用的是483个人工挑选的KURUCZ理论光谱

rv_br0_err (km/s)

浮点型

rv_br0的误差，计算方法与LASP采用的误差计算方法相同

rv_br1 (km/s)

浮点型

rv_br0零点改正后的视向速度

rv_br1_err (km/s)

浮点型

rv_br1的误差，使用误差传递方法得到

rv_br_flag (km/s)

整型

拉平后的红端和蓝端光谱得到的视向速度的标记

rv_lasp0 (km/s)

浮点型

LASP 使用蓝端光谱给出的视向速度

rv_lasp0_err (km/s)

浮点型

LASP给出的视向速度误差

rv_lasp1 (km/s)

浮点型

rv_lasp0零点改正后的视向速度

rv_lasp1_err (km/s)

浮点型

rv_lasp1的误差，使用误差传递方法得到

coadd

布尔型

用来标记是否为合并光谱的字段

fibermask

整型

光纤可能存在的问题

bad_b

布尔型

用来标记蓝端光谱是否存在问题

bad_r

布尔型

用来标记红端光谱是否存在问题

moon_angle (degree)

浮点型

每个目标到月亮的角距离

lunardate

整型

中国阴历的日期，这个参数代表了月相，它的取值从1到30

moon_flg

布尔型

每个目标到月亮的角距离

subproject

字符型

LAMOST中分辨光谱巡天子项目名称

二、LAMOST中分辨参数星表

本节将介绍“LAMOST中分辨率参数星表”。该表提供了LASP软件计算的大气参数及误差，有效温度在[4500 K, 8500 K]范围内或者有效温度在[4000 K, 4500 K]范围且表面重力小于3.5 dex的大气参数是使用蓝端合并光谱测量的结果，有效温度在[3300 K, 4000 K]范围内或者有效温度在[4000 K, 4500 K]范围且表面重力大于等于3.5 dex的大气参数是使用红端合并光谱测量的结果。需要注意的是，不管使用的是蓝端还是红端合并光谱，所使用光谱的信噪比都大于10。因此，该表中发布了1,609,374条蓝端合并光谱的大气参数，以及73,858条红端合并光谱的大气参数。此外，该表还发布了使用卷积神经网络方法估计的alpha元素丰度、大气参数以及12个元素丰度的测量值。

表8列出了“LAMOST中分辨率参数星表”中所有参数，“teff_lasp”参数前面的所有参数已经在3.1节介绍过。“teff_lasp”、“logg_lasp”、“feh_lasp”、“vsini_lasp”、“teff_lasp_err”、“logg_lasp_err”、“feh_lasp_err”和“vsini_lasp_err”分别是LASP软件给出的有效温度、表面重力、金属丰度、投影转动速度以及误差，计算中采用ELODIE光谱作为模板光谱。需要注意的是：LASP估算大气参数和转动速度误差的方法，与3.1节中估算视向速度误差的方法类似，差别仅在于这里估计的是每次测量的大气参数和投影转动速度的精度，以及精度与信噪比的函数关系。另外，“alpha_m_lasp”和“alpha_m_lasp_err”是LASP软件提供的alpha元素丰度及误差。不同于前面的字段，计算“alpha_m_lasp”所使用的模板光谱是MARCS理论光谱。“alpha_m_lasp_err”是“alpha_m_lasp”的误差，计算方法与前几个参数相同。

这个表中的“rv_b0”、“rv_b1”、“rv_r0”、“rv_r1”、“rv_br0”、“rv_br1”、 “rv_lasp0”、“rv_lasp1”、“rv_b0_err”、“rv_b1_err”、“rv_r0_err”、“rv_r1_err”、 “rv_br0_err”、“rv_br1_err”、“rv_lasp0_err”、“rv_lasp1_err”、“rv_b_flag”，“rv_r_flag”、“rv_br_flag”、“coadd”以及“fibermask”参数与3.1节“LAMOST中分辨总星表”中的相应参数相同，这里不再赘述。

该表中的“alpha_m_cnn”、“teff_cnn”、“logg_cnn”、“feh_cnn”、“c_fe”、“n_fe”、“o_fe”、“mg_fe”、“al_fe”、“si_fe”、“s_fe”、“ca_fe”、“ti_fe”、
“cr_fe”、“ni_fe”以及“cu_fe”分别是alpha元素丰度、有效温度、表面重力、金属丰度以及12个元素的丰度，它们是使用基于卷积神经网络的标签迁移方法得到的，所使用的训练样本来自APOGEE巡天，所使用的光谱是去除连续谱并且将红端和蓝端合并光谱“拼合”起来的光谱。需要注意的是：该方法并没有给出这些参数的误差，因此“LAMOST中分辨率参数星表”中也没有发布它们的误差。另外，基于卷积神经网络的标签迁移方法给出的参数仅在统计上有意义。

这里提供了两种格式的“LAMOST中分辨参数星表”， 一种是.fits格式，另一种是.csv格式，可以从http://www.lamost.org/dr9/v1.1/catalogue网站下载它们。

 

表8：LAMOST中分辨参数星表

字段（单位）

数据类型

说明

mobsid

长整型

每次曝光每条中分辨光谱唯一的编号

obsid

长整型

每个观测目标每次观测唯一的编号

uid

字符型

独一无二的LAMOST观测源编号，由表9中的赤道坐标“ura”和“udec”计算得到

gp_id

字符型

计算“uid”所使用的赤道坐标交叉自哪个巡天，“gp_id”就给出该LAMOST源在这个巡天里相应的编号

designation

字符型

目标名称

obsdate

字符型

观测日期

lmjd

字符型

本地修正儒略日

mjd

字符型

修正的儒略日

planid

字符型

天区号

spid

整型

光谱仪号

fiberid

整型

光纤号

lmjm

字符型

本地修正儒略分

band

字符型

有两个取值，B表示蓝端光谱，R表示红端光谱

ra_obs (degree)

浮点型

观测过程中光纤实际指向的赤经

dec_obs (degree)

浮点型

观测过程中光纤实际指向的赤纬

snr

浮点型

红端或者蓝端光谱中每个像素信噪比的中值

gaia_source_id

字符型

Gaia DR3星表中的“source_id”字段

gaia_g_mean_mag (mag)

浮点型

Gaia DR3星表中的“phot_g_mean_mag”字段

gaia_bp_mean_mag (mag)

浮点型

Gaia DR3星表中的“phot_bp_mean_mag”字段

gaia_rp_mean_mag (mag)

浮点型

Gaia DR3星表中的“phot_rp_mean_mag”字段

fibertype

字符型

光纤类型：目标光纤、天光光纤、流量标准星光纤、未使用光纤、走位错误光纤和死光纤

offsets

布尔型

观测过程中光纤是否偏置

offsets_v (arcsec)

浮点型

如果光纤偏置，光纤实际指向的位置偏离输入星表多少角秒

ra (degree)

浮点型

赤经

dec (degree)

浮点型

赤纬

teff_lasp (K)

浮点型

LASP 使用蓝端光谱给出的有效温度

teff_lasp_err (K)

浮点型

LASP给出的有效温度误差

logg_lasp (dex)

浮点型

LASP 使用蓝端光谱给出的表面重力

logg_lasp_err (dex)

浮点型

LASP给出的表面重力误差

feh_lasp (dex)

浮点型

LASP 使用蓝端光谱给出的金属丰度

feh_lasp_err (dex)

浮点型

LASP给出的金属丰度误差

vsini_lasp

浮点型

LASP 使用蓝端光谱投影转动速度

vsini_lasp_err

浮点型

LASP给出的投影转动速度误差

rv_b0 (km/s)

浮点型

使用蓝端光谱采用交叉相关方法得到的视向速度，模板光谱采用的是483个人工挑选的KURUCZ理论光谱

rv_b0_err (km/s)

浮点型

rv_b0的误差，计算方法与LASP采用的误差计算方法相同

rv_b1 (km/s)

浮点型

rv_b0零点改正后的视向速度

rv_b1_err (km/s)

浮点型

rv_b1的误差，使用误差传递方法得到

rv_b_flag

浮点型

蓝端光谱得到的视向速度的标记

rv_r0 (km/s)

浮点型

使用红端光谱采用交叉相关方法得到的视向速度，模板光谱采用的是483个人工挑选的KURUCZ理论光谱

rv_r0_err (km/s)

浮点型

rv_r0的误差，计算方法与LASP采用的误差计算方法相同

rv_r1 (km/s)

浮点型

rv_r0零点改正后的视向速度

rv_r1_err (km/s)

布尔型

rv_r1的误差，使用误差传递方法得到

rv_r_flag

浮点型

红端光谱得到的视向速度的标记

rv_br0 (km/s)

浮点型

使用拉平后的红端和蓝端光谱采用交叉相关方法得到的视向速度，模板光谱采用的是483个人工挑选的KURUCZ理论光谱

rv_br0_err (km/s)

浮点型

rv_br0的误差，计算方法与LASP采用的误差计算方法相同

rv_br1 (km/s)

浮点型

rv_br0零点改正后的视向速度

rv_br1_err (km/s)

浮点型

rv_br1的误差，使用误差传递方法得到

rv_br_flag (km/s)

整型

拉平后的红端和蓝端光谱得到的视向速度的标记

rv_lasp0 (km/s)

浮点型

LASP 使用蓝端光谱给出的视向速度

rv_lasp0_err (km/s)

浮点型

LASP给出的视向速度误差

rv_lasp1 (km/s)

浮点型

rv_lasp0零点改正后的视向速度

rv_lasp1_err (km/s)

浮点型

rv_lasp1的误差，使用误差传递方法得到

coadd

布尔型

用来标记是否为合并光谱的字段

fibermask

整型

光纤可能存在的问题

alpha_m_cnn (dex)

浮点型

卷积神经网络方法给出的alpha元素丰度

teff_cnn (K)

浮点型

卷积神经网络方法给出的有效温度

logg_cnn (dex)

浮点型

卷积神经网络方法给出的表面重力

feh_cnn (dex)

浮点型

卷积神经网络方法给出的元素丰度

c_fe (dex)

浮点型

卷积神经网络方法给出的C元素丰度[C/Fe]

n_fe (dex)

浮点型

卷积神经网络方法给出的N元素丰度[N/Fe]

o_fe (dex)

浮点型

卷积神经网络方法给出的O元素丰度[O/Fe]

mg_fe (dex)

浮点型

卷积神经网络方法给出的Mg元素丰度[Mg/Fe]

al_fe (dex)

浮点型

卷积神经网络方法给出的Al元素丰度[Al/Fe]

si_fe (dex)

浮点型

卷积神经网络方法给出的Si元素丰度[Si/Fe]

s_fe (dex)

浮点型

卷积神经网络方法给出的S元素丰度[S/Fe]

ca_fe (dex)

浮点型

卷积神经网络方法给出的Ca元素丰度[Ca/Fe]

ti_fe (dex)

浮点型

卷积神经网络方法给出的Ti元素丰度[Ti/Fe]

cr_fe (dex)

浮点型

卷积神经网络方法给出的Cr元素丰度[Cr/Fe]

ni_fe (dex)

浮点型

卷积神经网络方法给出的Ni元素丰度[Ni/Fe]

cu_fe (dex)

浮点型

卷积神经网络方法给出的Cu元素丰度[Cu/Fe]

alpha_m_lasp (dex)

浮点型

LASP软件给出的alpha元素丰度

alpha_m_lasp_err (dex)

浮点型

alpha_m_lasp的误差

moon_angle (degree)

浮点型

每个目标到月亮的角距离

lunardate

整型

中国阴历的日期，这个参数代表了月相，它的取值从1到30

moon_flg

布尔型

每个目标到月亮的角距离

三、LAMOST中分辨重复观测源星表

本节介绍“LAMOST中分辨重复观测源星表”，该表中的每一行代表一个被中分辨巡天重复观测过的源。此次共发布465,688个重复观测源，该表为每个源提供了18个参数。计算每个源的编号（uid）时，所使用的位置坐标主要交叉自Gaia和Pan-STARRS。少数没有Gaia和Pan-STARRS坐标的源，其编号是使用LAMOST输入星表位置坐标得到的。

该表中，“uid”是独一无二的LAMOST源的编号，“ura”和“udec”是计算“uid”所使用的赤道坐标，计算过程使用了分层三角网格算法[4]（Python的“HMpTy”包）。“gp_id”给出了每个源在Gaia、Pan-STARRS或LAMOST中的编号，它到底是哪个巡天的编号，取决于计算“uid”所使用的“ura”和“udec”是哪个巡天的。

“obs_number”、“obsid_list”、“teff_lasp_list”、“logg_lasp_list”和“feh_lasp_list”字段分别提供了重复观测次数、光谱编号列表、有效温度列表、表面重力列表、和金属丰度列表。由于这些目标在多个观测夜被重复观测，它们的“obs_number”字段值均大于1。“exp_number”、“lmjm_list”、“rv_b0_list”、“rv_b1_list”、“rv_r0_list”、“rv_r1_list”、“rv_br0_list”和“rv_br1_list”分别是总曝光次数、每次曝光开始时刻本地修正儒略分列表、以及每次曝光红、蓝和合并光谱的视向速度“rv_b0”、“rv_b1”、“rv_r0”、“rv_r1”、“rv_br0”和“rv_br1”列表，这些视向速度在“LAMOST中分辨总星表”和“LAMOST中分辨参数星表”中也提供。该表中以“_list”结尾的字段中，每个观测夜得到的参数用“-”符号分隔。值得注意的是，用户可以使用“obsid_list”中的每个观测夜的“obsid”与其它中分辨星表交叉。

通过与Gaia DR3 提供的11个变星SOS星表[5]交叉，得到重复观测源中存在光变的源以及它们的光变类型，“gaia_vari_type_sos”字段提供了交叉到的光变类型。

这里提供了两种格式的“LAMOST中分辨重复观测源星表”， 一种是.fits格式，另一种是.csv格式，可以从http://www.lamost.org/dr9/v1.1/catalogue网站下载它们。

 

表9：LAMOST中分辨重复观测源星表

字段（单位）

数据类型

说明

uid

字符型

独一无二的LAMOST观测源编号，由该表中的“ura”和“udec”计算得到

ura (degree)

浮点型

赤经

udec (degree)

浮点型

赤纬

gp_id

字符型

计算“uid”所使用的赤道坐标交叉自哪个巡天，“gp_id”就给出该LAMOST源在这个巡天里相应的编号

obs_number

整型

每个源被重复观测的天区数

obsid_list

字符型

“obsid” 列表

teff_lasp_list

字符型

有效温度列表

logg_lasp_list

字符型

表面重力列表

feh_lasp_list

字符型

金属丰度列表

exp_number

整型

总曝光次数

lmjm_list

字符型

“lmjm” 列表

rv_b0_list

字符型

“rv_b0” 列表

rv_b1_list

字符型

“rv_b1” 列表

rv_r0_list

字符型

“rv_r0” 列表

rv_r1_list

字符型

“rv_r1” 列表

rv_br0_list

字符型

“rv_br0” 列表

rv_br1_list

字符型

“rv_br1” 列表

gaia_vari_type_sos

字符型

通过与Gaia DR3的11个SOS表交叉得到的光变类型

四、LAMOST中分辨观测天区星表

本节将介绍“LAMOST中分辨观测天区星表”，该表与低分辨巡天的“观测天区星表”结构相同。除了其它星表中都有的“obsdate”和“planid”字段外,该表还为1529个天区提供了7个基本参数，它们都列在表10中。“ra”和“dec”是每个天区中央星的赤经和赤纬，“mag”是中央星的星等，“seeing”是第一次曝光圆顶的视宁度，“exptime”是n次曝光的总曝光时间。此外，“lmjm_list”给出了每个天区每次曝光开始时刻本地修正儒略分列表，各次曝光本地修正儒略分之间以逗号分隔。例如，一个天区的“lmjm_list”是“84108765,84108789,84108813”，意味着这个天区曝光了三次，每个逗号之前给出了各次曝光开始时刻的本地修正儒略分。最后，“pid”是各个天区在这个表中的编号。

这里提供了两种格式的“LAMOST中分辨观测天区星表”， 一种是.fits格式，另一种是.csv格式，可以从http://www.lamost.org/dr9/v1.1/catalogue网站下载它们。

 

表10：LAMOST中分辨观测天区星表

字段（单位）

数据类型

说明

pid

整型

该表中的编号

obsdate

浮点型

观测日期

planid

字符型

天区号

ra (degree)

浮点型

中央星赤经

dec (degree)

浮点型

中央星赤纬

mag (mag)

浮点型

中央星星等

seeing

浮点型

第一次曝光的圆顶视宁度

exptime (second)

浮点型

n次曝光的总曝光时间

lmjm_list

整型

每个天区本地修正儒略分列表

五、LAMOST中分辨输入星表

本节将介绍“LAMOST中分辨输入星表”，它为3,569,460个观测对象提供了27个参数。这个星表中有13个参数没有在其它三个星表中出现，它们分别是“unitid”、“epoch”、“tname”、“objtype”、“magtype”、“mag1”、“mag2”、“mag3”、“mag4”、“mag5”、“mag6”和“mag7”。“unitid”是4000个光纤单元的编号，“epoch”的值是“J2000”，“tname”是这个表中每个目标独一无二的编号，“objtype”是提供输入星表的组织或者科学家提供的每个目标的类型， “magtype”给出了后面提供的星等的波段，“mag1”-“mag7”是提交观测计划的人或组织提供的“magtype”所指波段的星等值。

这里提供了两种格式的“LAMOST中分辨输入星表”， 一种是.fits格式，另一种是.csv格式，可以从http://www.lamost.org/dr9/v1.1/catalogue网站下载它们。

 

表11：LAMOST中分辨输入星表

字段（单位）

数据类型

说明

obsid

长整型

独一无二的光谱编号

obsdate

字符型

观测日期

planid

字符型

天区号

spid

整型

光谱仪号

fiberid

整型

光纤号

unitid

字符型

4000个光纤单元的编号

ra_obs (degree)

浮点型

实际观测时光纤指向的赤经

dec_obs (degree)

浮点型

实际观测时光纤指向的赤纬

objtype

字符型

目标类型

magtype

字符型

目标星等类型

mag1 (mag)

浮点型

星等1

mag2 (mag)

浮点型

星等2

mag3 (mag)

浮点型

星等3

mag4 (mag)

浮点型

星等4

mag5 (mag)

浮点型

星等5

mag6 (mag)

浮点型

星等6

mag7 (mag)

浮点型

星等7

tsource

字符型

这是“光纤分配程序”中每个源的初级分类标签，它通常给出了提交观测源的组织和研究人员、以及每个源所属的研究课题等。

fibertype

字符型

光纤类型：目标光纤、天光光纤、流量标准星光纤、未使用光纤、走位错误光纤和死光纤

tfrom

字符型

这是“光纤分配程序”中每个源的进一步分类标签，它通常给出了每个源来自哪个星表，以及每个源的选源方法等。

tcomment

字符型

这是对每个观测目标的注释，可能包括每个源在来源星表中的目标ID， 和/或实际观测中的赤道坐标的偏差。

offsets

布尔型

观测过程中光纤是否偏置

offsets_v (arcsec)

浮点型

如果光纤偏置，光纤实际指向的位置偏离输入星表多少角秒

ra (degree)

浮点型

输入星表中的赤经

dec (degree)

浮点型

输入星表中的赤纬

epoch

字符型

J2000

tname

字符型

每个目标在该表中独一无二的编号

参考文献

1.    Liu, C., Bai, Z.R., Chen, J.J., et al. LAMOST Medium-Resolution Spectroscopic Survey (LAMOST-MRS): Scientific goals and survey plan. In prepare.

2.    Huang, Y., Liu, X.W., Chen, B.Q., et al. A New Catalog of Radial Velocity Standard Stars from the APOGEE Data. AJ, 2018, 156, 90.

3.    Wang, R., Luo, A.L., Chen, J.J., et al. Properties of Radial Velocities measurement based on LAMOST-II Medium-Resolution Spectroscopic Observations. ApJS, 2019, 244, 27

4.    Kunszt, Peter Z., Szalay, Alexander S., Thakar, Aniruddha R. The Hierarchical Triangular Mesh, Mining the Sky: Proceedings of the MPA/ESO/MPE Workshop Held at Garching, Germany, July 31 - August 4, 2000, ESO ASTROPHYSICS SYMPOSIA. ISBN 3-540-42468-7. Edited by A.J. Banday, S. Zaroubi, and M. Bartelmann. Springer-Verlag, 2001, p. 631

5.    Eyer, L., Audard, M., Holl, B., et al. Gaia Data Release 3. Summary of the variability processing and analysis. 2022, arXiv:2206.06416