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2011-1-26‧光電自動導星之容許精度

 2011-1-26光電自動導星之容許精度
筆者追隨聖人的腳步,從小就很賤所以會做許多卑鄙的事情(論語:「吾少也賤故多能鄙事」)。

  約二十年前進入光電導星時代,當時到東京問過天文店想拜託一台光電導星赤道儀,後來放棄了這個想法,至今筆者沒看過也沒用過光電導星設備,只粗淺見過一些型錄和說明書,這篇見解是以手工作業的極限立場來看待光電自動導星,這是要寫在前面的。 

  進行天体攝影場合中,即使採用最完美的光學鏡頭,在平地只要恆星時追蹤曝光幾秒鐘,恆星本体在相片上就會留下約3秒角寬度的影像,這是大氣擾動所致,位處高山的天文台空氣較稀薄,聽說擾動約1.5秒角,這是瞬間頻繁出現無法預期的導星偏差,所以光電導星誤差必定大於大氣擾動,刻意進行過度修正的結果,會讓齒輪頻繁作動,這樣的作動不但無法(來不及)因應大氣擾動偏差,齒輪驅動之不等速性也有可能會擴大偏差。赤道儀追蹤天体最好是乖乖順轉/停轉就好,避免任何理由引發的倒轉需求,是高精度追蹤絕對要堅守的原則 

  網友討論的『大氣擾動整夜赤道儀被導星給帶著跳舞』,就是這個道理。

  以筆者自作為例,如果極軸對準到能讓赤道儀精準追蹤狀態下(例如筆者做到偏差36秒角/小時),因為追蹤偏差遠小於周期誤差全幅13秒角,長時間追蹤攝影的星點必定是成東西向短線,拍攝30分鐘的話,就會是約19秒角的短線(13+3+3=19),而不會是一個圓點。 

  那麼為什麼沒對準極軸的赤道儀也會拍出圓點,原因除了焦距不長視野很大之外,就是因為極軸方位不準或是受到光電導星約制,所以追蹤導星時天球東西向與南北向的偏差幅度一致。以筆者自用赤道儀為例,極軸仰角準確但方位偏差1.2分角的話,恆星時追蹤曝光30分鐘的星點就會是圓的(東西寬度與南北寬度一致,都是19秒角,寬度是大氣擾動的6倍以上),也就是說在30分鐘內星點在19秒角X19秒角範圍內作之字型前進,這樣的曝光會讓人認為是理想圓點,其實那是可以避免的巨大的偏差,找一組雙星來試拍擴大攝影(有光電導星對照更好),就知道筆者的意思,相關計算可參考 http://mypaper.pchome.com.tw/8cm/post/1322125569

  以上的計算是用下圖逆向運算出來的。

 

  光電導星要做到偏差後會拉回但不會回過了頭,就是操作的重點,總之在平地要讓導星偏差低於3秒是不可能,會弄巧成拙的,所以筆者才會覺得在全力對準極軸、修正第一級周期誤差之後,就只需要光電監控而無需光電導星(確認偏差過度就調整極軸重拍一次),這樣作業精度才是最高。 

  本篇沒有考量到星芒等光學素質因素,此外驅動齒輪引發的次級周期誤差幅度明顯小於大氣擾動,因此次級周期誤差無需抑制,這是要補充說明的。

 

因為有1分鐘範圍來回曝光兩次,
所以該線段特別寬大,

這不是極軸沒對準拖線,
而是周期誤差(全幅
13秒角)與大氣擾動(3秒角)的結果,

如果像筆者一樣掌握周期誤差韻律,

相同條件下曝光3分鐘以內擴大攝影時明亮恆星一樣會是圓點,
由於都會地域夜空背景較亮,
缺乏長程曝光條件(需要長程曝光場合要刻意減光才行),
爭取到這3分鐘已經可以在都會地域進行很多種作業了,
因此不需更換赤道儀。

如果改用周期誤差全幅只有6秒角的話(追蹤精度3秒角)的赤道儀,
即使單以恆星時自動追蹤長程
長時間擴大攝影,
免用光電修正輔具星點也會是圓的。


 
2006日劇‧冰壁
在追尋真相時,會有人好心提供證據誤導方向
此時要虛心接受,慢慢推敲其目的就知真相

 

2006日劇‧冰壁‧片尾曲