Тема: Поговорим об автогиде (Прочитано 30536 раз)

tlgleonid · « : 13 Жовтня 2010, 16:06:36 »

Делая фотосъемку с длительными выдержками любитель может столкнуться с тем, что звезды на снимке могут оказаться смазанными, вытянутыми блямбами, как на приведенном фрагменте.

tlgleonid

Причин в невысоком качестве звездных изображений может быть довольно много. Среди них можно выделить две основные. Первой причиной является недостаточно точная установка полярной оси. Если полярная ось выставлена с ошибкой в один градус, то за одну минуту звезда может сместиться на снимке до 15 угловых секунд (в случае, когда направление смещения полярной оси и направление с полюса на снимаемую область перпендикулярны). Выставить же полярную ось с точностью в 1 угловую минуту или точнее весьма сложно. В реальности - невозможно, поскольку из-за небольшой неперпендикулярности осей монтировки для каждой точки на небе нужно будет подбирать свое, уникальное положение полярной оси. Вторая причина связана с наличием так называемой "периодики", а по сути, с небольшими ошибками в изготовлении шестеренок часового механизма. Наиболее существенной ошибкой является ошибка в изготовлении червяка. Но даже у идеальной монтировки могут проявляться различные ошибки ведения, вызванные наличием в шестернях случайных пылинок и писчинок или даже гнутия трубы, фокусера и т.п. Следует помнить, что объекты, расположенные низко над горизонтом, как бы немного приподнимаются. Это явление называют рефракцией. Рафракция может также вызвать заметное смещение звезд на снимке за время экспозиции. Из всего сказанного следует сделать вывод о том, что получить хороший снимок неба с длительной выдержкой и с большим масштабом просто так не получить. В простейшем случае нужен наблюдатель, который будет смотреть в специальный телескоп, труба которого жестко связана с основной фотографической трубой. Как только звезда начнет уходить с перекрестия в окуляре, наблюдатель при помощи ручек или пульта сделает коррекцию движения монтировки и вернет звезду снова в центр. Такой вспомагательный телескоп называют телескопом-гидом, а процесс удержания звезды в перекрестии - гидированием.
   Однако человек, насколько тренерованным бы небыл, не в состоянии мгновенно улавливать небольшие смещения звезд в поле зрения окуляра и быстро на них реагировать. Да и уставать человеку свойственно. Именно по этому в ХXI веке этот процесс любители астрономии сделали автоматизированным. Теперь для получения хороших кадров нет нужды сидеть в напряжении у окуляра, отмахиваясь от комаров или дрожа от ледяного холода и реагировать на ошибки ведения телескопа. Все может сделать автоматика.
   Что же нам понадобится? В первую очередь - монтировка, управлять которой можно было бы с компьютера. У компании Synta это целое семейство монтировок EQ SynScan или SynTrek. Аналогичные решения есть и у других производителей. Существуют также и универсальные решения в виде апгрейд-набора для других экваториальных монтировок, состоящего из качественных шестеренок, контроллера и пульта управления (например GotoNova). Некоторые любители сумели даже подключиться к кнопочным пультам некомпьютеризорованных старых монтировок.
   Вполне естественно, что для управления монтировкой нужен управляющий компьютер. Это может быть пульт к монтировке, например пульт SynScan, или же специальная управляющая программа на персональном компьютере, например EQMOD.
   Для гидирования важнейшим элементом в нашем астрофотокомплексе будет специальный приемник, который будет вместо глаза принимать изображение. Это может быть, в принципе, любое устройство, позволяющее улавливать изображение и со строгой регулярностью передавать его на компьютер. В простейшем случае сгодится и самая обычная веб-камера. Предпочтение нужно отдавать камерам с хорошей чувствительностью и способные делать достаточно длинные (по крайней мере 1/5 секунды) выдержки. Среди подходящих камер можно назвать Philps 900, Logithec 3000, Logithec 9000: К сожалению, для нормальной работы может потребоваться некоторая переделка. Необходимо удалить объектив (обычно его достаточно, применив сравнительно небольшое усилие, выкрутить) и сделать из подручных материалов трубку, аналогичную юбке окуляров. Тогда ее можно будет установить в фокусер также, как и окуляр.

tlgleonid

   Можно приобрести и специализированную ПЗС-камеру для гида. Их существует превеликое множество. Среди самых простых - QHY5, QHY6, Meade DSI Pro и т.п. Такие камеры продаются уже готовыми, что бы вставить их в фокусер.
   При выборе камеры для гида нужно понимать, что чем чувсвительнее будет матрица, тем более слабые звезды можно будет использовать для гидирования. Черно-белые матрицы позволяют засечь звезды примерно на 2 звездные величины слабее. Немаловажное (но не определяющее) значение играет число пикселей матрицы. Чем больше пикселей, тем больше поле и тем больше звезд может попасть в кадр.
   И специализированные камеры, и веб-камеры снабжены шнуром, который подключается к USB порту компьютера. А на компьютере должен быть установлен драйвер камеры. Помимо этого нужно еще установить гидирующую программу, которая будет принимать изображение с камеры и в зависимости от его смещения будет подавать те или иные команды монтировке. Если монтировка снабжена пультом, то она, как правило, комплектуется специальным шнуром, который вставляется в com-порт компьютера с одной стороны и в специальный разъем пульта с другой стороны. Для компьютеров, не снабженных com-портом необходимо использовать специальный переходник с com на usb. Если управление монтировкой осуществляется с компьютера (например, программой EQMOD), то необходимо использовать специальный кабель, который вставляется на стороне компьютера в порт USB, а на стороне монтировки - в гнездо для подключения пульта.
   Существуют устройства, которые совмещают в себе и камеру и софт компьютера и кабель, идущий от них подключается непосредственно к монтировке к отельному разъему стандарта ST-4, именуемого еще портом автогида. К сожалению, такие устройства все еще достаточно дорогие и применение обычной камеры с ноутбуком на сегодняшний день (2010 год) более оправдано.
   Еще одной существенной деталью для автогидирования является наличие трубы-гида, через которую будет осуществлять гидирование. Вариантов здесь может быть два: отдельная труба-гид и внеосевой гид. У каждого из решений есть свои достоинства и недостатки. Например, внеосевой гид - это толстое переходное кольцо с призмой, на которое навинчивается снимающая камера, но небольшая часть света с периферийного участка выводится в сторону и используется кмерой автогида. Основные достоинства такого решения заключатся в компактности (нужна всего одна труба-телескоп), жесткости (основная камера и гид жестко связаны и отсутсвует болтанка), высокой чувствительности (масштаб изображения на камере и на гиде совпадают). Главный же минус в том, что камера-гид должна быть достаточно чувствительная (веб-камера скорее всего не подойдет) что бы в ее поле зрения попала звезда для гидирования. К тому же, переходное кольцо имеет существенную толщину и у рефлекторов Ньютона скорее всего не хватит хода фокусера, а вероятно для поднятия зеркала придется менять еще и вторичное зеркало. Дополнительная труба-гид может быть установлена таким образом, что ее положение можно изменять в небольших пределах для поиска сравнительно яркой звезды, по которой будет осуществляться гидирование. Но зато портебуется дополнительный телескоп-гид и нужно будет обеспечить высокую жетскость узла сопряжения обих труб.
   Какую же трубу выбрать на гид? Нужно сразу сказать, что к трубе-гиду не предъявляется столь высоких требований, к основной трубе. О причинах будет сказано ниже. Помимо прочего, эта труба может быть в 1.5-3 раза по диаметру меньше, чем основной телескоп. В наиболее благоприятных условиях точность гидирования может достигать 0.05 пиксела. Чем больше диаметр объектива телескопа-гида при равном фокусном расстоянии, тем более слабые звезды можно с его помощью зафиксировать. С ростом фокусного расстояния растет масштаб изображения и слабые звезды как-бы исчезают. По этому, оптималььнее всего использовать как можно более светосильный инструмент.

tlgleonid

   Допустим, что телескоп уже установлен, все шнуры подключены и труба гид уже смотрит в ясное небо. Первый шаг, который нам необходимо сделать, это сфокусировать камеру-гид. Поскольку приемником изображения является матрица, необходимо, что бы она находилась точно в фокальной плоскости трубы-гида. Помним, что размеры матриц на маленьких камерах и на вебках очень мал. Например, если труба-гид имеет фокус 300мм, а размер большей оси матрицы составляет 3.4мм, то поле зрения камеры составит 3438*3.4мм/300мм=38.9 угловых минут. Для наведения на фокус следует установить в телескоп-гид окуляр и навестись на как можно более яркую звезду, причем так, что бы она оказалась по центру. Естественно, что часовое ведение со звездной скоростью на монтировке уже должно быть включено. После установки камеры звезда может оказаться не в фокусе (причем существенно) и быть невидимой. Попробуйте сфокусироваться. Если же это не удается, значит звезда либо за пределами поля зрения, либо не хватает хода фокусировки. В этом случае лучше всего днем проверить работу гида по земным удаленным объектам и проверить возможность сфокусироваться по ним. Если это удается, значит ночью нужно будет немного попробовать посмещать трубу.
Немного задумаемся о том, что же должна уметь делать программа автогидирования. Казалось бы, все просто, нужно только поймать звезду и следить за ее смещением. На самом деле все значительно сложнее. Не стоит забывать о шумах камеры и битых пикселах, которые запросто могут быть приняты за звезду. Да и проблемы с некоторой неравномерностью управления монтировкой тоже нужно уметь обходить. К тому же гидирующей программе первоначально совершенно неизвестно, какую ориентацию имеет камера-гид, какой у нее масштаб изображения и как на управление монтировкой отреагирует сама монтировка. Что бы процесс гидирования можно было начать, необходимо провести первоначальную калибровку.
   Для калибровки программа выбирает автоматом самую яркую звезду либо позволяет это сделать пользователю. Естественно, что сравнительно яркая звезда уже должна присутствовать в поле зрения камеры гида. Калибровка состоит из нескольких этапов. На первом этапе необходимо определить масштаб изображения. Способы для этого могут применяться, в зависимости от программы, различные. Можно просто запросить у пользователя в явном виде информацию о размере пиксела (ширину и высоту, которые в общем случае могут быть и различными), а также фокусное расстояние телескопа-гида. Если второй параметр можно легко узнать из характеристик телескопа-гида, то узнать размер пиксей, особенно на переделанной вебке, может быть и не так легко. Как это сделать, будет сказано ниже. Второй распространенный способ - это найдя какую-либо звезду, на определенный период времени отключить часовое ведение телескопа. Если знать склонение звезды, то можно вычислить и ее смещение за время t, как s=15*t*cos(d), s - смещение звезды в угловых секундах, t - время в секундах, d - склонение звезды. Этот процесс обычно автоматизирован и пользователю выдается результат, как это сделано в программе PERecorder, входящей в состав EQMOD, где эта величина вычисляется в процессе калибровки.
   Вторым этапом калибровки обычно следует вычисление ориентации осей. Одни программы (ProGuider) позволяют сделать это вручную, например, остановив ведение монтировки, а другие (GuideMaster) этот процесс автоматизировали таким образом: монтировке дается команда двигаться попеременно на восток-запад-север-юг. Смещения фиксируются и вычисляются вектора соответсвующих смещений. Здесь очень важна умеренность. Если смещения будут малы, то погрешность в определении ориетации камеры может оказаться велика. Если же смещения слишком велики, то звезда, по которой они вычисляются, может покинуть предел кадра. Оптимально, если в процессе калбировки звезда смещается где-то на четверть экрана от центральной позиции в разные стороны.
   Третий этап калибровки - это выяснение величины люфта по оси склонений. Люфт монтировки проявляется в том, что после выдачи команды смещения, реальное движение монтировки произойдет не сразу. Сначала должен выбраться люфт в шестернях и шестеренки прийти в полное зацепление. При смене направления снова должен выбраться люфт. Естественно, что люфты могут присутствовать на обеих осях, но на оси прямых восхождений люфт роли не играет. Дело в том, что в процессе гидирования двигатель вращает монтировку все время в одном направлении, поэтому и люфт выбирать нет необходимости.
   Перед тем, как мы начнем рассматривать сам процесс автогидирования, следует ознакомиться с его параметрами. Одним из существенных параметров, который определяется монтировкой или программой EQMOD является скорость автогидирования. Что же это за скорость? Как мы знаем, телескоп двигает трубу так, что бы она все время сопровождала выбранный небесный объект. Эту скорость называют звездной скоростью и для объектов у небесного экватора она будет составлять около 15 угловых секунд за секунду. Это достигается непрерывной подачей испульсов шаговому двигателю, управляющему вращением монтировки. В процессе гидирования вращение телескопа осуществляется в том же направлении, но темп подачи управляющих импульсов будет иным. Насколько иным, определяет пользователь монтировки. Пользователь задает скорость гидирования в звездных скоростях (обычно почти от 0 до 1). Если задана скорость гидирования в 0.25х, это значит что при необходимости отклонить телескоп к востоку скорость движения трубы составит (1-0.25)*15=0.75*15=11.25 угловых секунд за секунду, а в случае противоположного смещения - (1+0.25)*15=1.25*15=18.75 угловых секунд за секунду. Чем выше скорость автогидирования, тем быстрее автогид сможет вернуть убежавшую звезду на место. С другой стороны, чем лучше ведет монтировка, тем более плавным должно быть гидирование.

tlgleonid

Описанный способ автогидирования применим не ко всем монтировкам. Некоторые старые монтировки не имеют нормального импульсного гидирования и для автогидирования необходимо применять смещение по осям, когда смещение звезды приводит к выдаче команды монтировке сместиться на определенную величину. Естсественно, что результат будет хуже.
Моторы и механика любых монтировок несовершенны. Часто расчитанная величина смещения оказывается недостаточной или избыточной. В связи с этим практически все программы для автогидирования имеют возможность настройки такого параметра, как агресивность. Этот параметр определяет, насколько нужно смещать монтировку по сравнению с расчетными значениями, что бы вернуть звезду на прежнее место. Если звезда после смещения перескакивает через центр, а кривая смещения звезды напоминает синусоиду, значит агресивность явно избыточна и ее нужно уменьшить. Если же после коррекции звезда не доходит до нужного положения и требуется дополнительные корекции, следовательно, агресивность мала и кривая положения звезды по экспоненте приближается к центру. По оси склонений даже слегка завышенная агресивность приводит к необходимости смены смещения на противоположное, а следовательно и необходимость выбрать люфт, по этому лучше несколько заниженная агресивность, чем несколько завышенная. Некоторые программы умеют автоматически (динамически) подбирать агресивность под текущие условия.

tlgleonid

   Очень часто в области снимаемого объекта нет ярких звезд, а веб-камера, к примеру, не умеет делать выдержки длиннее 0.2 секунды. К тому же существенные шумы могут заметно снизить качество гидирования. В этом случае может помочь сложения кадров. При этом полезный сигнал складывается линейно, а шумы - пропорционально квадратному корню. Сложение четырех кадров позволяет поднять соотношение сигнал/шум в два раза. Однако если есть возможность увеличить выдержку камеры, следует это сделать, ибо возможность обнаружения слабых звезд существенно возрастает. Казалось бы, чем больше выдержка, тем лучше. Однако на практике за время накопления сигнала звезда может заметно отклониться от своего положения и коррекция окажется несколько запоздалой. В любительской практике суммарная выдержка обычно составляет до одной секунды или немного меньше в зависимости от выбранной для гидирования звезды. Если же звезда очень яркая, то слишком короткие выдержки применять не стоит. Лучше выбрать звезду послабее. Дело в том, что звезды из-за атмосферной турбулентности все время "дрожат", то есть хаотично смещаются по сравнению со средним положением. Попытки автогида гоняться за таким смещением не приводят ни к чему хорошему. Сложение же ряда кадров сглаживают эту ошибку, и положение звезды оказывается более устойчивым. Для борьбы со случайными смещениями звезды применяются и так называемые "активные фильтры". Суть таких фильтров заключается в том, что для определения положения звезды используется не только последний кадр, но и определенное число предыдущих. Средством влияния на степень коррекции положения телескопа является задание некой предельной допустимой ошибки. Если звезда отклоняется в пределах этой ошибки, коррекция осуществляться не будет. Как только положение звезды окажется за пределами круга ошибок, начнется исправление. Естественно, что ошибка более полупиксела является уже фактически недопустимой, но и слишком малое значение ошибки тоже нежелательно, ибо коррекции будут вноситься слишком часто.
   Несколько слов хотелось бы сказать по поводу того, с помощью каких временных параметров осуществляется гидирование. Ведь если звезда отклонилась от выбраного положения, то она снова попадет в него в процессе коррекции не мгновенно. Есть некая максимальная допустимая длительность импульса. При этом, новые коррекции станут уже невозможны, пока не отработает предыдущая команда. Если эта длительность слишком велика (больше секунды), то и коррекция может происходить довольно долго. Слишком короткой это время делать тоже не стоит, поскольку времени может не хватить для приведения звезды в исходное положение. Дополнительным параметром автогидирования является время паузами между коррекциями. Чем оно больше, тем реже будут осуществляться коррекции.
   Гидирование по оси склонений наиболее уязвимо. Если для прямых восхождений параметры можно варьировать в широких пределах, то при гидировании по оси склонений необходимость выборки неустойчивого по величине люфта делает чрезвычайно опасным частую смену направления гидирования. Лучше всего, если монтировка идеально выставлена на полюс и гидирование по склонению отключено. Но сделать идеальную настройку на полюс очень долго, да и идеальной перпендикулярности осей монтировки небывает. Поэтому часто применяется другой метод: монтировка устанавливается на полюс не очень точно (например, с ошибкой порядка градуса), а гидирование осуществляется при этом только в одном направлении. Некоторые программы для автогидирования имеют развитые алгоритмы определения этого направления и умеют сопротивляться смене направления.
   Для осуществления гидирования нужна звезда. Как ее лучше всего выбрать? Понятно, что звезда должна быть достаточно яркой, что бы ее можно было выделить на фоне шумов. А можно ли выбирать очень яркие звезды? Посмотрим на фотографии. У очень яркой звезды виден пересвет в централной области. Следовательно, точность определения центра окажется смазанной из-за недостаточности данных. А вот на втором снимке у звезды - характерный колоколобразный профиль. Такую звезду уже можно использовать для автогидирования.

tlgleonid

Для расчета центра звезды используется, как правило, очень простой алгоритм, определяющий центр масс изображения звезды. К примеру, если свет звезды проваливается целиком в один пиксел матрицы, то погрешность определения координат окажется также в один пиксел. Если же свет звезды распределяется на 7-8 пикслей, то по симетрии кривой можно обнаружить центр звезды с существенно более высокой точностью и улавливать смещения порядка 0.1-0.2 пикслела. Следовательно, чем на большее число пикселей расплывается звезда, тем с большей точностью может отслеживать изменения автогид. Вот почему многие астрофотографы несколько расфокусируют изображение. Казалось бы, что проще, расфокусировал звезду по максимум и гидируй. Но на самом деле при расфокусировке яркость каждого отдельного пиксела снижается. Следовательно, дискретность отсчетов растет. Да еще и уровень шумов начинает сказываться (растет соотношение сигнал/шум). Это означает, что в каждом конкретном случае есть некая оптимальная величина расфокусировки. Как правило, диаметр звезды оптимально должен составлять 5-8 пикселей в зависимости от ее яркости. Для того, что бы можно было выловить полезный свет звезды и ограничить влияние шумов и битых пикселей, программы гидирования позволяют настроить такой параметр, как радиус кружка звезды.
Может возникнуть ощущение, что в случае применения внеосевого гида или не очень качественной трубы-гида, когда звезды расплываются в несиметричные пятна, точность гидирования должна существенно снижаться. Однако это не так. Конечно, определенный центр звезды будет отличаться от истинного положения, но чувствительность к смещениям нисколько не снизится. Поэтому можно гидировать и по неправильным звездам. Особой роли не играет, одиночная звезда выбрана для гидирования или тесная двойная. Конфуз может случиться, если расстояние между компонентами двойной настолько велико, что они видны, как две раздельные звезды. В этом случае автогид может перескакивать со звезды на звезду и совершать сильные, неоправданные коррекции.
Широкие звездные пары могут быть полезны, что бы определить масштаб изображения. Расстояния между компонентами можно взять из компьютерных планетариев, справочников или каталогов. Например у Мицара компоненты разделяет 14.6 угловых секунд. Достаточно снять один кадр с такой парой и с помощью специализированных программ, например Iris определить с высокой точностью масштаб изображения. Если есть подозрения в том, что матрица имеет неквадратные пиксели, стоит сделать два снимка в разных ориентациях веб-камеры.
Для гидирования могут использоваться также и компактные, но неточечные источники света, например, ядро кометы, Уран, Нептун, астероиды: но нужно помнить, что в некоторых случаях перемещение этих небесных тел может быть существенным за время съемки и комета или планета получится четкой, а звезды - смазанными.
Рассмотрим процесс гидирования с помощью нескольких распространенных программ автогидирования: GuideMaster и PHD Guide. Главное окно Guidemaster выглядит следующим образом:

tlgleonid

Для работы с программой следует зайти в окно настроек. (пункт меню "настройка"). В этом окне четыре вкладки: "телескоп", "гид", "конфигурация" и прочее. Во вкладке "телескоп" нужно выбрать способ управления телескопом. Для телескопов Meade это LX200. Для Synta SynScan - Ascom. В зависимости от выбранного интерфейса в правой вкладке можно указать конкретные параметры. Для LX200 это номер com-порта. Для Ascom - выбрать телескоп, управляемый через Ascom и способ автогидирования. Для современных монтировок лучше выбрать импульсное гидирование. Ниже расположено поле, позволяющее разрешить одновременную коррекцию по двум осям. Здесь нужно оставить галочку, если монтировка это позволяет. Особое внимание нужно обратить на опции калибровки. Время калибровки по оси склонений и прямых восхождений задается раздельно в миллисекндах. 5000 миллисекунд - это 5 секунд. В зависимости от фокусного расстояния гида и склонения звезды эти значения могут оказаться недостаточными и в процессе калибровки появится сообщение о том, что смещение по прямому восхождению недостаточно. Для гида с фокусным расстоянием в 200 мм и звезды у небесного экватора лучше увеличить эти времена до 15000 миллисекунд. Для звезд калибровки со склонением в 50-60 градусов эту величину можно выбрать в 30000 миллисекунд по прямому восхождению. По склонению можно оставить 15000. Числа циклов калибрации, равного одному, вполне достаточно. Для стационарных инструментов можно пройти несколько раз. Галку в поле "разрешить гидирование по RA" лучше оставить всегда, а вот по гидирование по склонению в случае идеального наведения монтировки на полюс можно и отключить. Если отключить коррекцию люфта по склонению, будет считаться, что он равен нулю. Если люфт непостоянен, то лучше так и сделать.
Во вкладке "Гид" нужно вдумчиво заполнить значение фокусного расстояния трубы гида в мм, предельные ошибки по каждой оси. Здесь также можно изменить максимальную длительность импульса калибровки и паузу между импульсами. По умолчанию включена алаптивная фильтрация по оси склонений, позволяющая сгладить предыдущие положения звезды. Если используется сложение кадров, можно эту фильтрацию отключить.
Вкладка "Конфигурация" предназначена для управления DSLR камерами. Мы ее рассматривать не будем. А вот вкладка "Прочие" очень важна. Перед установкой программы можно подключить плагины для дополнительных камер, например QHY-5 и ей подобных. В разделе "Выбор видеодрайвера" нужно выбрать драйвер камеры. Если еспользуется веб-камера, можно указать VideoForWindows. Также нужно задать режим управления выдержкой, различный для разных камер. Очень важно указать и правильный размер пиксела.

tlgleonid

Когда все настройки сделаны, можно подключить камеру, выбрав ее в пункте меню "камера". При этом в главном окне должно появиться изображение с камеры. В пункте "Телескоп" можно подключить программу к телескопу.
В левой части главного окна программы находятся четыре кнопки для выполнения разных этапов. Ниже находятся средства управления сложения снимков, кнопки управления телескопом и длительность сигнала. Если звезда для гидирования слишком слаба, следует складывать несколько кадров.
Вернемся к кнопкам. Кнопка "темновой кадр" используется для случая, когда на камере гида есть битые или слишком горячие пиксели. Для того, что бы их учесть, следует закрыть объектив гида и сделать темновой снимок. В дальнейшем, он будет вычитаться из каждого кадра автоматически. Кнопка фокусировка предназначена для фокусировки аеб-камеры. При этом на экране отобразится полуширина пика звезды. Помним, что нет необходимости добиваться минимальных значений. Для калибровки камеры наводим телескоп так, что бы в поле зрения камеры попала хотя бы одна звезда. После этого можно нажать на кнопку калибровки. В процессе калибровки будут даваться команды на смещение телескопа в разных направлениях и вычисляться параметры калибровки. По умолчанию программа сама выберет звезду для калибровки. Возможно, что программа примет за звезду какой-то горячий пиксел. В этом случае лучше звезду указать явно. Для начала процесса гидирования нужно нажать кнопку "Гидирование". Программа предложит указать звезду, по которой будет осуществляться гидирование. В правой части появится панель гидирования. Бегунки агресивности позволяют указать агресивность по каждой оси. Ниже можно указать количество кадров, по которому будет определяться необходимость коррекций по оси склонений. В следующем поле отображаются величины отклонения звезды, ее яркость и другие парамеры. Если поставить в поле "Write to File" галочку, то будет предложено имя для файла, в котором будут сохранятся все смещения и коррекции. Этот файл может быть использован в специальных программах для анализа. Галочка в поле "Dynamic Aggressivness" позволяет включить динамический подбор степени агресивности. Еще ниже отображается график смещений звезды, картинка около центра звезды и точки центров положения звезды в процессе гидирования. По виду этих точек можно судить о форме полученных изображений звезд. Масштаб графиков можно менять.

tlgleonid

Еще одна очень простая программа PHD Guiding дословно означает доктор философии гидирования. Ученая степень PHD в западных странах соответсвует кандидату наук в странах СНГ. Следовательно, это должна быть очень умная и самонастраивающаяся программа. И действительно, здесь нужно делать очень мало действий.

tlgleonid

Главное окно программы состоит из верхнего меню, изображения с камеры-гида и управляющих кнопок. Для начала убедимся, что выбрана монтировка та, что нужно. Для этого заходим в пункт верхнего меню "Mount" убеждаемся, что выбран наш Ascom если монтировка им поддерживается. Теперь делаем ряд несложных действий при помощи кнопок в нижней части окна. Кнопка с изображением камеры позволяет выбрать камеру гида из списка доступных. Кнопка с изображением телескопа позволяет подключиться к монтировке телескопа. Кнопка со свенутой стрелкой начинает отображать последовательно полученные кадры. Длительность кадров задается в выпадающем меню правее кнопок. Если выбранная выдержка больше предельной для камеры, она создается при помощи сложения кадров. Правее находится бегунок, меняя положение которого можно изменять усиление изображения. При помощи кнопки "Take Dark" можно получить темновой кадр при наличии битых или горячих пекселей. Для получения темнового кадра нужно предварительно закрыть объектив трубы-гида. Настройки камеры, если они изменяемы, можно менять в специальном окне "Cam Dialog". Собственно все. Для управления процессом гидирования имеется две кнопки: конпка с мишенью и кнопка "STOP". Первая запускает процесс гидирования, вторая его прекращает. Если при текущем запуске программы калибровка не проводилась, она при старте гидирования будет произведена, только после этого начнется само гидирование.
   Если по каким-либо причинам калибровка не удалась или гидирование происходит рывками, можно его остановить и нажав на кнопку с изображением мозга изменить те или иные настройки. Рассмотрим их подробнее.
RA Aggressiveness - задает степень агресивности автогида. Стартовое значение - 100%.
RA Hysteresis - Если это значение ненулевое, то при принятии решения о коррекции используется не только последнее значение, но и предыдущее. Величина указывает степень влияния прежних значений на результат. По умолчанию 10%.
Dec guide - Выбрать алгоритм гидирования по оси склонений. Если мы видим явное смещение звезды только в одном направлении по склонению, можно указать только это направление. Существуют варианты: север, юг, авто и откл.
Dec algorithm -- задает алгоритм слежения по склонению. Метод "Lowpass filter" позволяет анализировать ряд предыдущих значений и не поддаваться на скачкообразные случайные колебания. Метод "Resist switcher" анализирует лишь направление смещения звезды по склонению и минимизирует переходы с одного направления на другое.
Max Dec duration - максимальное время коррекции (в миллисекндах) для оси склонений.
Dec slope weight - Параметр для "Lowpass filter", характеризующий число точек, используемых для сглаживания. Значение 0 соответсвует отсутствию сглаживания. Оптимальное значение равно примерно пяти. Значение около 10 дает уже черезчур сглаженные значение и как результат - запоздалось и резкость коррекций.
Calibration step - длительность калибровки. Здесь правило такое, чем больше фокус, тем короче длительность.Значение по умолчанию 750 миллисекунд оптимально для фокуса порядка метра. Если фокус 2-3 метра, то практично это время уменьшить до 250-400 миллисекунд. Для 400мм это значение уже практично задать в области 1000 миллисекунд или даже немного больше.
Min motion - минимальное смещение звезды, при котором уже требуется коррекция. По умолчанию этот параметр равен 0.25 пиксела.
Search region - область в пикселах,в которой будет осуществляться поиск сместившейся звезды
Noise reduction - выбор метода усреднения для борьбы с шумами. "None" - означает отключить, "2x2 mean" - усреднение по квадрату 2х2 пикселя и выбора в качестве значения средней величины, "3x3 median" - усреднение проводится по блоку 3х3 и находится такое значение, при котором половина пикселей в блоке имеет более высокую яркость, а половина - более низку.
   Следует сказать, что автогидирование применимо не всегда. Если по небу проплывают облака, исчезновение звезды по которой осуществляется гидирование, может привести к ее потере и хаотичным смещениям монтировки.
   Рассказ об автогидировании был бы неполным, если не упомянуть о кадрировании. Когда используется труба-гид, она не обязательно строго соосна с основным телескопом. Иногда даже полезно, что бы эти оси не совпадали. Если же используется внеосевой гид, то область неба на основной камере и на гиде разные. Что бы можно было быстро находить звезды для гидирования и видеть, что попадает в кадр основной камеры, полезно использовать программы планетарии. Например, Carte du Ciel третьей версии. В этой программе существует возможность показать положение до 10 камер одновременно.

tlgleonid

Что бы настроить программу, наведемся с ее помощью на яркую звезду и выставим ее в центр кадра. Убедимся, чтои центр кадра в планетарии совпадает со звездой. Теперь с помощью пульта (или EQMOD) переместим телескоп так, что бы звезда попала в центр поля гида. Теперь в меню "Настройка" пункте "Дисплей" перемещаеся в крайнюю вкладку "Прямоугольное поле CCD". Оцениваем, насколько отстоит от центра основной камеры наша звезда и в каком примерно направлении. Теперь задаем эти значения для 2-ой камеры. При нажатии "Применить" мы можем проверить, насколько мы не попали и уточнить эти значения до получения приемлемых. Не забываем также указать реальные размеры камеры. Все. Теперь кадрировать будет легко и удобно.

novik

Очень полезная статья Леонид

Хоть и есть пару замечаний, но они не существенны, и каждый кто начнет учиться гидированию, их быстро заметит и поймет что делать.
Спасибо от всех начинающих!
От себя хочу добавить, половину успеха автогидирования нужно переложить на точность механики монтировки и крепления трубы гида, если эти два фактора не будут соблюдены, вы потеряете кучу времени и не добьетесь ничего определенного, электроника вещь полезная, даже необходимая, но без точной механики она пока что бесполезна.
Александр.

MaxMan

Лёня! Спасибо за статьи!!! Всегда нахожу в них что-то новое и интересное для себя!

mnn72

Спасибо большое. Про кадрирование не знал вообще. Стыдно, но благодаря Лене прозрел.
Впору уже брошюру выпускать для ЛА

rain

Цитувати

Спасибо от всех начинающих!

Присоединяюсь - большое спасибо!

Andr_B

Хорошее руководство. Большое Спасибо!
Есть пожелание: Оформить ее отдельным файлом, чтобы было удобно скачать целиком и распечатать.
И разместить в разделе "Статьи"

KMM

"Если знать широту звезды, то можно вычислить и ее смещение за время t"

Може всё-таки не "широту звезды", а склонение?

Кстати, в рассуждениях про выбор параметров камеры и фокусного для гида не хватает одного пунктика - соотношение размеров пиксела гидирующей камеры и основной камеры. Это очень важный момент.

Ну и утверждение про связь мегапиксельности и размера поля зрения далеко не всегда работает, потому лучше говорить про физический размер сенсора, а не мегапиксельность.

vanmhit

Цитата: tlgleonid від 13 Жовтня 2010, 16:12:40

Еще одна очень простая программа PHD Guiding дословно означает доктор философии гидирования.

Автор программы говорил что название расшифровывается как "Push Here, Dummy", ну а переводится как "Ткни сюда, идиот"

SP

Хорошая и полезная статья, Лёня. Несколько замечаний.
Не совсем понятно, почему она находится в разделе "Наблюдения", думаю её место в "Астрофото".
Статья немного непоследовательна в плане изложения материала, сначала, думаю, надо было осветить способы управление монтировками, в частности подробно возможности EQMOD-ASCOM.
Ну и, как всегда, хромает орфография.

Цитувати

вызванные наличием в шестернях случайных пылинок и пищинок

Толковый словарь: Пищинки - частицы, случайно попавшие в монтировку, от которых она начинает пищать.

Новини:

Автор Тема: Поговорим об автогиде (Прочитано 30536 раз)