Моделирование и оптимизация оптико-электронных приборов с фотоприемными матрицами (1095912), страница 19

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 19)

Удостовериться, что звезда, по крайней мере, на 20° вышегоризонта, чтобы избежать чрезмерного преломления.10. Запустить устройство сопровождения в режиме слежения инаблюдать северный/южный дрейф, как и прежде. Обратить внимание нанаправление и скорость перемещения.11.Прекратитьсопровождениеипереключитьсяврежимфокусирования; снова использовать непрерывные, короткие биннингованныеэкспозиции. Регулировать монтировку в подъеме, наблюдая за тем,насколько переместится звезда при перемещении монтировки.12.

Если звезда дрейфует на север, то переместить часовую ось вниз.Если звезда дрейфует на юг, то переместить часовую ось вверх.13. Выбрать новую звезду, используя средство медленного управлениядвижением телескопа, и повторять шаги 10...12, пока дрейф не уменьшится.14. Вернуться к шагу 4 и начать снова, пока дрейф не уменьшится вобоих положениях.

Не забыть включить устройство автосопровожденияпосле окончания настройки.Формирование полярных изображений.Используя программу планетария, создать карту области вокругполюса (северного или южного). Убедиться в том, что положение полюсаотмечено на карте. Выполнить грубую регулировку оси, а затем сделатьснимок полюса ПЗС-камерой с экспозицией 60 с. В середине экспозицииповернуть телескоп вокруг часовой оси, насколько это будет возможно.Переместить его достаточно быстро, чтобы закончить дугу за 30 с.

Будетсоздано изображение с ясно видимыми звездами и набор почти круговых дугс центром на положении полюса телескопа. Теперь можно легко увидетьразличие в положении между часовой осью телескопа и правильнымместоположением полюса. Фактически можно измерить это расстояние,используя информационное окно, и получить точный результат. Следуетподправить монтировку на это расстояние, для чего нужно установитьбыстрый биннинговый режим экспозиции и наблюдать движение звезд послерегулировки. После одной или двух итераций можно добиться чрезвычайноточной регулировки полярной оси.Фокусировка.Фокусировка может быть затруднена, потому что нельзя "посмотретьсквозь" ПЗС-камеру.

Вместо этого приходится рассматривать изображениена компьютерном экране. Хотя некоторые ПЗС-камеры способны обновлятьэкран много раз в секунду, но это скорее исключение, чем правило. Принизких уровнях освещенности требуемая бдительность экспозиции частовелика. Даже если наблюдается яркая цель, для снижения уровня шумовиспользуется медленно действующая схема оцифровки; в других случаяхвремя скачивания большого объема данных в компьютер требует многовремени.Когда экран обновляется только несколько раз в минуту, становитсятрудно подобрать способ фокусировки.

Можно предложить два способаувеличения скорости обновления. Первый - биннинг. Он хорош для грубойфокусировки, но потеря разрешения затрудняет точную фокусировку. Второйспособ - формирование подкадра. Он требует, чтобы пользователь выбралмаленькую область матрицы и считывал только ее. Это ускоряет скоростьпередачи данных в компьютер, но уменьшает область обзора.

Несмотря нанедостатки, указанные способы существенны для эффективной фокусировки.Чтобы ускорить процесс фокусировки, полезно, чтобы фокус былправильным до начала процесса. Полезен окуляр для фокусировки с ПЗСкамерой. Сначала следует тщательно сфокусировать камеру, используястандартные средства. Затем, не изменяя установку фокуса на телескопе,удалить камеру и заменить ее окуляром. В зависимости от типа окуляраможет понадобиться переходное кольцо. Не изменяя установку фокуса,поворачивать окуляр до тех пор, пока не установится фокус. После этогопометить точку лучшего фокyса на барабане окуляра.

Лучше всегоиспользовать маленькое металлическое кольцо с защелками, которое можетбыть застопорено в нужном месте. Следующий раз, когда понадобитсяфокусировать, сначала использовать этот специальный окуляр и визуальнонастроить фокус. После этого понадобится только маленькая подгонка.Ручная фокусировка утомительна и отнимает много времени присъемке ПЗС-камерой. Современные способы автофокусировки намноголучше и надежнее, чем ручная фокусировка.Наведение.Наведение ПЗС-камеры может быть затруднено, поскольку нетсредства для наблюдения "сквозь" камеру.

Таблица фокусировки можетоказаться полезным инструментом для наведения. Как только камерасфокусирована, установить таблицу фокусировки так, чтобы снять оченькороткое по длительности биннингованное изображение. После этого можнобыстро переключаться назад и вперед между таблицей фокусировки итаблицей экспонирования, которая обычно настроена на съемку с длительнойэкспозицией и высоким разрешением. Хотя кадр фокусировки снят с оченькороткой экспозицией, использование биннинга повышает отношениесигнал/шум и делает возможным видеть слабо светящиеся объекты. Этопозволяет легко сделать быстрый снимок для использования при наведении.Автосопровождение.При съемке с длительными экспозициями на астрономическихтелескопах требуется сопровождение, чтобы компенсировать влияниевращенияЗемли.Типовыемонтировкиастрономическихтелескоповнедостаточно точны для съемки при длитeльных экспозициях без какоголибо сопровождения.Ошибки сопровождения обычно пренебрежимо малы для изображениймалой протяженности (от 15 до 90 с в зависимости от монтировки), поэтомудля них не требуется сопровождение.

Протяженный объект можно снимать внесколько приемов, фотографируя небольшие части изображения с короткойэкспозицией, а позднее фрагменты объединить вместе. Однако во многихcлyчaях одна длительная экспозиция гораздо предпочтительнее из-заустранения дополнительного шума считывания и остаточного смаза,вызванного перестраиванием изображений.Хотя телескопами можно управлять вручную, много наблюдателейиспользуют средства автосопровождения для ПЗС-камер. В некоторыхслучаяхэтисредстваявляютсяавтономнымиприборами,которыеприсоединяют непосредственно к телескопу.

Некоторые приборы могут илидолжны управляться программно.Фокусировка не так критична для автосопровождения, как дляформирования изображений. Тем не менее плохая фокусировка можетпривести к потере чувствительности.Калибровка автогида.Поместить яркую звезду в поле зрения камеры автогида ближе кцентру. Выбрать экспозицию, используя таблицу гида в режиме выбораэкспозиции; звезда гидирования будет выбрана автоматически или можновыбрать ее щелчком мыши. Сделать серию из пяти полнокадровыхэкспозиций, перемещая монтировку после каждой экспозиции. Это позволитопределить, как быстро монтировка перемещается в каждом направлении.Движениемеждупоследовательнымиэкспозициямипроисходитвнаправлениях +x, -x, +y, -y.

Звезда должна перемещаться, по крайней мере,на пять пикселов между каждой экспозицией для точного измерения, нолучше больше.Может произойти сбой в калибровке, если в кадре появится другaязвезда. Чтобы минимизировать этот риск, всегда используется звезда сяркостью, наиболее подобной той яркости, которая измерена в первомизобрaжении. Если звезда не перемещается достаточно далеко илиперемещается слишком далеко (т.е. выходит за пределы поля зрения),длительность команд калибровочных движений нужно отрегулировать.

Болеепродолжительное время калибровки увеличит продвижение звезды, менеепродолжительное - уменьшит. Типичные значения находятся в пределах от 5до 10 с. Это зависит от скорости корректировки, фокусного расстояния иразмера ячейки.Калибровка может оказаться неточной, например из-за значительногомертвого хода. Нужно экспериментировать, чтобы определить наилучшиеустановки для конкретного телескопа.

Обычно значение скорости движениязвезды для каждой оси устанавливается одинаковым. Кнопки скорости поосям x и y позволяют вводить значения кажущейся скорости движениязвезды в процессе корректировки гидирования. Например, если звездаперемещается co скоростью 3 пиксел/c, то и скорость гидированияустанавливается 3 пиксел/c. Число может быть отрицательным, еслиположительная корректировка вызывает отрицательное движение.Мертвый ход и залипание.Мертвый ход может происходить, когда направление движения по осименяется на обратное. Телескоп немедленно не может начать перемещаться вобратном направлении, даже если двигатель поворачивается в обратномнаправлении. Обычно причина состоит в холостом ходе из-за люфта приводадвигателя. В случае червячной передачи это можно отрегулировать. Ксожалению, в некоторых случаях попытка отрегулировать механизмы можетзакончиться слишком большим трением и остановкой двигателя.

Еслимертвый ход возникает внутри коробки передач, то это вообще не можетбыть исправлено без повторного проектирования системы двигателя.Мертвый ход является проблемой только для оси склонения, потомучто часовая ось всегда движется вперед из-за слежения за звездами. Мертвыйход можно компенсировать с помощью программного обеспечения. Еслидвигатель затрачивает 1,2 с на 1 оборот, то программное обеспечение моглобы автоматически добавлять 1 с времени на работу двигателя всякий раз,когда направление меняется.Термин "залипание" произошел от термина "статическое трение".Статическое трение возникает, когда два объекта находятся в контакте и впокое или перемещаются очень медленно относительно друг друга.Динамическое трение возникает, когда два объекта находятся в движении.Статическое трение всегда больше динамического, поэтому, когда объектначинает перемещаться, количество трения может изменяться очень быстро.Залипание происходит между зубцами в приводе.

Рассмотримчервячную передачу, которая используется в астрономических телескопах.Когда двигатель неподвижен, зубцы "прижаты друг к другу". Когда червякначинает вращаться, червячные зубья напрягаются. В этой ситуации колесо,монтировка или подшипники могут согнуться под прямым углом кнормальному вращению. Результирующее движение обычно направлено вобратную сторону: при попытке подвинyть монтировку на север онаповорачивает на юг! Это происходит только в течение краткого периодавременипослеизменениянаправлений;вконцеконцовчервякповорачивается достаточно и привод вынужден двигаться в правильномнаправлении.Проблема залипания может быть сложной механической задачей; частотрудно определить, в чем корень зла.

Характеристики

Список файлов лекций