CLASS是gildas中的一个软件，之前对CLASS有所接触，但仅限于相关的文件格式转换(http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=117333&do=blog&id=303542)。最近课题组需要用CLASS处理数据，所以我们在阅读CLASS手册（http://www.iram.fr/IRAMFR/GILDAS/doc/pdf/class.pdf）以及一个网上简易教程（http://www.mpifr-bonn.mpg.de/staff/bparise/gildas/2010-pety-class-demo-max-planck.pdf）、张智昱博士的网站（http://159.226.71.202/wiki/FAST_2013）一些网页（http://www.astro.umass.edu/~fcrao/library/manuals/map.html）以及德令哈观测站编写的CLASS使用手册（http://www.radioast.csdb.cn/tools.php）的同时做一些笔记，形成此CLASS极简教程。有一些命令是新版本的用fortran 90重写的CLASS里才有的，在这种情况下，命令前面的提示符用LAS90>表示。
      本手册不定期更新，牛人无须看。

1. FITS文件(.fits)转换为gildas文件（.gdf, .30m）
      天文中一些不同领域定义了不同的文件格式，不同的数据处理软件有时候也有自己的数据格式，比如说gildas相关软件用的就是自己的文件格式（后缀为.gdf）。不同的领域交流时通常使用标准的FITS文件，所以将FITS文件转换为gildas文件是使用CLASS的一个基础操作。.30m文件是CLASS文件默认的后缀名。
      最简单的转换方法是使用vectorfits工具（vector包里的fits工具）。在shell里敲class，回车，打开class后，使用如下命令
LAS> vectorfits spectra.fits to spectra.gdf
就可以把FITS文件spectra.fits转换为gildas文件spectra.gdf。不过要注意，FITS文件需要满足一定要求，否则转换出来的gildas文件也不能为CLASS所用。比如，如果spectra.fits是数据块（data cube），那么转换出来的文件CLASS是无法直接使用的。
      CLASS能接受的文件是光谱文件，如果有FITS格式的光谱文件（spectra），那么可以如上述将文件转换为gildas格式，也可以进行如下操作将fits文件转换为CLASS能使用的文件(.30m)，其中spectra.fits是一个FITS格式的光谱文件。
LAS> set angle sec
LAS> lasfits read spectra.fits
LAS> sic delete spectra.30m
LAS> file out spectra.30m new
LAS> write 1
LAS> file in spectra.30m
LAS> get f
LAS> plot
注意到，读入fits文件用的是lasfits，和vectorfits是不同的。上述操作第一步是设置角度的单位，就文件转换而言是不必要的。第二步就是读入FITS格式的光谱文件。第三步是删除已有的CLASS文件，第四步是写入新的CLASS文件。之后就是读入新生成的CLASS文件，画图。

LAS90> lmv qhz_cube.fits
这样，数据块fits文件qhz_cube.fits就转换为calss文件qhz.14m了。

2. gildas文件（.30m）转换为FITS文件(.fits)
      这个操作就是将前面一个操作倒过来，不过，在这个情况下，vectorfits就不顶用了，得用lasfits，将上面一个操作中的后一个方法倒过来。关于此操作，还可以参看（http://iram.fr/IRAMFR/GILDAS/doc/html/class-html/node15.html ）。
LAS> set angle sec
LAS> file in spectra.30m
LAS> find
LAS> get f
LAS> set fits mode spectrum
LAS> lasfits write spectra.fits
其中get f是读出第一条光谱。

      在CLASS90里可以将一系列光谱文件转换为FITS二进制表文件（生成FITS数据块文件还不知道如何实现）。

LAS90> file in spectra.30m

LAS90> find /range -200 200 -200 200

LAS90> fits write spectra.fits /mode index

3. gildas文件（.30m）转换为文本文件（.dat）
      最简单的光谱文件就是在文本文件里写两列数，第一列是波长或者频率，第二列是强度。将CLASS文件转换为文本文件可以方便其他一些程序进行处理。具体操作如下，其中spectra.30m是输入的CLASS文件
LAS>file in spectra.30m
LAS>find
LAS>get f
LAS>sic output spectra.dat
LAS>for i 1 to channels
LAS: say ’rx[i]’ ’ry[i]’ /format g12.4 g12.4
LAS: next
LAS>sic output

4. 读入文本文件（.dat）中的光谱并画图
      假设spectra.dat是含有光谱的文本文件。
LAS> dev xl w
LAS> greg1column x 1 y 2 /file ’’spectra.dat’’
LAS> model y x /regular
LAS> plot


5. 减基线
      减基线是谱线数据处理中经常需要进行的操作，不过光看手册的话会比较迷惑，参考对Effelsberg望远镜数据处理的简介（http://www.astro.uni-bonn.de/~rcbruens/tutorials/effberg/HI.html），我们总结出以下操作。
LAS> file in spectra.30m
LAS> find
LAS> get f
LAS> plot
LAS> set cursor on
LAS> set window
这个时候，当把鼠标放到画图窗口的时候会出现一条横线和一条竖线，交点是鼠标的位置。不看说明的话，一般都不知道怎么退出这种模式（答案是按“e”键）。这个模式是让你到画图窗口标明一下强发射线的位置，鼠标到某条发射线（吸收线）的左边，按空格键，到右边，按空格键，以此类推，对所有发射线（吸收线）进行此操作。这个过程你会感到心虚，因为你看不到任何变化。不要急，完成上面步骤之后，按“e”键退出。（也可以直接指定窗口的位置，比如LAS> set window -120 -100 0 20。其中的数就是各窗口左侧和右侧的坐标。）
LAS> draw window
此时就可以看到在下方出现一个矩形，标明发射线的位置（反射性所在的频率窗口（波长窗口））。然后就可以拟合基线了（比如用三个自由参数的，也就是二次多项式拟合，并画出基线）。
LAS> base 3 /plot
这时就看到拟合的基线了。然后
LAS> plot

就可以看到减完基线的谱线了。

结合下面提到的用CLASS90将光谱排好画出来

LAS90> find

LAS90> load

LAS90> plot /index

可以在二维上定义减基线的窗口

LAS90> set window /poly 1   ! Define 1 polygon

6. 构建数据块
      成图观测最终能方便使用的数据时数据块，即三维数组，三维分别是赤经、赤纬和速度（频率）。但是成图观测的原始数据是一系列光谱，把这些光谱按坐标排好才能形成数据块。具体构建数据块的步骤如下（其中demo.30m(http://www.mpifr-bonn.mpg.de/staff/bparise/gildas/demo.30m)是相关数据）。
LAS90> file in demo.30m
LAS90> find
LAS90> list
这一步是看看文件中有哪些观测。
LAS90> find /tel 30M-V01-A100
寻找一批标号为30M-V01-A100的观测，然后检查一致性
LAS90> consistency
如果数据满足一致性，就可以进行以下操作
LAS90> let name thecube
LAS90> let type lmv
LAS90> table ’name’ new
LAS90> xy_map ’name’
至此就生成了数据块文件thecube.lmv，然后可以查看
LAS90> go view

lmv数据块可以直接转换为FITS数据块，非常直接，但是在帮助文档里非常不容易找到（参见http://keflavich.github.io/blog/converting-gildas-class-data-cubes-lmv-files-to-fits.html）。

LAS90> vectorfits outfile.fits from infile.lmv

7. 对多条谱线进行减基线操作
     通常一个数据文件中有很多条谱线，

8. 谱线拟合
      减完基线就可以进行谱线拟合了。读入数据画图的步骤和前面相同（qhz.14m是青海站观测的数据http://www.radioast.csdb.cn/tools.php）
LAS> file in qhz.14m
LAS> find
LAS> get f
LAS> plot
下面就是谱线拟合了，假定有四条谱线
LAS> line 4
此时就会出现和set window之后类似的情况，不过要简单一点。四条谱线共需要八个位置来定义，鼠标点八次（每条谱线的左右），然后自然就回到命令窗口。
LAS> min
就开始拟合，完了可以查看
LAS> vis

9. 存ps、eps文件
      画完图，如果不希望退出程序图就消失，那么就需要把图存在文件中。一般把图存成ps或eps格式，发表文章时也可以用。使用下面的命令就可以完成这个操作
LAS> hardcopy spectra.ps /dev ps fast
用来存ps文件。
LAS> hardcopy spectra.eps /dev eps color
用来存eps文件。

10. 画p-v图
      画p-v图需要取数据块中沿某个空间方向的一片数据，这可以通过strip命令实现（不过首先要通过find命令找到这一片数据），具体如下。
LAS> file in qhz.14m
读入数据，然后设定角度的单位为角分
LAS> set angle min
结下来用find命令寻找数据片
LAS> find /offset * 5
找y方向偏离5角分的一片数据（x-v二维数组），然后用strip命令将此数据存成一个文件
LAS> strip qhz.gdf
随后就可以将这片数据读入，画p-v图了。
LAS> define image a qhz.gdf read
设定画图的范围
LAS> limit 0 50 * * /rgdata a
然后画出数据，对数据进行重新的线性标度
LAS> greg2plot /scal linear 0 20
然后画出等值线
LAS> level 1 to 10
LAS> rgmap /abs 2
然后就是画轴和做标记
LAS> lab "Velocity (km/s)" /x
LAS> lab "gDDEC. (arcmin)" /y
LAS> axis xl /unit r
LAS> axis xu
LAS> axis yl /unit m
LAS> axis yr

将光谱排好画出来CLASS90还可以这么做

LAS90> find offset * 5

LAS90> load

LAS90> plot /index

11. 定义数组
      在CLASS中可以定义数组，并对数组进行运算，这对于数据处理是非常必要的。定义10个元素整数数组（数组的指标从1开始）可以用如下命令
LAS> define integer a[10]
如果要定义双精度数数组（我不知道单精度数怎么弄，囧rz……）可以用如下命令
LAS> define double b[10]
定义二维数组可以用如下命令
LAS> define double c[10,10]
多维数组也可以类似定义。经本人研究，最多能定义4维，比IDL的8维的上限要弱小一些。不过亲~，4维一般够用了吧。

12. 数组赋值、查看等操作
      数组赋值可以用let命令
LAS> let a[1] 1
查看数组值可以用exam命令
LAS> exam a[1]

13.去除RFI（坏通道）

     基本想法就是用上面提到的并排画光谱的操作将光谱排好，如果有RFI（坏通道），那么某几个通道的值就会很大，超过采样最大值。这个之后需要把这些通道用高斯噪声填满，这就是去RFI（坏通道）的基本方法。

14. 思考题
     如何画任意方向的p-v图？

spectra.30m

15. 画积分强度图

     本段是向张智昱、潘之辰学习而来的。首先要对一个数据文件作积分（在CLASS里）:

LAS90> file in co65_final.apex

LAS90> find

LAS90> get first

LAS90> set unit v

LAS90> plot ! 查看一下谱线的速度范围

LAS90> print moment 0 500 /out moment.dat

LAS90> exit ! 退出CLASS

打开GREG，读入之前得到的数据文件

GREG> column x 2 y 3 z 4 /file moment.dat

GREG> set box m

GREG> lim /rev x

GREG> random 100 /bl -1 ！将数据转换为二维图像

GREG> plot ！画积分强度图

GREG> box /abs ！画坐标框

GREG> wed ! 画颜色棒

张智昱指出，在CLASS里是可以直接调用GREG里的函数的，在函数名前面加上greg就可以了。

16. 快速查看谱线常用命令

附录

一、脚本

1. fitscube2bur.class

  FITS数据块文件转换为bur文件，用法（假设FITS文件为data.fits）：

LAS90> @fitscube2bur data

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sic delete &1.bur

file out &1.bur m

lmv &1.fits

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2. bur2fitscube.class

   将bur文件转换为FITS数据块（先转换为lmv文件，然后再转换为FITS），用法（假设bur文件为data.bur）：

LAS90> @bur2fitscube data

=======================================

file in &1.bur
find
consistency
let name thecube
let type lmv
table ’name’ new
xy_map ’name’

vectorfits thecube.fits from thecube.lmv

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