Phd2 guiding инструкция на русском

Andrey Fedoroff:

У любого современного фотографического телескопа есть система часового ведения, компенсирующая смазывание звезд, возникающий в результате вращения Земли. Но порой её недостаточно и приходится применять так называемое гидирование, одним из вариантов которого является автоматическое гидирование или, сокращенно, автогид. Итак, автогид — это система устройств и программ, позволяющая телескопу автоматически сопровождать объект, улучшая качество часового ведения.

Дело в том, что чувствительности приборов часто не хватает, и чтобы обеспечивать достаточную проработку кадра, приходится следить за объектом длительное время. А бывает так, что проработка хорошая, но научная задача требует наблюдения за поведением объекта всю ночь. Например, автогид крайне полезен при поиске неизвестных переменных звезд или открытии новых астероидов. Часто любители астрономии, стремясь избавиться от искусственной засветки, устанавливают перед приёмником узкополосные светофильтры, пропускающие только «полезное» излучение туманности, но расплачиваясь за это длинными выдержками одиночных кадров.

За время таких экспозиций неизбежно накапливаются ошибки часового сопровождения телескопа, вызванные недостатками механики, вибрациями, ветром, рефракцией.

За всю историю астрономической фотографии систем гидирования было придумано великое множество. Например, знаменитый астроном Весто Слайфер, первым получивший в начале XXго века спектры «спиральных туманностей», использовал в качестве автогида… себя. У этого типичного для своего времени 400мм телескопа не было даже часового ведения, поэтому великий наблюдатель руками наводил инструмент на цель, вставлял фотопластинку, открывал затвор и начинал следить глазом за выбранной заранее звездой через небольшой рефрактор-гид, вращая специальное колесо, чтобы удерживать её в перекрестье. И так продолжалось часами и ночами, зимой и летом! Безумный труд!

В советское время были распространены похожие системы, только уже активно применялось часовое ведение, и у наблюдателя, отслеживающего звезду, в руках находился пульт управления, позволяющий нажатием кнопки изменять скорость вращения двигателей и тем самым держать звезду в пределах допустимой области.

Это заметно облегчило труд астронома, но лишь в 80-90е годы распространились электронные системы с обратной связью, сначала на базе фотоумножителей, а затем и с ПЗС-матрицами. Такие устройства позволили совершить прорыв, ведь теперь положение звезды, а значит и качество изображения перестало зависеть от психофизиологического состояния человека — гидирование впервые стало полностью автоматическим!

В 2000е годы происходит еще один рывок в технологиях: на смену медленным, но точным CCD-камерам приходят быстрые, хотя и более шумные, CMOS-детекторы. Их главное отличие в том, что считывающая сигнал из пикселей электроника теперь не одна на всю камеру, а своя у каждого пикселя. Значит некогда узкое бутылочное горлышко стало больше похожим на решето, обеспечивая высокую пропускную способность. Почти сразу после выхода на рынок CMOS-камеры заменили CCD везде, где требуется быстродействие: самые разнообразные системы видеонаблюдения, бытовые фотоаппараты, планетные астрономические камеры и конечно же в системах автоматического гидирования.

Общая схема автогида следующая: параллельно основной трубе телескопа устанавливается вспомогательный телескоп, фокусирующий изображение близкой к снимаемому объекту звезды на небольшую CMOS-камеру. Камера передает изображение звезды в компьютер, где программа оценивает положение звезды на кадре и при обнаружении дрейфа отправляет корректирующие команды на двигатели монтировки.

Некоторое время я гидировал в Максимке, потом перешел на PHD Guiding 2 (в народе ПХД) и уверенно советую именно её, хотя есть еще многочисленные Прогайдеры и т. п.  PHd2 — надежный и бесплатный софт, поддерживающий абсолютное большинство современных камер и монтировок, регулярно обновляющийся и практически лишенный глюков.

Перед любыми попытками гидирования — хоть вручную, хоть автоматически, обязательно убедитесь в том, что полярная ось вашей монтировки выставлена с максимальной доступной точностью. Конечно, не нужно ловить блох секундного уровня, тратя драгоценное наблюдательное время, но и направлять полярку на юг тоже не советую Подключите монтировку и все камеры к компьютеру, установите драйвера. Советую подробнее почитать про драйвера и подключение оборудования.

Первый запуск свежеустановленной PHD2 вызовет окошко «советчика», который поможет создать профиль, подключить устройства и выполнить первоначальные настройки. Если Вы эти операции проделали, то попадете в главное окно программы. Оно будет сразу открываться при всех последующих запусках PHD2.

В главном окне сразу жмем в левом нижнем углу на значок «подключить оборудование» в виде штекера. Появившееся окно мягко намекает, что там, где написано «Камера», нужно выбрать из списка оборудования камеру, где начертано «Монтировка» — именно монтировку. Наоборот у вас скорее всего не получится Затем жмем «Подключить всё» и если драйвера устройств в вашей системе в порядке и подано питание, то вы увидите внизу сообщения о подключении и нажатием кнопки «закрыть» перейдете в главное меню. Полезный совет — если настройки оборудования выполнены правильно, то клик по кнопке «подключить оборудование» с зажатым шифтом сразу выполнит подключение.

Теперь правее выбираем кнопку в виде «мозга», она же Advanced settings. Во вкладке «Общие» ничего интересного нет. Там, где «Камера», убедитесь в соответствии заданного размера пикселя документации вашей камеры и поставьте режим «засветка через профиль звезды», он точнее. Самое интересное спрятано там, где «Гидирование» и, в частности, «Дополнительные». Здесь кроме размера пикселя стоит максимально точно указать фокусное расстояние вашего гидирующего телескопа. Если телескоп уже смотрит в небо, проверьте, что его склонение совпадает со значением в поле «Калибровка по склонению, градусы». «Шаги калибровки» и «Калибровочное расстояние» можно оставить с заданными по умолчанию значениями, их изменение помогает редко. А вот «Скорость гидирования от звездной» на результат может повлиять. В большинстве случаев она равна 0,1 — 0,5 от звездной. Далее убедитесь, что верно вычислился масштаб изображения. Он зависит всего от двух параметров — размера пикселя приёмника и фокусного расстояния телескопа. Моя статья позволяет уточнить его значение для своего телескопа.

Порядок, жмем дважды «принять», возвращаемся в главное окно, кликаем «Начать серийную съемку», наводим из своего планетария (пульта управления и т.д.) телескоп на цель и наблюдаем за появлением звезд в главном окне PHD2. Синий ползунок внизу помогает отрегулировать яркость изображения на свой вкус — не стесняйтесь, сделайте так, чтобы вам было хорошо видно звезды. Чуть левее можно экспериментально подобрать «Длительность экспозиции камеры». Я советую 1-2 сек, тогда уже не мешает турбулеж, но еще сохраняется быстродействие.

Где-то на данном этапе программа может сообщить о необходимости съемки темновых кадров для успешной работы. Соглашайтесь и в меню «Темновые кадры» жмите «Библиотека темновых кадров», накрывайте объектив крышечкой в темном месте и получите хотя бы 15-20 темновых кадров для вашего предполагаемого диапазона выдержек.

Настройки завершены, пора и погидировать! При нажатии «Auto-select star» система автоматом подберет звездочку, заключив её в зеленый квадратик, и начнет… нет, не гидирование, а калибровку. Помните, в мозге вы посещали раздел «Дополнительные», вот там были указаны значения шагов для калибровки, которые система сейчас и выполнит. Только телескоп не трогайте:) Понаблюдайте за движением звездочки, сейчас она медленно уползет в одну сторону, потом вернется и поедет под 90 градусов, нарисовав характерную букву «L». Кстати, загляните в меню «Вид» -> «Показать звездный профиль», теперь видно будет гораздо лучше.

Калибровка завершится через пару минут и автоматически начнется гидирование. Процесс будет выглядеть как прорисовывание двух ломаных линий синего и красного цвета. В окошке «история» указано, что они означают. Там же можно сделать отображение графика посимпатичнее настройками икса и игрека.

Гидирование высококлассной, хорошо сбалансированной монтировки будет идти со средним разбросом не более 0,5″. Монтировки попроще, либо работающие в посредственных атмосферных условиях, покажут 1-1,5″. В случае болтанок по синей оси на уровне 3-5″ и более стоит обратить внимание на механику монтировки, возможно, она нуждается в переборке с заменой смазки или хотя бы в более тщательной балансировке.

Болтанка по синей оси (альфа) отлично покажет балансировку и механику в целом, а также состояние атмосферы. Болтанка по красной (дельта) зависит в основном от выставления полярки, хотя балансировка и здесь играет роль. Рекомендуется допускать легкий дисбаланс (перевес) по оси альфа на восток, так червяк будет лучше прижиматься к червячному колесу оси альфа.

Вообще не заморачивайтесь сильно с абсолютной величиной разброса. Если она укладывается в угловое разрешение на снимке и визуально не видно потянутости звезд на одиночных кадрах требуемой вам выдержки, значит, все отлично. Если гидежа вообще нет, а графики осей сразу уходят «вникуда», проверьте возможные зацепления кабелей, балансировку, крепеж гида, люфты, установку полярки, перекалибруйтесь и попробуйте снова.

Иногда возникает задача сопровождения объектов со скоростью, отличной от часовой. Например, в случае съемки комет или ловли астероидов. Для этого идём в «Инструменты» -> «Отслеживание комет» и задаем там необходимую скорость. Для этого на сайте центра малых планет идем на страничку «Minor Planet & Comet Ephemeris Service», задаем там название объекта, который требуется сопровождать, свое местоположение (координаты либо код обсерватории) и в строке «Display motions as: » указать «/sec». Жмем «Get ephemerides» и в ответ получаем эфемериды со скоростью движения объекта на данный момент, которую требуется внести в окошко «Отслеживание комет».

Алексей Иванов из Симферополя сделал для Астротуриста подробное описание процесса: отслеживание комет.

Ясного неба!!!

Полезные ссылки:

Работа с портом автогида монтировки Sky Watcher Star Adventurer

Автогидирование с монтировкой AZ EQ6 GT

Выставление полярной оси монтировки

Защищенный переходник EQMod

Астропрограмма MaxlM DL

Центр малых планет

***

Астробиблиотека

Ваш Назаров Сергей

2021

By far the most frequently asked question I hear from beginners is “How the hell do I polar align my telescope?”.  Even at star parties, experienced users can be thrown off by a new location and suddenly need to relearn the art of accurate polar alignment.

Because I’m Australian, the methods described here are particularly sympathetic to those of us who can’t see, or don’t have a pole star like Polaris. We do, however, have everything else worth looking at in the night sky! (Feel the burn, northern hemisphere!)

This process is typically done with a guide scope and guide camera as pictured, but if you don’t have a guide scope you can do this with the main scope and a guide camera, as long as PHD2 supports the camera.

Preparation

You will need the following things:

• A telescope and guide camera (usually a CMOS camera) that connects to the guide port on the mount
• A laptop or computer with PHD2 installed from openphdguiding.org
• A spirit level
• A vague idea of where the south or north celestial pole is in the sky — a compass, smartphone compass, or planetarium will help you
• An equatorial mount
• Your exact latitude and longitude GPS coordinates, and date and time
• The “setting circles” on your mount set to 0 when in the parked/home position

Step 1 – Rough it in

Plonk your mount tripod so that the scope would be pointing as close to south as you can guess. You could use a compass, BUT magnetic north/south is not actually the true north/south we want. We want to align the pole that the earth is actually spinning around. The compass is a lie!

Here’s my trick. Use a smartphone planetarium app and look up and find a constellation or star near the pole. Or if you are setting up during the day, hold the app (I use SkyGuide) up to the sky and put it in fast forward. Boom – you can see the celestial pole because the stars are spinning around it! Point your tripod in that direction.

Don’t worry about being super accurate, just make sure the tripod is level for the mount. If you really screw it up too far from the pole and all your heavy gear is setup later, there’s no shame in putting your back into it and pretending to be Mr. Universe to lift and rotate everything a little bit. We’ve all been there. It works and is easier than stripping it all down to start again!

Step 2 – Start your engines

Set up the rest of your mount, telescope, and guide scope. Enter any calibration info your particular mount wants (date, time, GPS, etc.) and adjust the “ALTITUDE” axis (or as I like to call it, the uppy-downy one, as it makes your telescope go up or down) on the mount to match your latitude. E.g. – if your latitude starts with 28 or -28, the ALTITUDE on your mount needs to be angled at 28 degrees.

Once you’re set up and ready, do a star alignment as normal for your brand so the mount has some idea of where it is and starts tracking the approximate motion of the sky relative to earth (this is called sidereal motion).

Step 3 – Drift 1 at the celestial equator and the meridian

The celestial equator is 90 degrees away from the pole, so finding it is actually pretty easy. We are going to point the scope to where the celestial equator and the meridian meet.

Don’t worry if you don’t know what these mean exactly, just follow these next two quick steps and you’ll be in the right area.

Your scope is now angled at a point in the sky 90 degrees away from the celestial pole (not a 90 degree angle to the ground… unless you actually live ON the equator, then it would be!) and along the north-south meridian line.

Now fire up PHD2, connect your guide cam, find a star and tell it to guide. It will calibrate itself and start guiding, poorly. Stop guiding and go to TOOLS -> DRIFT ALIGN. There are two screens in here for the two drift aligns we will do – ALTITUDE and AZIMUTH. We are adjusting the lefty-righty one first so we want to be in “AZIMUTH ADJUSTMENT”.

Here’s the crux of this whole process. Pick a star and hit drift and wait a few moments. Click “trendlines” on the guiding graph if it isn’t already ticked. You’ll see the RED line drifting UP or DOWN instead of staying flat. Give it 10-30 seconds at least. Remember which direction it’s going, then hit the ADJUST button.

Now fiddle with your AZIMUTH adjustment bolts on the mount (see picture below). Try, say, adding half a degree. Then hit DRIFT again.

Did the RED line get closer to being flat? Or did it get worse? If it got worse, just click ADJUST and adjust the AZIMUTH angle on your mount in the other direction. If it helps, use the “Notes” section to write down your last steps, e.g. “red drifting up, turning left DEC screw…” or whatever you like. Repeat this process. DRIFT, ADJUST, DRIFT, ADJUST. You’ll soon get the RED line pretty flat. The magenta coloured circle around the star will get smaller and smaller with each adjustment. When it’s nice and small around the star – congratulations – one axis is aligned!

Step 4 – Drift 2 in the west. Or east. Doesn’t matter.

Point your telescope at a star or region of the sky roughly due east or west. Either is fine. Use your planetarium app on your smartphone to find something along the east or west lines of the sky and manually point to it. Ideally it should be low to the horizon if possible. Your guide camera will be able to see stars you can’t, just make sure you are generally pointing as west/east and as low as you can.

Head back to PHD2’s drift align tool and click on the ALTITUDE button, pick a star and hit DRIFT. Note the direction of the RED line and wait a few moments, then click ADJUST and this time, fiddle with the ALTITUDE (uppy-downy) adjustment bolts on your mount. Shift slightly in one direction, then click DRIFT again.

Keep repeating this (DRIFT, ADJUST) until you get that RED line as flat as possible and the POLAR ALIGNMENT number as low as possible. Don’t despair if you can’t get the error to zero, because you won’t be able to.  Some of that error is just the starlight twinkling and bouncing in the atmosphere and you won’t be able to adjust it out. Just get it as low as you can.

Congratulations, you are aligned!      

At this point it’s best to do another star (or multi-star) alignment so the mount knows where it is again. Once that’s done you should be getting better GOTO slews, very little drift of your targets, and great guiding in PHD2 the next time you use it. If you did very well, you’ll even be able to do short unguided exposures.

There are lots of different techniques and tools for polar alignment, but any drift-based method uses some version of these steps.

If you have any tips and tricks for polar alignment, leave them in the comments below!

Thanks also to core PHD2 developers Bruce Waddington and Andy Galasso for their input and feedback on this tutorial. You’ll find Andy’s more thorough outline of PHD2 drift alignment here.

Dylan O’Donnell is an amateur astronomer and astrophotographer from Australia. He is listed in the credits for the open source project PHD2 for help redesigning UI elements, the PHD2 logo and the openphdguiding.org website.

BONUS TIPS

If you are at home, mark the ground where the tripod legs are. This will save you time when you rough it in next time.

If the mount isn’t changing locations, you shouldn’t need to do the east/west horizon / ALTITUDE drift alignment for a while. Just do the AZIMUTH / celestial equator drift alignment and you should be good to go.

If the weather is good, you can leave your gear set up for the next night, or take the telescope itself inside as long as the mount doesn’t move. Then you won’t need to do any alignment tomorrow, just switch on and start framing, guiding, and imaging.