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2011年11月14日 (月)

PHD guiding パラメーター 解説シリーズ2 <準備編1>

先週は酷い喉風邪をひいてしまいました。いまもすごい声をしています。

先週末は今年最後(といっても今年は夏に一度ですが)の浄土平に行って、天文台の冬季閉館の

  手伝いでも出来たら、と思っていましたが、結局土日は寝て

過ごしました。

そんなわけで先週あたり書きたかった記事をやっと今日になってUPです。


今回は<準備編>。

PHDやその他オートガイドソフトを使うにあたり、「適当な度合い」を把握するのに必要な数字を考えてみる。

PHD guiding の場合、Tools > Enable Graph で History 画面が開き、ガイドの状態を見ることができる。

縦軸の1マスは、オートガイド用カメラの1pixel。

そして左にはRMSが表示される。ここではRMSと標準偏差は同じ。

RMSが1.0の場合、ガイドカメラの1ピクセルの1辺の長さを1として、全露光回数中の約68%は±1.0(直径2.0)の中に星像の中心が入ったことを意味する。

満足なガイドには、RMSをいくつを狙えばよい?そのためにどんなパラメーターに設定すればよい?

これを考えられれば、パラメーターをいじくりはじめる前に、RMSをどのくらいまで追い込めば満足してよいのかの概ねの判断材料にできるはず。

このRMS、みなさんの場合はどのくらいを狙えばいいのか掴めるようにしてみた。

●星像の大きさのシミュレーション

撮影する光学系(ガイド鏡でももちろん同じ式)のエアリーディスク(思い切って「最小の解像度」と解釈してしまっても大きな間違いではないです)の大きさ(AD[μm])は、光学系のF数をFとして、波長を590[nm](緑)として、

  AD[μm] = 1.22[定数]xλ[波長μm]×F×2[直径へ]

 AD[μm]=  2.44[定数]xλ[波長μm]×F

波長を0.59μmまで代入してしまうと、

 AD[μm] = 1.44 x F

と書ける。

簡単な表にすると、(WLはμmで表す波長)

Ad_3

になる。F=4 ならば 5.8[μm] 。

これより小さい「事象」はあまり意味を持たないことになる。(繰り返しになるが学問的にはこれを最小解像と考えるのは正しくありませんが「ざっくり」的には十分。)

ここから私の105SDPを例に解説を進める。

105SDPは、F=4.9 f=515[mm]。よって、AD 7.2[μm] 。撮影用のカメラである、EOS X2 1pixel = 5.2[μm]。ピクセルサイズより星像(最小解像)の方が大きい。

私の場合、オフアキを使っているため、撮影鏡とガイド鏡のスペックは全く同じ。しかもSSAG(ガイドカメラ)も 1pixelが5.2[μm]。よって、撮影鏡とガイド鏡のスペック関係を考える必要はない。

ガイド鏡(私はオフアキだが)のSSAG (ガイドカメラ)で、RMS値がそれぞれの値のときの、撮影カメラの EOS X2 1pixel = 5.2[μm]として、エアリーディスク(星像)がチップ上でどう表現されるか、エアリーディスクを5,8[μm] (私の105SDPはF4,9だが、F4の値で計算してしまうので現実より小さい=厳しい)シミュレーションをしてみた。結果は下図。

Rms1

Rms2

左列のグラフは、PHDのグラフイメージ

右2列がチップ上の星像のシミュレーションで枠の目盛を5.2[μm](EOS X2のピクセルサイズ)、エアリーディスク(星像)は5.8[μm](F4の撮影鏡のエアリーディスク)でわざと真ん中を抜いた円で書いてみた。集中具合が分かりやすいと思う。一応、エアリーディスク(星像)がpixelの"ど中央"と"ど交点"にきた場合の2種類を表した(黄色とオレンジ)。

シミュレーションを見ると

  RMS=0.1ならば      2x2 - 3x3に

  RMS=0.2ならば   ほぼ2x2 - 3x3に

  RMS=0.3ならば    まあ2x2 - 3x3に

  RMS=0.4ならば   まあ3x3かな

  RMS=0.5ならば      3x3よりちょっとでかいかな

といった具合に撮影カメラのチップ上にエアリーディスクが表されることがわかる。あまり0.3くらいまでは実際大差ないのでは?という結果であり、個人的経験とは合っている。

一夜、1回ごとにRMS値に一喜一憂しても、現実はシーシングの結果を見ているだけのような気がして、えいや!いいと思いう。そんなわけで、私の場合はRMS0.3以下もいけば十分だと思っている。

上のシミュレーションは 撮影鏡 F=4 の 5.2[μm]チップで計算したので、FSQやイプシロンとKAF8300やデジカメの組み合わせなら、だいだいどれもこんなものだろう。反射も中央遮蔽があるので、F2.8のスペックでも現実はもっと甘いはず、、。デジカメだとベイヤー配列ですからまず十分だろう。CCDの場合は気にする方は厳し目でもいいかもしれない。ご自由に。

私の例はオフアキなのでガイド鏡と撮影鏡は全く同じであった。

では、ガイド鏡を使っている場合は?

例としてガイド鏡が300mmで撮影鏡が500mmのような場合には、3/5にして、RMS0.2以下あたりを狙えばよいのではないかと思いう。基本的にガイド鏡が撮影鏡よりも極端に小さいと、いろいろ面倒なので私はオフアキがお勧め。


次回の準備編2は、極軸や赤道儀はどれくらいの精度が必要か、にします。

ではでは。

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