Алгоритмы гидирования
Теория гидирования
Параметры алгоритмов
гидирования
Теория гидирования
Заданные по умолчанию параметры алгоритмов гидирования PHD2 должны хорошо работать для
большинства пользователей. Пока вы не поймёте основ
гидирования и не приобретёте некоторый опыт, лучше их не
изменять. Однако, если возникла необходимость какие-нибудь из
них поменять, или просто желание поэкспериментировать, это можно
сделать в окне 'Настройки', вызываемом нажатием кнопки 'Мозг'.
Для каждого из алгоритмов существует свой набор параметров,
управляющий командами гидирования, которые нужно послать монтировке,
чтобы вернуть сместившуюся звезду в её исходное положение.
Подробнее эти параметры будут рассмотрены позже, а пока - немного
теории гидирования. Оставив вне нашего рассмотрения устройства
адаптивной оптики, о которых разговор отдельный, зададимся вопросом:
чего именно мы хотим достичь? Задача в том, чтобы
добиться от оборудования весом в десятки килограмм точности, при
которой звёзды не будут выглядеть чёрточками или вытягиваться.
Гидирование может исправить только медленные и повторяющиеся, но не
быстрые и случайные ошибки слежения. Источниками медленных и
повторяющихся ошибок могут быть:
- Несовершенство механической передачи прямого восхождения,
порождающее в том числе и "периодическую ошибку"
- Атмосферная рефракция - звёзды у горизонта визуально
перемещаются медленнее
- Небольшие механические отклонения - но не дифференциальное гнутие
(провисание) трубы гида
- Ошибка установки оси прямого восхождения на небесный полюс
А что не вошло в этот список и не может быть исправлено обычным
гидированием? К сожалению, список этот очень длинный.
Основное:
- Состояние атмосферы ("турбулентность")
- Шероховатости механизмов, вибрация
- Дифференциальное гнутие (провисание) трубы гида - смещение
гидирующего телескопа относительно астрографа
- Порывы ветра, натянутый кабель, песок в механической передаче
- И многое другое...
Общей особенностью алгоритмов гидирования является компенсация
медленных и повторяющихся отклонений и игнорирование
остальных. Это нелёгкая задача, поскольку свой вклад в
отклонение звезды вносят разные источники. Монтировки
несовершенны, и потому полученный результат может отличаться от
ожидаемого. Основное требование любого алгоритма - избежать
избыточной корректировки, когда монтировка будет перемещаться
туда-сюда и стабильное гидирование будет невозможным.
Aлгоритмы гидирования оперируют такими понятиями "инерция" и
"сопротивление". Это означает связь текущей поправки с
предыдущими и неохотное применение поправок, требующих изменений
направления или амплитуды. Сопротивление изменению направления
важно при гидировании по склонению, где основной проблемой является
люфт. Надеемся, что вышенаписанное даст вам понимание основ
гидирования и разъяснит использование различных параметров оного в PHD2.
Параметры алгоритмов
гидирования
В PHD2 различные алгоритмы
гидирования могут быть применены к обеим осям - прямого восхождения
и склонения. Большинство из этих алгоритмов имеет параметр минимальное
движение. Он нужен, чтобы избежать слишком маленьких
поправок, которые не будут иметь влияние на форму звезды.
Поскольку задаётся он в пикселях, желательно знать размеры звёзд на
изображениях. Значения по умолчанию подходят для малых и
средних фокусных расстояний, но для больших могут быть увеличены,
поскольку размеры звёзд будут больше.
Алгоритм гистерезис
помнит о предыдущих поправках и использует их при вычислении
очередной. Параметр гистерезис,
выраженный в процентах, определяет "вес" предыдущих поправок.
Например, если гистерезис равен 10%, следующая поправка будет
на 90% зависеть от перемещения звезды на текущем кадре и на
10% от предыдущих поправок. Увеличение гистерезиса будет
сглаживать поправки, которые могут оказаться недостаточными.
Алгоритм гистерезиса также использует параметр агрессивность,
тоже выраженный в процентах; он используется, чтобы избежать
избыточной корректировки. Для каждого кадра PHD2 подсчитывает расстояние и
направление движения монтировки. Агрессивность задаёт коэффициент
этой поправки. Например, если звезда сместилась на 0.5 пикселя, то
при 100%, агрессивности поправка составит те же 0.5 пикселя, а при
60% 0.3 пикселя. Если поправки всегда избыточны, агрессивность
необходимо понемногу (например, по 10%) уменьшать. Если поправки не
успевают за движением звезды, агрессивность нужно увеличить.
Сущность алгоритма минимизации переключений ясна из
его названия. Так же, как и алгоритм гистерезиса, он
использует историю предыдущих поправок и любое изменение направления
гидирования должно иметь убедительную причину. Он используется
по умолчанию для гидирования по склонению, где смена направления
нежелательна из-за люфта.
Алгоритм сглаживания
также использует для вычисления текущей поправки
предыдущие. Отправной точкой является усреднённое отклонение
звезды, на основе предыдущих данных. Это означает, что отклонение
звезды на текущем кадре играет весьма небольшую роль и алгоритм
очень устойчив к быстрым изменениям. По истории поправок можно также
определить, действуют ли ли отклонения в нужном направлении, или
становятся "всё хуже". Поскольку алгоритм очень устойчив к быстрым
изменениям, он наиболее применим для гидирования по склонению.
Гидирование по склонению отличается от гидирования по прямому
восхождению. тем, что ошибки не вызваны несовершенством механической
передачи. Основная причина ошибок здесь - неточное полярное
выравнивание. Поправка должна быть сглажена и действовать
преимущественно в одном направлении, избегая излишней
корректировки. Обычно используется значение 'Авто' параметра
'Режим кодирования по Dec', допускающее изменение направления
гидирования. Однако, если монтировка имеет большой люфт по
склонению, смену направления можно запретить. В таком случае
поправки будут действовать лишь в одном направлении - на север или
юг. Необходимо иметь в виду, что при избыточной коррекции
звезда может надолго покинуть прямоугольник гидирования, поэтому при
гидировании в одном направлении агрессивность должна быть
небольшой. И, наконец, гидирование по оси склонения можно
отключить вовсе, выбрав пункт 'Нет'.