Определение технических терминов


Хотя разработчики старались сделать PHD2 простой в использовании, задача гидирования телескопа достаточно сложна.  Когда вы пытаетесь решить проблемы с оборудованием или добиться хороших результатов гидирования, вы можете столкнуться с незнакомыми понятиями из областей статистики, астрономии и механики.  Некоторые из этих терминов используются в пользовательском интерфейсе PHD2 и встречаются на форумах поддержки и в группах рассылки, поэтому важно знать хотя бы в общих чертах, что они означают.  Некоторые из терминов, с которыми вы, вероятно, встретитесь, описаны ниже.

Среднее квадратичное (RMS, "root-mean-square") - статистическая величина, относящаяся к множеству данных.  В контексте PHD2 это то же, что стандартное отклонение.  С помощью него можно описать распределение данных вокруг некоей средней величины.  Применительно к задаче гидирования, нам интересно знать, как далеко звезда перемещается по осям прямого восхождения и склонения.  Давайте рассмотрим последовательность точек, в которых оказывается звезда в результате своего движения. Пусть их координаты выглядят так:   1.0, -1.2, 1.5, -1.3, 1.0 -1.6, 1.4, -2.1, 1.2, -2.4, 1.2, -2.1 -1.1, 2.1, 0, 2.4, -1.2, 1.6, -1.5, 1.3, -1.0, 1.2 -1.6, 1.2.   Как мы можем оценить величину движения вокруг начальной точки?  Мы можем вычислить среднее от этих отклонений - и получим ноль!  Это нам не говорит вообще ни о чём, очевидно, что 0 - негодная характеристика.  Причина такого результата в том, что отклонения происходят в обоих направлениях и гасят друг друга. В этом причина использования несколько более сложного среднеквадратичного отклонения (RMS), которое не учитывает направление смещения.  Для нашей последовательности среднее квадратичное равно 1.5, что говорит нам намного больше.  За достаточно продолжительный период  (длиннее того, что представлен 25 точками в примере) мы будем ожидать, что 68% отклонений будет меньше, чем  +- 1.5 пикселя, а 95% отклонений будут лежать внутри +/- 2*RMS (3.0) угловой секунды.  Очевидно, что это говорит нам намного больше о производительности гидирования и является причиной использования среднеквадраточного в средствах визуализации PHD2.

Люфт (backlash) - типичный недостаток большинства монтировок с червячной передачей по обеим осям (большинство монтировок использует именно её).  Вызван он зазором между червяком и червячным колесом когда они соединяются вместе.  Некоторый зазор необходим для смены направления вращения, иначе червячная передача заблокируется.  При смене направления на краткое время система переходит в состояние мёртвого хода, когда червяк и червячное колесо вообще не сцеплены.  В это время мотор продолжает работать, но ось монтировки остаётся неподвижной.  Это продолжается до тех пор, пока элементы передачи не сцепятся снова.  У монтировок высшего класса люфт очень маленький, практически не ощутимый при гидировании.  Однако, у монтировок попроще люфт может быть большим, а запаздывание при движении в обратном направлении значительным.  Люфт не является проблемой при движении по прямому восхождению, поскольку скорость гидирования меньше или равна солнечной.  Поэтому направление вращения никогда не меняется, шестерни всегда сцеплены и люфт не даёт себя проявить.  Однако, люфт является проблемой при гидировании по склонению, где смена направления часто приводит к задержкам движения из-за люфта.   Величину люфта можно измерить в PHD2 с Помощником гидирования. Люфт является частой темой для обсуждения на форумах поддержки. Избыточный люфт обычно исправляется регулировкой червячной передачи. НЕ используйте для компенсации люфта программную прошивку монтировки, это почти неизбежно ведёт к нестабильному гидированию.

Периодическая ошибка (periodic error) - ещё одна типичная характеристика монтировки с червячной передачей, которая касается только оси прямого восхождения.  Вызывается она обычно небольшими неточностями при изготовлении червяка в червячной передаче оси прямого восхождения.  Периодической она называется поскольку повторяется через каждый оборот червяка.  Проявляется она небольшими предсказуемыми ошибками слежения.  Если дефекты присутствуют и в других частях механизма, ошибка становится более сложной, но принцип остаётся тем же.  Монтировки, рекламируемые как предназначенные для фотографии, должны корректировать эту ошибку, внося поправки в течение оборота червяка.  Этот механизм называется корректировкой периодической ошибки (periodic error correction), сокращённо PEC.  Обычно PEC прошивается в ПЗУ монтировки и не мешает гидированию с помощью  PHD2, а, по сути, даже помогает, поскольку  PHD2 приходится делать меньше корректирующих движений.

Масштаб изображения (image scale) - выражается соотношением угловых секунд на пиксель и описывает преобразование угловых размеров на небе в линейные размеры на сенсоре камеры.  Представьте, что монтировка при своём вращении делает некоторое количество ошибочных движений.  В угловом выражении они очень малы и равны нескольким угловым секундам.  Например, при периодической ошибке в 10 угловых секунд гидируемаыя звезда отклонится на это расстояние за один оборот червяка.  Но как это отклонение отразиться на сенсоре камеры?  Ведь именно это определяет реакцию программы.  При работе с длиннофокусным телескопом масштаб будет небольшим, поскольку пикселям сенсора будут соответствовать меньшие участки неба. Поэтому при данном угловом отклонении линейное отклонение на сенсоре будет больше.  При использовании той же камеры с телескопом, имеющим меньшее фокусное расстояние, масштаб будет больше, а отклонения на сенсоре меньше, поскольку пикселям будут соответствовать большие участки неба.  PHD2 правильно подсчитает масштаб если вы ввели верные значения фокусного расстояния гидирующего телескопа и размер пикселей гидирующей камеры.  После этого график гидирования будет отображаться в угловых секундах, что позволит оценить эффективность гидирования.  Это реальные единицы измерения, отражающие физическое поведение системы гидирования, которые не зависят от оптических характеристик гидирующего телескопа.

Соотношение сигнал/шум (SNR) - используется PHD2 для определения того, насколько легко можно выделить звезду из фонового шума. Это сродни соотношению сигнал/шум в фотометрии, хотя и не одно и то же.  SNR может влиять на точность определения положения звезды, хотя при значениях SNR от 15 и выше это влияние несущественно.  При этих значениях влияние шума на гидирование будет значительно меньше других факторов.

Пересвеченность (saturation) - происходит когда яркость гидируемой звезды превышает максимальную яркость, выдаваемую сенсором гидируемой камеры.  Когда это происходит, профиль звезды (меню Вид/Показать профиль звезды) имеет в центральной части плоский верх вместо острой вершины, поскольку яркость центральной части обрезается сенсором.  При этом точность вычисления положения звезды уменьшается. Пересвечивания звезды необходимо всячески избегать.

Звёздная величина - в PHD2 выражает степень яркости и видимого размера гидируемой звезды.  Её изменение может свидетельствовать о таких событиях, как наступление облачности или тумана. Используется в основном в закладке настроек "Гидирование" с помощью управляющего элемента "Определение звёздной величины".