信达赤道仪&相机漂移极轴方法
(整理:冷眼看海 2019.03.20 For 凤凰老哥)
1. 本文适用范围
摄影党、部分顶级目视党
赤道仪
EQ3D/EQ3W电跟装置
EQ3Pro、HEQ5-Pro、NEQ6-Pro、HEQ6-R、EQ8等自带GOTO和电跟装置的赤道仪
AZ-EQ5、AZ-EQ6赤道/经纬仪
相机
支持B门线控制、并能与主镜合焦的任意单反、微单
支持电脑控制的CCD或CMOS天文摄像头
2. 漂移法的特点
想必大家都知道,我们的地球自古以来都是自西向东以恒定速度在自转(大佬们请勿喷岁差问题),因此天球中的所有天体才有了东升西落的轨迹,我们在夜间看到星星在天球上位置的变化,就是这个轨迹的表现。地球自转轴贯穿南极点和北极点,因此叫极轴。
对漂移法来说,它完全不会发生位置改变,即便是勾陈一(目前的北极星)在1000年后不再是北极星,漂移法会依然非常有效,因为漂移法与北极星无关,目前我们能大可放心的,把极轴当作绝对参考系来对待。
漂移法可与北极星无关,因此我们对准极轴时可以完全忽略北极星,笔者就是南天北墙的受害者,照样能用漂移法精对极轴,所以非朝北阳台的同好们,漂移法将会成为你们对准极轴的最佳方案。
3. 精对极轴的意义
对极轴有粗对和精对之分,粗对的极轴后直接进行拍摄往往是不靠谱的,至少对绝大部分人来说是这样的,信达赤道仪的机械误差还是比较明显的,可以解读为,极轴镜圆心与赤经轴圆心并不是完全同轴的,由于赤经轴承的细微的间隙导致出现了机械误差,这样一来无论北极星在机轴镜中的旋转轨迹多么精准,也是无效的精确对准。然而笔者发现,极轴镜(非电极)的旋转测量法居然是比较普遍的方案,大部分新手粗对极轴以后就直接开始子,最终得到了非常漂亮的半星轨摄影照片,然后一脸懵逼的对自己说:这不是我想要的结果。:D
大佬们的做法却不一样,他们要么使用电子机轴镜(笔者穷,买不起,也不是大佬,就没用过)。要么先用极轴镜旋转测量法对着北极星粗对,再漂移法精对极轴,很轻松的就能得到高质量的摄影原片(仅对片子不拉线而言)。
通过漂移法精对极轴后,无论是对盲跟(不导星,纯电跟),还是对导星跟踪,帮助是巨大的。精确的极轴能向盲跟中的赤道仪提供高达3-5分钟的无偏差跟踪,而对导星跟踪来说,精确的极轴能提供足足一夜的无偏差跟踪,如果在极地的极夜区域,无偏差跟踪可以是数个月。这就是精对极轴的意义所在。
4. 漂移对极轴的操作方法
特别说明
本文没有阐述赤道仪平衡的方法,以下操作的前提是赤道仪平衡你已经做过了。
第1步 安装相机、主镜、赤道仪安装、合焦
按照惯例,相机吊到主镜上,主镜躺在赤道仪上,赤道仪跪在脚架上,脚架站在地上,这个基本操作不用多说的吧,如果不会,请把你的器材出掉,定价50元包邮,咸鱼欢迎你。
相机与主镜精确合焦,建议使用鱼骨板完成,合焦方法本文不做描述,以下的漂移过程是需要精准的焦点来辅助的。
第2步 赤道仪北腿调正和调平
将赤道仪脚架北腿指向正北,可以借助指南针、手机指南针或凭人为方向感来完成,安装赤道仪到脚架(合焦的时候可能就已经做过了),并调节脚架各方位高低,将赤道仪水平泡调到中心位置(传说中的水平)。
如果有条件可以看到北极星,可以预先调整赤道仪水平螺丝(北腿上方的两个对向手拧螺丝),把北极星放入极轴镜或极轴镜筒任意位置,北极星能居中更好,可以为之后的操作节约部分时间。
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第3步 赤道仪纬度设置
这里不多做解释,直接把赤道仪仰俯角调成你的地理纬度,比如重庆是北纬29.5度左右,则将赤道仪仰角调到29-30之间,看着纬度刻度操作就对了,北极极地用户可以直接把器材送我,你养熊才是王道,天文不适合你。:D
第4步 赤经复位
松开赤经锁(RA),将赤道仪赤纬旋转到0刻度,这个不一定是完全正确的,因为大部分人入手赤道仪以来根本就没校准过,延长杆已经垂直于地面了,此时RA刻度仍然是0-180的随机数,因为他们手里有GOTO系统,所以无所谓。对于校准过RA刻度的同好来说,直接旋转赤经轴到刻度0的位置就行了,对于没有校准过刻度的同好来说,你们只需要拨动RA轴,延长杆垂直于地面就OK了(不要跟我说你是在上下坡的位置展开赤道仪的,自己地球重力的方向)。调整完成以后,锁紧赤经锁。
第5步 赤纬复位
松开赤纬锁(DEC),将赤道仪赤纬旋转到0刻度,这个也不一定是完全正确的,原因通赤经复位的道理一样,反正最终你的主镜物镜端指着正北就对了。完成以后,锁紧赤纬锁。
第6步 仰俯角漂移校准
通过手动或者借助GOTO系统,将主镜指向正东或者正西的大致位置,容许角度有20度左右的误差,也就是将DEC调整到80°至100°,或者-80°到-100°位置。不过能90°就90°把,越靠近90°角度越准确。此时处于0°的赤经轴可能有点低,可以根据环境适当上仰,以抬高主镜的仰角,原则上不要超过30°,笔者在阳台上折腾时,视野被其他楼宇挡住了,一般会抬高12°左右。记住,抬高的度数越低,漂移越准确。
漂移的过程需要相机快门和赤经电动跟踪配合完成。如果你采用SynScan手柄控制,请直接按“2”键,将跟踪速率调到2X;如果你用单电跟或者双电跟,请拨动速率开关到2X位置,注意南半球和北半球模式哦,N档为北半球模式;如果你用EQMOD控制赤道仪的话,就要注意了,请参考下图:
将相机B门设置到60秒快门速度,ISO或增益请根据光害情况自行设定,笔者一般设定为100或200,能看得清星轨就行。
接下来我们开始漂移,快门共曝光60秒,当快门执行到25秒的时候(也就是快门倒计时的第35秒),开始控制赤道仪赤经轴向西跟踪,SynScan或电跟手柄都是通过长按左方向键(键)来完成的,注意别把手柄拿反了;如果是EQMOD控制的话,直接点击界面上的“W”键,以上操作都要35秒全程按着按钮不放哦。
待60秒快门释放后,释放赤道仪跟踪按钮。之后通过相机屏幕或者电脑屏上的成像照片按原尺寸查看,你会发现成锐角状的星轨,请参考下一步。
注意:漂移区域尽量避开2等以上的亮星,不然星轨会比较粗,后面会影响调整精度,星轨越细越好,暗星的星轨会比较细,前提照片上看得到就行。
总结:60秒快门开始 > 25秒时开启2X向西跟踪 > 快门自动释放 > 停止跟踪
第7步 检查照片和赤道仪仰角调整
打开照片你会发现有一些像上图中的白线样式,它们都是漂移星轨,正是我们需要的参考线,如果你的主镜起初是以东为目标方位,请参考图中的上半部分;向西则参考下半部分。相片中的锐角的指向方向与本文图中的很可能不一样,不用担心,这是正常的,因为锐角方向取决于你相机与主镜的的相对旋转角度。
不管参考方向是东还是西,星轨长边是启动跟踪时的35秒产生的,短边是未启动跟踪的25秒产生的,不过这个不重要。重要的是,在精准的仰角下,星轨的长边短边会是重叠的,呈一根直线,如果存在锐角,那么赤道仪的当前仰角就是不准确,需要进行调整。
请参照图中的描述,将图中对应的位置的星轨与照片进行对比,来判定仰角是否需要调整。此处再重述一下上图中文字的意思:
东:你起初是对着东边漂移的,则参考图中的上半部分。
西:你起初是对着西边漂移的,则参考图中的下半部分。
抬高:说明你的赤道仪当前仰角低了,需要手动调节螺丝来抬高仰角。
降低:说明你的赤道仪当前仰角高了,需要手动调节螺丝来降低仰角。
实际操作中,一次仰角调整肯定是不够的,熟手一般需要2-3次才能精准仰角。新手则会反复操作若干次,笔者第一次做仰角调整时,耗费了20分钟,大概反复了15次才行,经过10多个阳台出摊夜的练习,现在只需要2次,偶尔会出现3次反复。其实仰角的调整范围很小,是比较容易准位置的。
第8步 水平角漂移校准
通过手动或者借助GOTO系统,将主镜指向中天位置(RA=0°;DEC=0°),在这个区域,不管有没有亮星都可以直接开始漂移。漂移的操作方法与本文上一节的仰角漂移法是完全一致的。全程快门60秒,前25秒关闭跟踪,后35秒开启2X跟踪。完事后检查照片并调整赤道仪。
第9步 检查水平角漂移照片
与仰角漂移类似,水平漂移后的照片,也会得到如上图中的白星轨线。照片中如果存在锐角,则说明赤道仪水平角指向不对,在精准的水平角下拍出的星轨会是一根直线,出现锐角的情况下,可参照上图的指示来调整赤道仪水平角。