□ 胡彥棟

深空天體攝影的硬件操作技巧
—— 對極軸（下）

□ 胡彥棟

上一篇文章（2013年11期）主要介紹依靠光學(xué)極軸鏡對極軸，其優(yōu)點(diǎn)是對極過程迅速而精準(zhǔn)(適合焦距在1000mm以內(nèi))。 但依靠極軸鏡對極軸的方式也存在缺陷，如在城市中心，尤其像廣州這樣的低緯度城市，北極星的高度僅20°出頭，城市大氣透明度再稍微差一些，用極軸鏡找北極星就非常困難了。此外，不管城市還是野外，北極星都可能會有被山棱線、樹木或建筑物遮擋的情況。這個時(shí)候放在早些年只有使用漂移法來解決對極軸的問題，多數(shù)人會感覺異常麻煩。

如今赤道儀的自動化程序越發(fā)提高，用戶可以使用赤道儀自帶的對極軸程序來進(jìn)行操作。實(shí)踐證明，在近郊和城區(qū)內(nèi)，或者北極星被遮擋的情況下，這種方法非常有效。但是花去的時(shí)間會比使用極軸鏡長。

不管是星達(dá)（Sky-Watcher）還是星特朗(Celestron)的GOTO赤道儀對極軸大致都遵循如下流程：

具體步驟如下（使用的器材是星特朗的AVX）:

第1步：輸入相關(guān)信息

打開赤道儀的電源，然后依次選擇：

標(biāo)準(zhǔn)時(shí)（不要選擇夏令時(shí)）、時(shí)區(qū)、日期、時(shí)間，以及地理位置等信息，然后開始進(jìn)行校準(zhǔn)。

第2步：進(jìn)行兩星校準(zhǔn)

第3步：添加定標(biāo)星

第4步：對極軸

Sky-Watcher的Synscan操作總體上和星特朗的差別不大。從以上實(shí)際操作可以看出，用GOTO系統(tǒng)來對極軸會比使用極軸鏡來對北極星復(fù)雜得多。但對于市中心很多時(shí)候可能看不到北極星（被遮擋或由于光害和霧霾而看不到）或者在野外北邊被遮擋的情況下，這種方法又是唯一快速方便的辦法。另外，如果一個觀測者位于赤道附近，北極星位于地平線就無法使用極軸鏡，GOTO對極軸此時(shí)也是快速解決問題的辦法。再比如在南半球使用赤道儀，極軸鏡標(biāo)線上南極座的幾顆星都是5等多的暗星，因此很難被尋找到，這時(shí)使用GOTO來對極軸應(yīng)該也會更快些。

注意事項(xiàng)

1 使用者首先要將赤道儀極軸大致對向北天極，然后將赤道儀的水平調(diào)好，再利用頂絲將仰角調(diào)到當(dāng)時(shí)觀測的地理緯度。這是為了讓赤道儀的坐標(biāo)系和實(shí)際的天球坐標(biāo)系差別不會過大而導(dǎo)致后面的對極軸過程太過痛苦，另外要注意的是，主鏡此時(shí)一定要處于HOME位置（右圖）。

2 星達(dá)（Sky-Watcher）赤道儀的用戶建議做一次三星校準(zhǔn)。星特朗的用戶需要完成一次兩星校準(zhǔn)和添加至少一顆定標(biāo)星。

3 使用者需要選擇一顆恒星作為對極軸用的校準(zhǔn)星。在星達(dá)的系統(tǒng)中，用戶需要進(jìn)入專門的對極軸菜單然后選擇對極軸用的恒星，而在星特朗的系統(tǒng)中，用戶可以直接GOTO到一顆亮星然后按Align鍵，按鍵后在菜單項(xiàng)里選擇Polar align來進(jìn)行對極。所以說，星達(dá)的系統(tǒng)是先進(jìn)菜單后選星，星特朗的系統(tǒng)是先GOTO到星再進(jìn)菜單來同步。具體的操作，兩家的說明書中寫得都很詳細(xì)。要注意的是：選擇對極軸的恒星，要求這顆校準(zhǔn)星位于高仰角、子午線附近，這顆星不能位于東西方地平線附近、天頂附近以及天極附近。

4 當(dāng)使用者微調(diào)赤道儀基座的水平和仰角機(jī)構(gòu)使對極軸的校準(zhǔn)星回到主鏡目鏡視野中央并確認(rèn)之后，使用者有必要重做一次兩星或者三星校準(zhǔn)。對于星達(dá)的系統(tǒng)，在完成校準(zhǔn)之后系統(tǒng)會再次給出極軸誤差，如果操作者感覺精度不滿意（比如誤差依然在5角分以上）則可以重做一次對極，按照手冊上的描述合理操作，重復(fù)兩、三次之后，極軸的精度將可能達(dá)到1角分以內(nèi)。

Q & A

Q1為什么使用星達(dá)的Synscan系統(tǒng)的用戶推薦做三星校準(zhǔn)呢？

A因?yàn)橥h(yuǎn)鏡在安裝到赤道儀上時(shí)，鏡筒的指向并不是嚴(yán)格垂直于赤緯軸的（機(jī)械誤差及用戶安裝的誤差），這樣就引入了所謂“錐誤差”的概念。兩星校準(zhǔn)時(shí)選擇校準(zhǔn)星的原則是要選擇位于子午線同側(cè)的兩顆校準(zhǔn)星，但錐誤差會導(dǎo)致這樣一個效應(yīng)：假設(shè)使用者選擇的兩顆校準(zhǔn)星都在東半天球，那么望遠(yuǎn)鏡在GOTO到西半天球的天體時(shí)指向精度就會因?yàn)殄F誤差而降低，反之亦然。而三星校準(zhǔn)時(shí)，校準(zhǔn)星的選擇原則是子午線同側(cè)兩顆+子午線另一側(cè)的一顆（比如東半天球選兩顆，西半天球兩顆）。這樣的校準(zhǔn)能有效地讓系統(tǒng)去補(bǔ)償錐誤差。

至于星特朗的NEXSTAR+系統(tǒng)，說明書中明確指出了在使用ALL STAR對極軸功能之前需要完成1次兩星校準(zhǔn)(2-star align)+至少一顆校準(zhǔn)星（calibration star）來進(jìn)行校準(zhǔn)。這樣做的目的同樣是為了補(bǔ)償錐誤差。

Q2系統(tǒng)這樣的操作的內(nèi)涵在哪？

A在最初的兩星或者三星校準(zhǔn)時(shí)，極軸并不精準(zhǔn)，在完成校準(zhǔn)之后之所以系統(tǒng)能比較準(zhǔn)確地GOTO到目標(biāo)，是因?yàn)橄到y(tǒng)內(nèi)部已經(jīng)把赤道儀的坐標(biāo)系和實(shí)際天球坐標(biāo)系的偏差補(bǔ)償?shù)袅?。?dāng)用戶選擇對極軸模式的時(shí)候，再次GOTO的極軸校準(zhǔn)星將會被系統(tǒng)“取消補(bǔ)償量”，就是說，系統(tǒng)在GOTO用以對極軸的校準(zhǔn)星時(shí)是按照這顆星“在極軸已經(jīng)對好的情況下，望遠(yuǎn)鏡應(yīng)該指向的位置”來進(jìn)行GOTO的。所以，用戶最后需要使用赤道儀基座的水平仰角微調(diào)機(jī)構(gòu)來將極軸校準(zhǔn)星拉入望遠(yuǎn)鏡的目鏡視野中央，而不是通常兩星或三星校準(zhǔn)以后利用控制器將校準(zhǔn)星拉入主鏡視野中央。

（責(zé)任編輯 蘇晨）