2016-12-3‧天文學攝影導星必練單星雙軸法做極軸校準
‧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」）。
‧在 Google 和 Yahoo! 搜尋「8cm」排序第一就是本格推理。

筆者使用的8cm普通消色差長焦屈折赤道儀
下面的動畫就是用這組設備和SPC900NC攝影機做的
 

單星雙軸法的試作及後續影響

　　單星雙軸法的極軸校正是筆者在2008年11月22日試作完成（原理請看下圖，研究過圖解就知道與漂移法那種做向量的無關），因為不知道世界上有周期誤差這回事，所以試作不到半小時之後，就發現不管怎麼用手指關節上下敲擊極軸仰角，都阻止不了東西方向的偏差，在萬分迷惑之下，想到趕快將紀錄相片快轉播放看是怎麼回事，才發現原來赤道儀追蹤會有天球東西向快慢交替現象，就這樣把極軸校正做完了，全程花了兩小時，精度高達萬分之一度。若是早知有周期誤差這回事，第一次試作應該一小時內就會完成；如果用現在流行的新式PEC赤道儀，應該十分鐘不到就可以做到一千（甚至三千）分之一度，絕對可以滿足10,000mm以上的光電導星攝影需要。

　　這次試作是建立了單星雙軸法的裝置與操作規則，後來從網路上查到『周期誤差』這個名詞，筆者經常思考下面的動畫，一年後終於恍然大悟，原來周期誤差是源自齒輪運轉時接觸點隨時變化，導致被划動（推動）的齒輪會快慢交替，因此提議赤道儀採用（或訂購）相位固定的齒輪（從此PEC設計不必再有編碼這回事），再以馬達轉速快慢交替的對策進行改良，2010年已經不止一家推出新式PEC赤道儀，大家都不明究理說市場出了超高精度的赤道儀，前幾年還聽說有保證偏差正負0.5秒角款式推出，而且價格還變得很實惠（因為製程變得更簡單，而且不用編碼的PEC精度效能才是完全可靠，100%絕無失誤，一直有人想要找出其他方法來做到相同等級效能是不可能的啦，筆者是專家所以好心直接給答案省得再加妄想）。

　　周期誤差大多源自減速齒輪（蝸桿），其次是來自驅動齒輪，新式PEC設計可以抑制大多數的周期誤差，小型機的追蹤精度可以超越最大級天文台的光學分解能，但若要做到追蹤全無誤差需要精巧手工控制或更加進階的光電導星設計。現在小型機的PEC模式併用光電導星已經可以大幅提升追蹤精度，做到比天文台大型機更加精密有效的集中曝光，所以攝影星等超越天文台大型機是正常的。未來筆者還會陸續發表可以不花什麼錢就升級改良的硬體設計和操作技術（既然連電子極望都已經在市場實證了，就算要用恆星作為導星來追蹤極暗彗星，也是既簡單輕鬆又完全精準的），當然原理都是來自下面圖解，筆者建議大家每次動用天文機都順便排練一下8cm技術，不會佔用多少時間也不必花錢的，掌握手工技術之後就可以自由變化出許多豐富有趣的操作樂趣。

這個圖解所需數學原理用國二程度學力就可完成
不需要『認識誰』就可以做出來，在極軸誤差1度以內完全成立
真實的精密計算式要面臨π的數十次方運算（這是高二程度的）
因此誤差不會比上圖要小‧結果還是上面圖解最為精確好用
看起來真是不可思議的簡單
縱使這圖解存在有難以察覺的誤差
但隨著不斷操作就會全自動徹底消滅誤差（這是筆者自滿的設計）
極軸誤差做到萬分之一度的空前最高精度就是實證圖解準確
 

單星雙軸法的極軸校正程序

　　請將電子目鏡以直焦點攝影方式裝置在長焦望遠鏡，裝置角度是電腦螢幕裡看到天球北極向上（赤道儀停轉時看到螢幕裡的星點由左向右移動就對了），至於架台則是差不多水平就可以而不需要嚴格要求，先讓赤道儀以恆星時速運運轉，隨意導入預定攝野或天頂附近的恆星就好，赤道儀運轉時看到螢幕裡的星點發生偏移，就如同下面範例一樣，照星點偏移方向操作赤道儀架台的方位／仰角，將極軸前端移往順時針九十度的大約方向（南半球是逆時針方向），反覆這樣作業就會趨近準確的極軸位置。

　　在下圖範例裡一看到螢幕裡的星點向左上方偏離，極軸前端就立即向右（東）上方移動（大約的方向就可以），每看到星點發生移動就隨之移動一下極軸，連續這樣做，極軸就會趨近正確位置，若是新式PEC赤道儀（要開啟PEC模式），最快五分鐘極軸方位與仰角就非常準確，手工練到精巧的話，最多十五分鐘就可以做進萬分之一度。

　　就這樣講完了。。。

　　所以單星雙軸法的操作是很簡單的，大家不用認識筆者也一樣可以很快做好，就像筆者今生還沒看過銀河也沒上山看過星星，長年沒和別台望遠鏡和天文圈人士有接觸往來，一樣可以做到這些的，只要認識理科和技術，以及看著網路資料就穩了。在本地像筆者這樣不必經過誰的同意就技術領先國際的人很多，請大家放心一起活用自己的學識見聞來開發領先世界的技術，並且親切的指導外國人學習。

時間過得很快，這個動畫已經拍攝過了八年
這就是傳統赤道儀周期誤差的正体
從此小型赤道儀的機械追蹤精度超越最大級望遠鏡實際光學分解能
但新式PEC赤道儀的PEC模式會是密集發生的極小幅擺動
 

　　若用傳統赤道儀（或是新式赤道儀未開啟PEC模式）操作單星雙軸法校準極軸，就會明顯看見周期誤差（記得要把握機會找出赤經轉速快慢交替的特定齒輪位置，請參考下圖），若是要做1,000mm以上的長焦追蹤攝影要隨齒輪運轉修正周期誤差，大約一分鐘操作一下就OK，總之都不需要光電導星的，其實利用光電攝影機（或電子目鏡）進行手工導星會更加精確（拜託不要再講什麼短導長，請注意不必用攝野內恆星作為導星一樣會準確追蹤，挑攝野周遭一、二等亮星就可以當作導星，原理如上方圖解），這樣就不會像光電導星那樣過敏亂跑導致減損星等。機材越輕巧越容易準確追蹤，即使是像筆者這種8cm屈赤（就是下圖三十年前的傳統赤道儀），一樣可以拼手工導星沒問題的，這樣輕巧俐落的機材搭配精巧手工，追蹤精度才是最高。

　　萬一在山上遇到電力和機材條件受限，就會要這種省電又很少配線的技術，所以在平地練習一下這種技術是有備無患的。 

焦長（合成焦距）10,000mm以上的追蹤攝影

　　未來的業餘天文攝影不是比口徑，而是比焦長的（合成焦距以公尺為單位），尤其是要發現新天体鐵定要學會極軸管理只許自由追蹤才不會減損星等，筆者先告訴大家這點，因此就先從超越一公尺開始，然後向十公尺以上 邁進。十公尺以上的焦長絕對不是妄言，十五年前北海道的老前輩大高光司就是這樣目視手工導星做底片攝影，在冰天雪地攜上山拍照的，一樣是三腳架赤道儀，所以記得別在人前唱秋說十公尺不可能，免得被發現是外行人，無望擠進世界排名）。

日劇『DOCTORS 2015 SP』
做人家前輩的就算眼睛已經不行了
也要使出技術功力為後進摧毀未來障礙
 

https://www.youtube.com/watch?v=Hdy5kRW-B-0
日劇『彼布利亞古書堂事件手帖』片頭
筆者曾是同業（Yahoo賣書數量第一），很多寫論文的來買書
看到栞子就懷念起那時既要賣書也要做本格推理的舊日時光