PoleAlignMax对极轴教程V10.docx

PoleAlignMax对极轴教程V10.docx

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PoleAlignMax对极轴教程V10

阳台上，看不到北极星，最近试了EQalign软件对极轴，发现有个问题，当大气视宁度变差的时候，星点跳动幅度大，给漂移带了了很大问题。

Goto对极轴，当星点亮度不明显的时候，很难判断是不是目标星。

纯粹的漂移法，不能定量的调整，也不知道极轴的偏差到底有多大。

现在找到了一个软件：

PolaralignMax，看老外的说明效果不错，采用Pinpoint精确定位，比单一星点的判断要好，降低了视宁度的影响；另外它能够精确指示极轴的偏差程度，最后的精度可以达到1个角分以下，高于高桥极轴镜的5角分的精度。

首先给出一个基本的拍摄系统框图：

1）准备工作

软件环境：

1）操作系统：

最好是xp系统；

2）安装ASCOM6.0驱动和赤道仪的驱动（比如Celestron,Meade）;（具体步骤参考stellarium控制赤道仪的方法

3）安装MaximDL;

4）安装PoleAlignMaxV2.0.35.msi，把PAMV2.0.55.zip解压的PoleAlignMax.exe覆盖安装路径原来的文件；

硬件环境：

1）赤道仪支持GOTO，比如EQ3Pro,HEQ5,NEQ6,CG5等;

2）主镜和导星镜装好，导星镜采用QHY5或者其它的CCD，但是要支持长时间曝光，不然星点太少，pinpoint解析会失败；导星镜的光圈尽量大；推荐60220+Q5；

3）笔记本电脑通过串口线已经连接好赤道仪。

4）完成校准，一星校准就够了，最好在导星镜中看到校准星，这样以后会方便些;

5）MDL连接赤道仪

首先赤道仪先开机，设置好经度，纬度，时间信息，并进行校准。

在Observatory的Setup界面中的Telescope框选择Options->Choose:

为了便于多个软件共同控制赤道仪，强烈推荐采用Poth方式连接赤道仪，即在Ascom->PothHub

然后选择Properties:

MotionControls和Autotrack打上对号；

EquatorialSystem选择Local即Jnow坐标系;

Latitude:

当前的经度

Longitude:

当前纬度；

然后再点击Choosescope:

选择合适的赤道仪，然后在点击Properties，设置好经度，纬度等信息。

一路OK，然后点击Observaory的Connect，一起正常的情况下就会出现Poth界面：

6）Stellarium和MaximDL通过ASCOM共享控制赤道仪：

为了便于图像解析，MaximDL需要连赤道仪，但是MDL的图形化做的不好不够直观，因为用Stellarium做为辅助，和MaximDL通过ASCOM共享控制赤道仪，stellarium控制赤道仪的方法见：

Hub

7）MaximDL安装GSC星体库，并设置好Pinpoint，拍摄一张图片，用Pinpoint解析，并同步赤道仪，方便PAM的解析。

参见MaximDL导星技巧，分析图片及构图V1.0.doc.zip

8）设置好Camera1（拍摄）,Camera2（导星，比如QHY5），并连接好;

由于QHY5的刷新速度比较快，调整极轴后很快在画面上看到变化，因此PAM推荐选择GuiderCCD（即Camera2）进行曝光（注意在正式拍摄的时候要修改过来）.

9）粗调极轴：

因为CCD的视野有限，偏差太大不好调整；另外要注意水平调整，这样调整一个方向不会影响另外一个方向。

2）设置Polealignmax

PAM的校准过程是这样的:

先在A位置拍张照片解析，得到图片中心精确位置和方位角，然后向动或西转动一个固定的角度（可以设置），然后在拍张照片解析，得到图片中心精确位置和方位角,然后再向刚才的方向转动同样固定的角度，拍张照片解析，根据这三张照片就可以精确计算出极轴的偏差。

然后PAM会把赤道仪转动到初始位置，用户要手动把一颗亮星放在图像的中心区域，根据偏差会用十字线显示一个位置，调整赤道仪的水平角或者仰角使得亮星移动到十字线，这样就完成对极轴了。

1）为了便于调整，在初始位置最好中心有个亮星，这样以后就不需要手动找亮星了;

2）初始位置最好是天顶附近，这样调整水平角和仰角基本上赤经，赤纬平行，便于调整和估算；

3）注意初始位置和旋转方向要一致，比如初始位置是在天顶的东侧，那么就要向东旋转；防止赤道仪翻转；当然要注意离天顶有一个角度，不然过一段时间就会偏转；如果在西面，就向西旋转；

TelescopeRAslew：

每次旋转的角度，一般取10度，增加这个角度，对极轴精度会提高，注意不能太大，不然第3次曝光的天区靠近地平线，精度就会收到影响；

Explosure:

曝光时间默认5秒，对于Q5+60220来说，增益取70%，星点很多了，pinpoint解析没有问题。

点击Telescope，选择Ascom->Poth连接望远镜。

点击PlateSovle页面：

水平分辨率和竖直分辨率，可以曝光一张后，用pinpoint分析，把这个值填进去；

Catalog选择:

GSC-1.1并设置好GSC1.1的位置，参见MaximDL导星技巧，分析图片及构图V1.0.doc.zip

然后点击setup：

按照上图设置，经纬度要精确，Delayafterslew和Post-expdelay取长些，因为赤道仪goto到指定位置会有一段稳定时间。

3）启动Polealignmax

在启动PAM之前，一定要用MaximDL曝光一张图片，pinpoint解析并同步：

点击RUN，PAM自动运行;

最后出现一个极轴误差图：

注意：

ElevationError和AzimuthError不能太小（一般大于10个角分），否则在后面的调整的时候，精度太低（比较奇怪吧），因为后面要估算调整极轴每个角分对应星点在图像上移动的距离。

如果Error太小，就旋动对应的调整螺丝1圈或者2圈。

3）计算极轴误差

由于PAM采用J2000进行修正，这样和实际的北极差了大概4角分。

为了解决这个问题，老外做了一个转换表格，需要认真填写：

依次是纬度Latitude（北是正）,经度Longitude（东是正）,时区，中国是东8时区（东是正）。

接着要推导出NCPJNOW在J2000中的坐标，这个坐标变化比较缓慢，通常半年更新一次：

打开这个网页，

http:

//fuse.pha.jhu.edu/support/tools/precess.html

把表格中如下的数据原封不动的拷贝到上面网页的输入参数：

点击Precesscoordinates，就会得出NCP在J2000的坐标；

或者使用SKY6，添加自定义数据：

注意右边的坐标是

点击Precess左面填写InitialApoch,不加前面的“J”

点击OK,

可以看出这两种方法最后的计算结果是一样的。

填入到表格中：

点击下面的Update按钮，就得到了现在的NCP（JNOW）在NCP（J2000）的水平角度和仰角。

我们现在的目的就是使得PAM的水平角AzimuthError,ElevationError和上面的（JNOW）NCP的Altitude和Azimuth一致。

把上面的数值，填到MyValues，就会得到极轴误差，TotalError，调整的最终目的是TotalError最小，一般要在1角分以下。

4）调整极轴

I.水平方向

Pixel/Min：

是每个角秒对应调整的像素数，这个值在一定的时间内是常数，需要手动计算。

计算之前，先点Next，计算水平角的误差：

由于初始的时候，已经选择了一颗亮星到中心，在PAM计算误差之后会回到初始位置，亮星基本上还在中心，这时在MaximDL的中心出现了一个方框，选择100%的视图比例，就会看得很明显，使亮星在方框里面即可，如果有些偏差，用手柄微调下。

点击Next，就会在屏幕中出现一个十字线，需要调整赤道仪水平角，将星点放到十字位置（就是水平方向NCP（J2000）），但是这里有个问题，PAM采用的是J2000坐标，需要修正。

先看PAMJ2000的修正比例，查看日志，

可以看到Y轴的修正量比较大，因此可以做为修正基准，

在表格中水平角的Pixel/Min填入=（695-538）/19.39（J2000坐标下的水平偏差）

在NCPPixel（JNOW）的水平方向会得到一个数值，-29.8。

负数标明真正极轴的方向和目标星点在NCP（J2000）两边，因此，选择Information窗口，Mode改为Area，DisplayinArcsec不选中，在十字线和星点另外一个方向，用鼠标拖动选择一个30*30像素的区域。

现在只要调整水平方向，把星点调整到方框的顶点，为了保险，稍微留一点。

II.仰角

然后调节仰角，按PAM的Next，就会出现下面的界面：

同样的，用手柄把亮星放到MaximDL的CCDImage的中心方框内，这个时候不能用MaximDL的Pinpoint解析来同步，因为这个时候是连续曝光，解析会有问题，这个时候可以用stellarium，找到亮星的，用Ctrl+3同步，这个步骤主要是为了PAM能够正确解析。

点击Next,

这时在屏幕的中心就会出现一个十字线，

同样的查看日志，

可以看出X轴的调整范围比较大，因为可以做为修正基准，和上面类似在Pixel/min中手动计算调整比例：

可以看出NCPPixel是-20.1像素，说明NCP（Jnow）和星点在十字线的两边，同样的，用鼠标选择一个20*20的区域放到十字线另外一面：

然后调整赤道仪的仰角，使得星点移动到目标点（方框的红点处），可以幅度稍微小一些：

III.测试

再用PAM测试以下极轴精度，记住在PAM运行之前，一定要要用MaximDL拍一张照片，用Pinpoint解析并同步赤道仪，否则误差会很大。

运行好PAM之后，精度如下：

把上面的数值填到表格中，就得到了修正后的精度是1.38角分：

而调整之前的精度是45.45角分：

可以看出，如果计算和操作准确，只需要调整一次就可以达到很高的极轴精度。

如果比较熟练，整个操作过程可以在20分钟内搞定。

当然如果需要更高的精度则可以继续运行PAM，但记住Pixel/min不要变化，否则会影响精度，调整幅度尽量小些

经过实践，最后的精度可以达到0.2角秒以下：