Киевский клуб любителей астрономии "Астрополис"

astromagazin.net
* *
Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.
18 Декабря 2017, 08:46:33


Автор Тема: ПЗС наблюдения переменных звезд  (Прочитано 606 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

mnn72

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 5171
  • Благодарностей: 392
  • Astromouse
    • Astromouse
ПЗС наблюдения переменных звезд
« : 20 Июля 2014, 03:51:05 »
. - .

Создам темку для себя и тех кто интересуется этим направлением наблюдений.
Итак, сижу уже пару недель осваиваю методу. Благодаря Валере (Буйный астроном) кое что в этом деле становится светлее, но есть темные пятна. Например одно из них. Как наблюдать яркие переменки типа Шелиак, Алголь? Ведь для того чтобы звезда была не перезжена нужно делать очень короткую выдержку при которой на кадре только исследуемая звезда, а как же тогда делать фотометрию если в кадре больше никаких звезд нет?
Записан
Обсерватория: Ananjev (L33, IAU); AAVSO: MNIC
Открыто: 61 переменных, 10 сверхновых; Подтверждения: 9 астероидов, 3 кометы.

SP

  • Moderator
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 3364
  • Благодарностей: 383
Re: ПЗС наблюдения переменных звезд
« Ответ #1 : 20 Июля 2014, 06:46:57 »
. - .

Если у вас действительно так, что на кадре с яркой звездой при достижении максимального числа отсчетов для данной камеры вообще нет слабых звёзд (или их SNR<<30), значит у вас крайне малое поле. Нужно использовать другое, более широкоугольное оборудование. Если звёзды всё-таки есть, но их мало и они слабы, можно применить сумму кадров.
Записан
бино 20х80, МТО-1000, "Мицар", самодельные 150, 265, 500-мм добсоны, SW-120/600, SW-25012 EQ6, QHY-5,-6, Canon 350Da
300 комет, >1000 дипов

mnn72

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 5171
  • Благодарностей: 392
  • Astromouse
    • Astromouse
Re: ПЗС наблюдения переменных звезд
« Ответ #2 : 20 Июля 2014, 10:02:04 »
. - .

Ага, значит суммировать можно?

P.S. SNR у меня больше 30 и поле 29х24 минут.
Записан
Обсерватория: Ananjev (L33, IAU); AAVSO: MNIC
Открыто: 61 переменных, 10 сверхновых; Подтверждения: 9 астероидов, 3 кометы.

M_M

  • Клуб Астрополис
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 4697
  • Благодарностей: 989
Re: ПЗС наблюдения переменных звезд
« Ответ #3 : 20 Июля 2014, 10:17:26 »
. - .

Цитировать
SNR<<30
Т.е. "слабая" опорная звезда должна иметь не менее 900 отсчетов,  (в предположении нулевого фона). Округляя до 1024 получаем 10 разрядов.
Отсюда вытекает разрядность необходимой камеры. Чтобы в одном кадре получилась опорная и переменная, они обе должны оказаться в диапазоне от 900 до максимального числа отсчетов.
Можно ли преодолеть это ограничение? Да, можно. Используя технику накопления фотонов несколькими снимками. 4 снимка увеличивают SNR примерно вдвое . 16 - в  4 раза.
Записан

mnn72

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 5171
  • Благодарностей: 392
  • Astromouse
    • Astromouse
Re: ПЗС наблюдения переменных звезд
« Ответ #4 : 20 Июля 2014, 10:50:36 »
. - .

Т.е. если у меня камера 16 bit, то десятка снимков должно хватить для нормальной фотометрии. Или может сделать несколько с пересвеченной иследуемой звездой, а потом на готовый просто наложить одиночный со звездой с снятой без пересвета (30000-40000 отсчетов) ?
Записан
Обсерватория: Ananjev (L33, IAU); AAVSO: MNIC
Открыто: 61 переменных, 10 сверхновых; Подтверждения: 9 астероидов, 3 кометы.

M_M

  • Клуб Астрополис
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 4697
  • Благодарностей: 989
Re: ПЗС наблюдения переменных звезд
« Ответ #5 : 20 Июля 2014, 11:32:40 »
. - .

Уточнение.
16 бит - разрядность АЦП. Значение имеет максимально достижимое число электронов.
Будучи помноженным на коэффициент усиления, отсчеты могут быть большими, но SNR отсчитывается от числа электронов (пренебрежем шумами считывания для больших чисел). Т.е. требуемые 900 электронов после усилителя могут превратиться, например, в 3245 отсчетов.

И таки да, сравнение можно делать по разным снимкам, если между ними есть известный коэффициент пересчета. Благо ошибка линейности ПЗС намного ниже чем ожидаемая ошибка шума квантования.
По перепаленым звездам тоже можно проводить сравнение, но там другой механизм определения яркости (аппроксимация по неперепаленому кольцу). Можно, но сложно.

Записан

mnn72

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 5171
  • Благодарностей: 392
  • Astromouse
    • Astromouse
Re: ПЗС наблюдения переменных звезд
« Ответ #6 : 20 Июля 2014, 11:55:30 »
. - .

Уточнение.
16 бит - разрядность АЦП. Значение имеет максимально достижимое число электронов.
Будучи помноженным на коэффициент усиления, отсчеты могут быть большими, но SNR отсчитывается от числа электронов (пренебрежем шумами считывания для больших чисел). Т.е. требуемые 900 электронов после усилителя могут превратиться, например, в 3245 отсчетов.

И таки да, сравнение можно делать по разным снимкам, если между ними есть известный коэффициент пересчета. Благо ошибка линейности ПЗС намного ниже чем ожидаемая ошибка шума квантования.
По перепаленым звездам тоже можно проводить сравнение, но там другой механизм определения яркости (аппроксимация по неперепаленому кольцу). Можно, но сложно.
Китайский язык  ;D :facepalm:
А так, чтобы понятно было среднестатистическому ЛА  :hz: Проще говоря: есть ли методика фотометрии ярких звезд  :shuffle:
Записан
Обсерватория: Ananjev (L33, IAU); AAVSO: MNIC
Открыто: 61 переменных, 10 сверхновых; Подтверждения: 9 астероидов, 3 кометы.

SP

  • Moderator
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 3364
  • Благодарностей: 383
Re: ПЗС наблюдения переменных звезд
« Ответ #7 : 20 Июля 2014, 12:21:59 »
. - .

Цитировать
А так, чтобы понятно было среднестатистическому ЛА  :hz: Проще говоря: есть ли методика фотометрии ярких звезд
Есть. Возьми фотообъектив - на поле в десяток градусов будет достаточно звёзд сравнения.
Записан
бино 20х80, МТО-1000, "Мицар", самодельные 150, 265, 500-мм добсоны, SW-120/600, SW-25012 EQ6, QHY-5,-6, Canon 350Da
300 комет, >1000 дипов

M_M

  • Клуб Астрополис
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 4697
  • Благодарностей: 989
Re: ПЗС наблюдения переменных звезд
« Ответ #8 : 20 Июля 2014, 23:38:03 »
. - .

Несколько поясняющих тезисов к китайской грамоте.
Для некоторых случайных процессов существует оценочная величина средней величины отклонения от среднего значения, равная корню квадратному их числа отсчетов. Это можно интерпретировать как шум. Т.е. при среднем значении числа отсчетов за определенный интервал времени в 100 единиц, в серии опытов мы будем получать значения 96 107 112 98 95 89 101 итд.  Соотношение сигнал/шум получается тоже корень из числа отсчетов. Для получения большого соотношения нужно набрать этих отсчетов побольше.

В нашем случае мы имеем дело с подсчетом электронов за время экспозиции, которые соответствуют числу пойманных фотонов с поправкой на КПД.

Реальная электроника подсчитывает эти электроны измерением напряжения заряда конденсатора, который пропорционален числу электронов. Между измерителем и вольтметром стоит усилитель. В идеале должен быть один отсчет АЦП на 1 электрон. Но идеал недостижим. Опуская подробности, просто примем на веру, что 1-му электрону соответствует некоторое число отсчетов АЦП. Это число может быть как больше, так и меньше 1.

16-ти разрядный АЦП не может насчитать более 65525 отсчетов. А пойманных электронов в ячейке может быть и больше... Тогда коэффициент обычно применяют усиление меньше единицы. Если наоборот, максимально ячейка может накопить, скажем, 10000 электронов, то для уменьшения влияния шумов считывания усиление делают побольше, так чтобы 65535 отсчетов АЦП соответствовало насыщению, упомянутым 10000 электронов, т.е. коэффициент усиления = 6.5. Для уровня насыщения в 100000 электронов для охвата всего диапазона усиление нужно 0.65. Но это не всегда оптимально. Для отлова слабых объектов ставят усиление побольше, смиряясь с неизбежным перепалом ярких звезд.


Два снимка с разными экспозициями можно сравнивать, используя знание о высокой линейности АЦП. Если за 10 секунд некая звезда поставляет нам в среднем 1000 фотонов, то за 20 секунд там будет 2000 фотонов. Линейность проверял лично для двух кеноновских матриц. Незначительная нелинейность наблюдается непосредственно перед насыщением. Аналогичные исследования можно найти и для других матриц, например на сайте DxO. Учет темновых токов и пр. калибровок оставляю за рамками тезисов.


Записан
Сказали спасибо

mnn72

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 5171
  • Благодарностей: 392
  • Astromouse
    • Astromouse
Re: ПЗС наблюдения переменных звезд
« Ответ #9 : 21 Июля 2014, 10:07:30 »
. - .

Немного посветлело. Спасибо.

Я нашел выход из ситуации - прикрутил Canon к ED-шке... Поле получилось почти 3х2 градуса (через редуктор). Вега при 60-ти секундной выдержке набирает не более 4000 отсчетов проницание при этом до 13m. Вот что-то не проверил SNR, но думаю должно уложиться в оптимальное значение  :hz:
Записан
Обсерватория: Ananjev (L33, IAU); AAVSO: MNIC
Открыто: 61 переменных, 10 сверхновых; Подтверждения: 9 астероидов, 3 кометы.

M_M

  • Клуб Астрополис
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 4697
  • Благодарностей: 989
Re: ПЗС наблюдения переменных звезд
« Ответ #10 : 21 Июля 2014, 10:47:36 »
. - .

Цитировать
Вега при 60-ти секундной выдержке набирает не более 4000 отсчетов
Это точно Вега?
Даже на ISO100 жестокий перепал должен быть.
Записан

mnn72

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 5171
  • Благодарностей: 392
  • Astromouse
    • Astromouse
Re: ПЗС наблюдения переменных звезд
« Ответ #11 : 21 Июля 2014, 10:53:24 »
. - .

Цитировать
Вега при 60-ти секундной выдержке набирает не более 4000 отсчетов
Это точно Вега?
Даже на ISO100 жестокий перепал должен быть.
Хе, в том-то и дело, что Вега. Я сегодня ночью и по Шелиаку и по Алголю прошелся. Не знаю что будет с результатами, но первые впечатления более чем - поле громадное, звездюль куча, дипы до 10m различимы без проблем.
Записан
Обсерватория: Ananjev (L33, IAU); AAVSO: MNIC
Открыто: 61 переменных, 10 сверхновых; Подтверждения: 9 астероидов, 3 кометы.

tlgleonid

  • Moderator
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 6618
  • Благодарностей: 404
Re: ПЗС наблюдения переменных звезд
« Ответ #12 : 21 Июля 2014, 11:10:29 »
. - .

Есть еще один способ. Делается два снимка. Один снимок с короткой выдержкой, что бы звезда была непересвечена, а второй снимок, сразу после первого, с большей выдержкой (скажем, в 100 раз). Потом делается фотометрия по двум снимкам.
Брать далекие яркие звезды не стоит, особенно если стоит задача выделить тонкие эффекты, поскольку существенно меняется поглощение и яркость фона. 
Записан
Задокументировано наблюдение  >1500 Deepsky объектов.
ТАЛ75R, GSO 6" 1:4 +HEQ5Pro SynScan+Canon1000D+QHY6+фильтры R,V+Юпитер21М+QHY5, 265мм и 415 мм Добсоны HandMade+o3+hb+uhc+...
FAQ по любительской астрономии
Сказали спасибо

mnn72

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 5171
  • Благодарностей: 392
  • Astromouse
    • Astromouse
Re: ПЗС наблюдения переменных звезд
« Ответ #13 : 21 Июля 2014, 11:20:36 »
. - .

Спасибо Леня, я вообще ждал что ты тоже что-нибудь подскажешь. Ты ведь тоже на этих переменках "собаку съел"  ;)
Записан
Обсерватория: Ananjev (L33, IAU); AAVSO: MNIC
Открыто: 61 переменных, 10 сверхновых; Подтверждения: 9 астероидов, 3 кометы.

M_M

  • Клуб Астрополис
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 4697
  • Благодарностей: 989
Re: ПЗС наблюдения переменных звезд
« Ответ #14 : 21 Июля 2014, 11:21:30 »
. - .

Между Вегой (0m) и 10m в 2.510 = 9536 (раз).
при 4000 отсчетах на Веге ... хм... пол-отсчета на объекте 10m обнаружить вряд ли удастся.


Записан

mnn72

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 5171
  • Благодарностей: 392
  • Astromouse
    • Astromouse
Re: ПЗС наблюдения переменных звезд
« Ответ #15 : 21 Июля 2014, 11:25:40 »
. - .

Между Вегой (0m) и 10m в 2.510 = 9536 (раз).
при 4000 отсчетах на Веге ... хм... пол-отсчета на объекте 10m обнаружить вряд ли удастся.
Ой, прошу прощения, я ошибся от недосыпа  :facepalm: 3000 - 4000 отсчетов это Шелиак и Алголь. У Веги конечно же больше в раз 10. Точно не помню, но помню что был доволен тем что камера "видит" ее без пересвета.
Записан
Обсерватория: Ananjev (L33, IAU); AAVSO: MNIC
Открыто: 61 переменных, 10 сверхновых; Подтверждения: 9 астероидов, 3 кометы.

M_M

  • Клуб Астрополис
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 4697
  • Благодарностей: 989
Re: ПЗС наблюдения переменных звезд
« Ответ #16 : 21 Июля 2014, 11:46:35 »
. - .

В предположении что Шелиак и Алголь - 3-я звездная, и имеют ~4000 отсчетов, 10 звездная имеет в 2.57=610 раз меньше отсчетов, т.е. около 6 отсчетов, на уровне шумов, но вытянуть до "различимо" можно. При этом Вега в 2315 раз больше отсчетов, т.е. около 60000, в 16 бит вписывается.  Если не секрет, что за камера?
Записан

mnn72

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 5171
  • Благодарностей: 392
  • Astromouse
    • Astromouse
Re: ПЗС наблюдения переменных звезд
« Ответ #17 : 21 Июля 2014, 11:53:56 »
. - .

В предположении что Шелиак и Алголь - 3-я звездная, и имеют ~4000 отсчетов, 10 звездная имеет в 2.57=610 раз меньше отсчетов, т.е. около 6 отсчетов, на уровне шумов, но вытянуть до "различимо" можно. При этом Вега в 2315 раз больше отсчетов, т.е. около 60000, в 16 бит вписывается.  Если не секрет, что за камера?
А шо секретного CANON 1000D без IR фильтра. Вообще чтобы ни быть голословным я вечером гляну точнее. Просто занимался двумя вышуказанными звездами и их параметры запомнились. Про Вегу точнее скажу вечером, но то что она была без пересвета и меньше 60000 точно (но по-моему выдержка при этом была 30 сек.)
Лег спать уже на рассвете поэтому чуть заблудился в циферках  :P :insane:
Записан
Обсерватория: Ananjev (L33, IAU); AAVSO: MNIC
Открыто: 61 переменных, 10 сверхновых; Подтверждения: 9 астероидов, 3 кометы.

M_M

  • Клуб Астрополис
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 4697
  • Благодарностей: 989
Re: ПЗС наблюдения переменных звезд
« Ответ #18 : 21 Июля 2014, 12:09:20 »
. - .

Canon 1000D имеет 12 бит АЦП. Отсюда вытекает максимально возможное число в пикселе 4095. Если сформировать как бы единый RGB пиксель, то теоретически вчетверо  больше, практически - раза в 2.5. Вега без перепала на 60 сек - верится с трудом. У ED80 c корректором это ~F/6.25.  Речь о ней?
Записан

SP

  • Moderator
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 3364
  • Благодарностей: 383
Re: ПЗС наблюдения переменных звезд
« Ответ #19 : 21 Июля 2014, 12:27:50 »
. - .

Цитировать
Делается два снимка. Один снимок с короткой выдержкой, что бы звезда была непересвечена, а второй снимок, сразу после первого, с большей выдержкой (скажем, в 100 раз). Потом делается фотометрия по двум снимкам.
Что-то я не пойму. На первом снимке не будет проработавшихся звёзд сравнения и корректной фотометрии не будет. На втором снимке звезда будет персвечена и фотометрии тоже не получится.
Как две кривых фотометрии дадут одну правильную?
Если речь идёт о сумме, так в этом случае она будет некорректной.
« Последнее редактирование: 21 Июля 2014, 14:13:00 от SP »
Записан
бино 20х80, МТО-1000, "Мицар", самодельные 150, 265, 500-мм добсоны, SW-120/600, SW-25012 EQ6, QHY-5,-6, Canon 350Da
300 комет, >1000 дипов