2011-5-4‧赤道儀天文攝影‧低緯度對策篇
‧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」）。
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這次筆者要討論台灣低緯度的赤道儀與極軸校正問題。
台灣所使用的天文機材，大多是中緯度國家開發製造，天文廠為中緯度設計製造的赤道儀拿到低緯度使用，整體系統所要面臨壓力成受需求就會有明確的改變，大家拿取重物伸直手臂，從仰角45度轉變到23度，就會稍稍体會筆者的用意，所以就不再贅述。
低緯度的極軸校正又是另外一個問題，現在流行用極軸望遠鏡瞄準極軸，但是傳統極望本体缺乏濛氣差校正服務（這有難言之隱，原因容後再敘），所以只有高手憑技術彌補濛氣差了。
低緯度也會造成漂移法校正極軸障礙，因為漂移法校正方位是問題不大的，但是漂移法校正仰角時會面臨濛氣差扭曲星軌誤判緯度，也就是說正確的操作漂移法會讓極軸仰角設定錯誤，如果這台赤道儀從此專門偵照低空彗星的話算是歪打正著，但是要用來偵照天頂附近的話就會發現導星一開始就出現天球座標東西向偏移，每次導星開始都是相同天球座標的偏差，拍北極星也會是一樣的。
筆者在紙上作業畫了一下，照筆者『可能出錯』的估算（筆者在大氣折射方面是外行），在北半球低緯度用漂移法設定極軸會仰角偏高，那麼導星應該會呈現恆星時超速現象（恆星追蹤速度超過日周運動），如果有天文台大型望遠鏡發現這種情形，就讓極軸仰角稍作減少即可。
不過上述追蹤超速現象也許是件好事，因為適當的超速可以減低赤道儀周期誤差干擾，這一點大家看到最最下面就有連結說明，因此不再贅述。
最後要說明為何傳統極望沒能提供濛氣差修正服務，這是因為極望是低倍望遠鏡，北極星距離天球北極約為1度角，濛氣差的修正應該不到3分角（0.05度‧要再強調一次筆者不是大氣折射專家故可能說錯），要在極望標板描繪不同緯度的濛氣差修正圈（還要搭配溼度修正），真的是有困難。
如果要以目視方式做極望瞄準與濛氣差修正，筆者建議在赤道儀極軸內部裝置一支極望以外，加裝一支繞著極望公轉且於極望光軸保持約1度交角的高倍率北極星望遠鏡（也可以用主鏡代替）。如果極望要用光電瞄準的話就簡單得多，提供北極星局部放大視野就ＯＫ了，筆者這一手改良設計應該算是既輕快又確實，拿來做論文也可以了。
筆者有暸解過，漂移法天文台即使望遠鏡很大可以做高精度校正，但會有不明東西向偏移的症狀，這不是馬達不準而是極軸設定不良，就這樣知道原因輕快解決，或是將錯就錯就好。
有的天文台設計規劃時誤解大口徑電腦經偉儀可以取代赤道儀，其實相對小口徑的赤道儀可以更快精準拍到更暗星，這是因為電腦經緯儀自動追蹤時有多重周期誤差問題，連筆者看了都要暈倒，即使電腦經緯儀運作方程式表面上很簡單（至少對筆者是簡單），但是筆者在實務研究上仍不敢越雷池一步。
http://www.sundaigakuen.ac.jp/inst/out.html
日本其他的天文台：http://www.j-area2.com/science/astronomy/tenmon.html
有些重點還是要持續強調的，首先是選擇導星的問題，恆星的導星不需要選擇視野內的恆星，像拍M42星雲時，選擇天狼星或北極星都一樣可以當作導星的，因為單一極軸偏差事件對全天恆星的導星偏差是一樣的（也就是說全天每一個恆星的導星偏移偏移的方位角度都會是同步的，不能說100%完全沒差，但在一般攝影期間偏差量會遠低於大氣擾動），所以沒有找不到導星的問題，真正的問題是不知道全天隨便找一個超亮恆星都可以當作導星，這一點確實違背坊間常識，手工導星或光電導星做一次就知道，極軸誤差越小越有效（把北極星導入極望視野中央附近就夠了，不必精確準位，數學上的效果就足以充分成立了）。
在相同的極軸偏差場合，無論是用天狼星或北極星做為導星，兩者都會同時呈現幾乎100%相同的情形，連筆者也無法分辨兩者差異，所以完全沒必要以視野內的暗星做為導星，也不存在有找不到導星的問題。依據下表粗估上圖的極軸偏差只有0.008度角（28.8秒角‧請勿奢望強求極望每次做到這種失格水準），修正方向如下圖。
如果可以隨意找亮星來導星，這樣導星鏡組合的選擇性就寬廣許多，「窺管」就是下一 次瞄準配件進化，卻也會是一次逆進化。另外一個討論，就是很多導星不佳是技術不良所致，但是卻常把責任歸咎於望遠鏡剛性不足有形變，其實曝光也就那幾分鐘而已，現代數位攝影又沒有什麼相互則不軌（又稱互換則不依）之類的問題，不如擔心風吹要好好固定約束避免晃動比較實在，大家擔心剛性問題結果望遠鏡越買越重，其實導星失敗的責任分配比重如何分配，應該還有檢討空間，當然用光電導星來敷衍也是速效方法，有了光電導星就可以把很多問題打包起來拋諸腦後。 對於官派學閥的巨大望遠鏡而言，考量望遠鏡重力形變而做離軸導星離軸導星是有必要，業餘小鏡沒有這個顧慮，也不該把導星不良責任隨便誣賴到形變上頭，因為看相片就可以檢討出來，依據望遠鏡結構來看重力形變會有特別的方向性，誤判機率低於30%。不同的導星不良因素都有特徵可循，看相片可以稍微猜測出來各種因素比重 ，建議先做到下面這樣自動追蹤再追究有無形變。 做到這個程度導星超簡單‧赤道儀極軸偏差是難以估計的微小 （這是筆者第一次用單星雙軸法校正‧因為是初體驗故花了兩小時）
有些評估是說光電導星效果有好有壞，其實這也是有可能改善的，善於運用 極軸管理技術，可以讓光電導星的工作負擔降低很多，各方因素各退一步，光電感知和運作介入效率就會提升，在北半球只要極軸微微升舉就可以，升舉的角度計算可以參考以下連結，大家只要照自己的赤道儀精度做比例增減就可以，也就是精度6.5秒角的赤道儀要升舉0.2度。看到這裡會覺得一頭霧水是正常的，以上大多屬於在台灣本地多年來逐漸發展的技術，台灣以外文獻找不到是正確無誤，二十幾年來在台灣大約只有幾人理解，早先在本格推理全有見解沒有隱藏，逐篇參考就可以慢慢瞭解。
※精度6.5秒角的意思是周期誤差全幅13秒角，高級赤道儀要加計大氣擾動全幅3秒角，例如精度4秒角的要以5.5秒角計算（周期誤差全幅11秒）。 |
