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FireCapture在远程天文台行星观测中的应用

作者:锋芒|分类:天文资料|标签:FireCapture 行星 观测 天文台

   FireCapture是一款天文爱好者熟知的行星深空天体拍摄工具。它具备天文摄影的绝大多数功能,同时还能够连接和控制赤道仪、电动调焦系统、滤镜轮系统,实现行星的自动拍摄和定时拍摄。它还能与行星自转修正工具WinJUPOS无缝衔接。

FireCapture在远程天文台行星观测中的应用

图一、FC能够支持绝大多数当今主流的天文相机

   今天我们就来介绍一下FireCapture在远程天文台行星观测中的应用。

   首先是FireCapture的“自动导星”功能,这里之所以要加上引号,是因为它与我们在深空天体摄影中常用的自动导星有所不同。在深空天体摄影中我们需要一台专用的导星相机,搭配导星镜或者是偏轴导星器来实现自动导星。而FireCapture的“自动导星”不需要专用的导星相机和导星镜/偏轴导星器。它直接使用行星拍摄过程中的实时视频来实现导星。

    那有同好要问了,行星摄影有必要导星吗?其实真有必要。有过行星摄影经验的同好都有过这样的体验:在拍摄过程中行星在视场中往往会出现较大幅度的移动,甚至会跑出视场,尤其是在使用中、低端赤道仪的时候,这种情形非常普遍。一般的应对措施就是人工操作控制手柄,将行星拉回相机的视场中心。如果是短时间拍摄一两组行星影像,这也问题不大,但如果是长时间拍摄,或者是使用远程天文台拍摄,这个操作就非常麻烦而且不便。例如,有时大气视宁度不佳,需要等待。在这段等待时间内就需要不断地操作望远镜,使行星维持在相机视场中。此时如果能够使用自动导星功能,将目标锁定在相机视场的中心,这样即便是整晚的跟踪也不会丢失目标。我们只需要专注于视宁度的变化和拍摄操作就可以了。另一方面,由于行星的影像在视场中的大幅移动,使得拍摄的时候往往需要留有足够大的视场,保证行星影像不会跑出去。这实际上是以增加视频文件的数据量为代价。一方面限制了拍摄时帧速的提高,另一方面使得视频文件十分巨大,占用大量的存储空间。如果能够将行星影像锁定在一个非常小的范围内,就可以大大减小拍摄的视场,提高帧速和减小存储空间占用。这对远程天文台的行星观测意义重大。

   运行FireCapture,在设置菜单的Hardware中选择Telescope项。勾选Use telescope interface,在下方的选择框内选择赤道仪。FireCapture支持连接所有支持ASCOM协议的赤道仪,也支持连接ST4端口(需要相机内置ST4端口)。正确选择连接方式,并成功连接赤道仪后,在图像预览窗口的右上角会出现四个方向的绿色箭头,同时弹出赤道仪的控制窗口。点击箭头,赤道仪会朝相应的方向转动。

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图二、FC中的赤道仪连接设定

FireCapture在远程天文台行星观测中的应用

图三、连接成功,右上角出现赤道仪控制箭头

   然后在设置菜单中选择Autoguiding项,可以进入导星参数设置。这里需要重点注意的是Swap direction选项,因为FireCapture导星启动后不会像PHD那样先进行初始化,判断赤经/赤纬方向,而是直接开始导星。有时会出现越导越偏的情况,这说明导星的方向反了。Swap direction的两个复选框分别是RA和DEC的镜像开启。只需要勾选相应方向的镜像,即可修正越导越偏的现象。这里有个经验,建议安装相机的时候,视场水平方向与赤经大体平行,垂直方向与赤纬大体平行。

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图四、FC的自动导星设定

    这一切设置好之后就可以使用自动导星功能来锁定拍摄目标了。在对准拍摄目标后,勾选预览窗口左侧菜单中的菱形图标,或者Options栏中勾选AutoAlign。此时目标影像上会出现一个红色的小十字,说明自动导星功能已经开启。另外还要说明一下,这个导星功能并不会像PHD在初始化时会检测赤道仪的转动速度。所以如果此时赤道仪处于高倍速状态下,可能一次导星触发就会将目标移出视场。因此还需要先关注一下赤道仪的速度,如果赤道仪的控制窗口中有导星速度选项,请勾选。如果没有,可以将速度设置到最低进行尝试。使得在导星运行中,目标的偏移量最小即可。另外我们还可以开启ROI功能,将拍摄和记录的画面仅限于包括目标行星的一个很小的范围,使得记录的视频文件数据量大大减小。简单的操作是直接在预览图像中用鼠标拖一个方框,其中包含拍摄的行星。注意,这一步操作要在开启自动导星之前。否则会自动退出导星模式。

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图五、木星拍摄中开启自动导星

    FireCapture的自动导星功能不仅可用于行星的拍摄,日面和月面同样可以。例如在拍摄月面时,开启自动导星后,系统会在视场中的月面上选择一片区域作为参考,可以看到在预览窗口中出现一个红色方框,中间有一个小的红色十字。开启自动导星后,相机视场中的月面会变得非常稳定。长时间跟踪也不会出现偏移。不过在DSO(深空天体)模式下,导星功能将自动失效。因为单张曝光时间较长,在曝光过程中无法修正赤道仪的偏差。

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图六、月面拍摄中开启自动导星

    接下来再说说滤镜轮的控制。当使用单色行星相机拍摄时,为了获取彩色影像,需要使用滤镜分开拍摄R、G、B、L通道的灰度影像。现今主流的单色行星相机都可以搭配滤镜轮工作。FireCapture对滤镜轮有着非常丰富的支持。

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图七、FC连接滤镜轮的设置

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图八、根据实际安装的规格设定滤镜的位置

   首先在设置菜单的Hardware中选择Motorized Filterwheel项。勾选Motorized Filter Wheel,在旁边的窗口中选择使用的滤镜轮。FireCapture支持多种滤镜轮,包括ASCOM协议的滤镜轮系统。正确连接滤镜轮后,需要设置每一个滤镜的位置。根据实际安装的滤镜位置分别确定#1~#10的滤镜规格。在System中选择Filters项,滤镜设定应与滤镜轮设定对应。设定完成后,在拍摄的时候,我们选择拍摄哪个通道的数据,系统就会驱动滤镜轮转到哪个滤镜。

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图九、系统选项中的滤镜设置

    接着再来看看FireCapture下的电动调焦操作。远程天文台观测对电调焦装置的依赖度很高。或者说这是一个经常进行的操作。虽然说主流的深空天体自动拍摄工具普遍都已经实现了自动对焦。但在行星摄影这一块,目前还没有见到能够实现对焦的全自动操作。FireCapture也是如此,不过虽然不能自动对焦,但它依然提供了一些对焦参考工具,这些工具大家都比较熟悉,这里就不说了。主要是聊一聊FireCapture如何连接电动调焦系统。

    FireCapture支持ASCOM协议的电动调焦系统。在设置菜单Hardware中选择Focuser项,勾选Use ASCOM Focuser,在弹出的菜单中选择正在使用的电动调焦系统。连接正确后在最左侧的工具栏的中会出现Focuser栏,点击左右方向的箭头即可以控制电动调焦装置伸出和缩进,同时中间以数字形式显示此时焦点的位置。

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图十、FC中电调焦系统的设置

    FireCapture的电调焦可以配合滤镜轮一起使用,当使用的滤镜不能齐焦时,可以分别设定不同滤镜的焦点位置。这样一来当我们选择拍摄不同的彩色通道时,电调焦系统会自动调整至设定的焦点位置。

FireCapture在远程天文台行星观测中的应用

图十一、不同滤镜可以设置不同的焦点位置

    通过以上这些设定,我们就可以实现远程天文台的半自动定时行星拍摄。首先对准拍摄目标,框选拍摄的视场范围,开启自动导星将被拍摄目标锁定在视场中心。如果此时视宁度不佳,可以查看一下视宁度预报。判断一下何时视宁度会有所改善。然后开启定时拍摄设定或者自动拍摄设定,如果是单色行星相机搭配滤镜轮,需要勾选Full RGB sequence per run项,每一次拍摄将会对已设定的所有滤镜拍摄一遍。时间到了系统会开始自动拍摄。

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图十二、FC的自动拍摄功能

   唯一遗憾的是,直到目前还没有能够电动的大气色差消除装置(ADC),因此在远程天文台使用ADC还存在一些困难。

   最后再说一说如何同WinJUPOS无缝衔接。其实很简单,在设置菜单的Capture中选择Settings项,在WinJUPOS file naming前打钩就可以了。此时文件名中采用的是WinJUPOS的时间格式,并使用UT时间。这样在把拍摄的数据导入WinJUPOS中进行处理时,系统会自动读取相应的拍摄时间,而无需再次手工设定了。

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图十三、衔接WinJUPOS的功能设定

24 12月

2020-12-24 10:57:23

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