導星鏡的焦距要求

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鄧登凳
夸克星
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導星鏡的焦距要求

文章 鄧登凳 » 週二 02 6月, 2015 18:42

有人在賣120mm焦距導星鏡, 那麼120mm是否足夠焦距?

為簡單計以實例來考慮, 以QHY5-II作為導星相機, 用PHD導星軟件。

QHY5-II是5.2um(micron, =0.0052mm)像素, 120mm焦距, 每像素代表的垂直和水平視場(FOV)為 2 X arctan(0.5 X 0.0052/120) = 8.93"(角秒)

那是不是導星的準確度只有8.93"? 當然不是, 導星軟件不是靠星光離開像素才知道星移動了的, 它是靠星的影像光度分析來決定星點有沒有移動。即星的影像中心(最光位置)移離該像素, 它的光度會下降, 反之, 星的影像中人心移近讓像素光度會增加。以QHY5-II可提供12比特(12 bits)的光暗訊號來說, 它有4096級的光暗水平, 在最理想的情況下, 星移近或移遠了4096分之一個像素的距離, 它可以察覺得到。這個過程叫亞像素導星(sub-pixel guiding)。

亞像素導星的原理, 請看PHD原作者的說明: http://www.stark-labs.com/help/blog/fil ... curacy.php

當然這個理論上的極限1/4096像素準確度是沒有可能達到的, 因為星的邊緣光度不可能是4096級。PHD的作者指, 在導星相機沒有噪訊的情況下, PHD可達至1/250像素的準確度, 低噪訊情況可以是1/56(0.018 )像素, 高噪訊的情況下是1/5.5(0.18 )像素。QHY5-II是個中低噪訊的相機, 那當他的準確度是0.05像素吧, 那精準度是8.93" X 0.05 = 0.45"。每像素0.45角秒, 要相當長焦望遠鏡配合小像素拍攝用相機才會達到(如3um像素相機配1386mm望遠鏡)!

就當是高噪訊的導星相機吧, 0.18像素即 8.93" X 0.18 = 1.61"。那可不可以接受?

要答這個問題, 要考慮視寧度(seeing)的問題(見http://spiff.rit.edu/classes/phys445/le ... atmos.html說明), 即大氣擾動使星的位置有模糊。 在海平面城市附近(有熱氣上升)的觀察點, 一般視寧度是2"-3", 即星的位置不確定範圍是二至三角秒。在自動導星時, 星位置的誤差, 不可能低於兩角秒, 那系統有1.61角秒的導星準確度, 己經足夠有餘。

簡單來說, 大氣擾動(視寧度)會使所有的天體影像有兩角秒的誤差, 任何的導星系統也無法降低這個誤差, 所以不用追求誤差低於兩角秒的導星系統。以QHY5-II配120mm導星鏡, 即使高噪情況, 1.61角秒精準度一定夠用, 即使你用長焦(如2000mm)和小像素相機, 都是絶對夠用的。

當然, 如果你有機會去四五千米高山極佳視寧度的地方攝星, 那些地方視寧度可以是0.5角秒, 那高噪訊相機就不夠用。 但中低度噪訊相機, 配120mm導星鏡, 0.45角秒的精準度, 還是足夠應付的。

順便一提, 高山天氣冷, QHY5-II噪訊會減低。
最後由 鄧登凳 於 週三 03 6月, 2015 10:09 編輯,總共編輯了 1 次。

anyone
夸克星
文章: 13892
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來自: hong kong

文章 anyone » 週二 02 6月, 2015 21:14

看完,消化了近一小時,都係唔明個中原理。
但鄧 sir 話可以就是了。 [Good Job]

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Eddy So
夸克星
文章: 11445
註冊時間: 週四 04 12月, 2008 22:35
來自: 中男海

文章 Eddy So » 週二 02 6月, 2015 22:52

[Good Job]

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Steve
中子星
文章: 1240
註冊時間: 週二 15 4月, 2008 22:16
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文章 Steve » 週二 02 6月, 2015 22:54

[Good Job] [跪拜禮]

ECC
星際雲
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文章 ECC » 週二 02 6月, 2015 23:14

[跪拜禮]

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wtyu21
夸克星
文章: 5911
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來自: HKCHN

文章 wtyu21 » 週三 03 6月, 2015 00:34

又學到新東西了~(相當於我呢類老新手而言)~XD :D

grus
紅巨星
文章: 321
註冊時間: 週二 13 3月, 2012 23:46

文章 grus » 週三 03 6月, 2015 10:17

写的很专业,一起学习了。

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