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LRS（プラズマ波動・電波）

LRS（Lunar Radar Sounder）のうち、SOPRANは自然の電波・プラズマ波動を測る2つの受信機の公開スペクトル（CDF）を読みます。

入口 受信機 内容
kg.lrs.npw NPW（Natural Plasma Wave） 受信機1・2のスペクトル
kg.lrs.wfc WFC-H（Waveform Capture、高周波側） 電場スペクトルと、ゲイン・モードなどの付随情報

変数

入口 次元 単位 内容
npw.rx1、npw.rx2 time, frequency dB NPWのスペクトル
npw.mode time flag NPWのモード
wfc.ex_db、wfc.ey_db time, frequency dB WFCの生スペクトル
wfc.ex_field、wfc.ey_field time, frequency dB uV/m ゲインと帯域を補正した電場強度
wfc.ex_power_spectral_density、wfc.ey_power_spectral_density time, frequency (V/m)^2/Hz 電場のパワースペクトル密度
wfc.gain time dB Gainフラグから求めたゲイン
wfc.mode、wfc.xymode、wfc.fband、wfc.omode、wfc.postgap time flag 生のModeバイトと、そこから取り出した各モード・PostGapフラグ
wfc.pdc_ti、wfc.pdc_ti_words time（pdc_word） count 探査機の時刻カウンター（UTCではない）

kg.lrs.wfc_ey_power_spectral_densityのように、機器直下の名前でも同じエンドポイントに届きます。

kg = spn.kaguya
time = spn.period("2008-04-01T00:00:00", "2008-04-01T02:00:00")

npw = kg.lrs.npw.rx1.load(time, missing="warn")
psd = kg.lrs.wfc.ey_power_spectral_density.load(time)

spn.stack(
    npw.spectrogram(y="frequency", log_color=True),
    psd.spectrogram(y="frequency", log_color=True),
    kg.lrs.wfc.gain.load(time).line(),
).plot()

元ファイル

NPWは1日1ファイル、WFCは2時間ごとのファイルです。01:00〜01:30のように奇数時から始まる期間でも、 直前の00:00のWFCファイルを読みます。

raw/kaguya/pds3/
  sln-l-lrs-5-npw-spectrum-v1.0/YYYYMMDD/data/LRS_NPW_V010_YYYYMMDD.cdf
  sln-l-lrs-4-wfc-spectrum-v1.0/YYYYMMDD/data/LRS_WFC_V010_YYYYMMDDhhmmss.cdf

キャッシュ

LRSのエンドポイントはcache="use"（既定）で、読んだ結果をStoreに保存します。 NPWとWFCの生スペクトルはnormalized層、ゲイン・電場強度・パワースペクトル密度・モードはfeatures層です。 同じ期間を次に読むときはCDFを読み直しません。元ファイルが欠けてmissing="empty"や"warn"で読んだ結果は保存しません。

補正と欠測の扱い

  • 電場強度とパワースペクトル密度は、SPEDAS（kgy_lrs_load.pro）とlunarsatの実装に合わせたdB補正と帯域幅の正規化で求めています。
  • CDFの疎な格納で埋められた値（pad）と、観測されたゼロを区別します。WFCの付随変数ではUINT1の254、 PDC-TIでは[65534, 0, 65534]を欠測として扱います。CDFのFILLVAL=0とは別のものです。
  • 時刻はCDFのEpoch（UTC）です。wfc_pdc_tiは上位・中位・下位の3つの16ビット語からなる48ビットの機上カウンターで、 変換表なしにUTCへは直しません。生の3語はwfc_pdc_ti_wordsに残します。

制約

  • 読めるのはWFC-Hのスペクトルです。WFC-Lの波形（10 Hz〜100 kHz）は公開スペクトルとは別の製品で、読み込みに対応していません。
  • 実データを使ったSPEDASとの長期の照合テストはまだありません。

波動イベントの候補抽出は試作APIにあります。

出典