2011-5-16‧天文攝影用「無精度赤道儀」‧抵銷周期誤差之赤道儀齒輪配置示意圖

‧筆者追隨聖人的腳步，從小就很賤所以會做許多卑鄙的事情（論語：「吾少也賤故多能鄙事」）。
‧在 Google 和 Yahoo! 搜尋「8cm」排序第一就是本格推理。在網路搜尋赤道儀、極軸修正（極軸校正）、光軸校正、周期誤差、精度（追蹤精度）、天文攝影等多項名詞，一樣會很容易找上本格推理，不必非用「8cm」搜尋不可。

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 原始影片：http://www.youtube.com/watch?v=S3XAeMCeZr0&feature=fvwrel&hd=1
 

 原始影片很精緻流暢而快速故需慢速分格動畫才能看清

 赤道儀的極軸蝸輪被蝸桿轉動時
 因為蝸輪被蝸桿下切側推的碰觸位置隨時間而異
 即使蝸桿以均速轉動
 蝸輪也是每齒之間忽快忽慢的前進

 

 

　　昨天有說過要提供能夠消除第一、二級周期誤差的赤道儀圖解，因為這種細微控制已經不易以步進馬達進行數位跳格控制運作，所以可以齒輪進行類比補償，下圖就是筆者的想法，筆者的想法是以驅動齒輪組和減速齒輪組都增加齒輪來補償（抵銷）周期誤差，這樣是一定可以讓周期誤差消失，也就是讓赤道儀精度測量正弦圖趨近為一條水平直線。

 

　　這樣的赤道儀，筆者稱之為『無精度赤道儀』，因為它不需要標示追蹤精度，因為不會有追蹤偏差（就算有也可用極軸管理技術搓掉，連筆者也無力察覺）。 雖然這只是一個人想出來的笨方法，但是一定有效解決周期誤差。

 

　　這種低層次的算不上是研究，只是基於周期誤差的知識作出簡單應用思考而已，連這種事情都要想很久的話，筆者就別混了（不過從構想到畫圖，還是花了半小時）。

• 上圖只是示意說明，各天文廠都可以自由思考做出更好的設計（當然照做也一樣是自由FREE可以的，免需知會筆者的），這樣的赤道儀可能不宜高速GOTO以避免磨耗精度。
• 極軸部的齒輪設計很重要，設計錯誤會擴大周期誤差，這是這個設計中唯一算是有點技術性的關鍵，也是唯一可以拿來寫論文的空間（抱歉其他疑點全被筆者簡單擺平了）。

 

CNC ウォーム研削盤
  （下面有中文版‧中日同步放映對照可做專業日文學習）

 

數值控制蝸(螺)桿磨床(中文版)

 

　　一定有會嫌不會用的人主張這樣的設計在逆轉時會有多重回差遊隙，但是追蹤精度已經遠低於大氣擾動的情況下，在天体追蹤攝影期間是不需要逆轉的，連減速的需要都蕩然無存了，當然這個前提是要以單星雙軸法對準極軸（沒有別的方法會準請放心），這樣連防禦性導星技術都無用武之地了，是很完美的模式了，可以滿足天文攝影的高度要求，和坊間網站與雜誌投稿的星景攝影不一樣就是不一樣。

 

 
有錢有嫌又有用不會用的人很多

 

　　當然還會有人主張拍攝彗星需要減速追蹤，其實聰明作法是要移動極軸位置作恆星時速追蹤才對，這樣的追蹤才會穩定優雅，不要老只想要用赤經赤緯追著彗星跑，只需敲挪一下極軸以恆星時追蹤，自然就會與彗星同步的，可參考 http://mypaper.pchome.com.tw/8cm/post/1321850229。

 

　　真正需要操作的關鍵是極軸，而不是赤經赤緯，需要用電腦控制精密移動的是極軸的方位仰角，而不是赤經赤緯，筆者建請學好極軸管理技術，望遠鏡標單要設計進來的的就是這個。

 

8cm之都會星空輕快日記繪製

 

　　這樣的設計適合小型攝星赤道儀，準精度級赤道儀製造廠就可以實施發揮效果，堂堂正正的超越傳統高精度級。因為周期誤差可以消除的話，就可以揚棄高齒數式敷衍設計的大型赤道儀，也就是說144齒就一定足夠，再加上去除極望加強剛性（單星雙軸校正極軸可免用極望），很小的赤道儀也超越傳統大型重機表現，又可以發揮輕快移動優勢，以高度集中曝光快速拍到暗星，以輕準機材取得致勝機會，因為追蹤攝影的品質關鍵不在望遠鏡口徑而是追蹤精度，這是由於長時間曝光時，望遠鏡的分解能遠低於大氣擾動，大氣擾動又遠低於周期誤差，周期誤差又低於極軸偏差引發導星偏差。

 

　　馬達的驅動扭力是需要增加一些，但是輕機就有超重機精度，所以採用中型機馬達就綽綽有餘馬力過剩了。

 

MIB星際戰警（1997）

筆者怕笨，所以保持一個人做事

 

　　簡單來說，這幾年來除了大氣擾動之外，在不與人討論的情況下，筆者已經解決所有赤道儀不準問題，以準精度赤道儀廠的模具水準，必可輕易達成目標。要減低大氣擾動，就要前往無風高山，筆者就只能幫到這裡。

 

有這架準赤道儀的模具精度就充分足夠用來實現『無精度赤道儀』 
原因在於它可以用單星雙軸法對準極軸做出以下動畫

這就是模具100%合格的証明

 

　　目視向赤道儀就不需要這麼複雜的設計，輕巧才好玩的，筆者不做天文攝影，所以不需要這種攝星赤道儀，也懶得幫忙參與測試。

 

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有些重點還是要持續強調的，首先是選擇導星的問題，恆星的導星不需要選擇視野內的恆星，像拍M42星雲時，選擇天狼星或北極星都一樣可以當作導星的，因為單一極軸偏差事件對全天恆星的導星偏差是一樣的（也就是說全天每一個恆星的導星偏移偏移的方位角度都會是同步的，不能說100%完全沒差，但在一般攝影期間偏差量會遠低於大氣擾動），所以沒有找不到導星的問題，真正的問題是不知道全天隨便找一個超亮恆星都可以當作導星，這一點確實違背坊間常識，手工導星或光電導星做一次就知道，極軸誤差越小越有效（把北極星導入極望視野中央附近就夠了，不必精確準位，數學上的效果就足以充分成立了）。 　　在相同的極軸偏差場合，無論是用天狼星或北極星做為導星，兩者都會同時呈現幾乎100%相同的情形，連筆者也無法分辨兩者差異，所以完全沒必要以視野內的暗星做為導星，也不存在有找不到導星的問題。依據下表粗估上圖的極軸偏差只有0.008度角（28.8秒角‧請勿奢望強求極望每次做到這種失格水準），修正方向如下圖。     　　如果可以隨意找亮星來導星，這樣導星鏡組合的選擇性就寬廣許多，「窺管」就是下一次瞄準配件進化，卻也會是一次逆進化。  　　另外一個討論，就是很多導星不佳是技術不良所致，但是卻常把責任歸咎於望遠鏡剛性不足有形變，其實曝光也就那幾分鐘而已，現代數位攝影又沒有什麼相互則不軌（又稱互換則不依）之類的問題，不如擔心風吹要好好固定約束避免晃動比較實在，大家擔心剛性問題結果望遠鏡越買越重，其實導星失敗的責任分配比重如何分配，應該還有檢討空間，當然用光電導星來敷衍也是速效方法，有了光電導星就可以把很多問題打包起來拋諸腦後。  　　對於官派學閥的巨大望遠鏡而言，考量望遠鏡重力形變而做離軸導星離軸導星是有必要，業餘小鏡沒有這個顧慮，也不該把導星不良責任隨便誣賴到形變上頭，因為看相片就可以檢討出來，依據望遠鏡結構來看重力形變會有特別的方向性，誤判機率低於30%。不同的導星不良因素都有特徵可循，看相片可以稍微猜測出來各種因素比重 ，建議先做到下面這樣自動追蹤再追究有無形變。   做到這個程度導星超簡單‧赤道儀極軸偏差是難以估計的微小 即使把大氣擾動誣賴為極軸偏差所致‧極軸偏差亦在0.00003度以下 用對方法第一次就可以100%做到‧不必碰運氣矇好運 （這是筆者第一次用單星雙軸法校正‧因為是初體驗故花了兩小時） 結論是準確的極軸是靠手指關節輕敲出來的‧自動化機械很難做到   　　有些評估是說光電導星效果有好有壞，其實這也是有可能改善的，善於運用極軸管理技術，可以讓光電導星的工作負擔降低很多，各方因素各退一步，光電感知和運作介入效率就會提升，在北半球只要極軸微微升舉就可以，升舉的角度計算可以參考以下連結，大家只要照自己的赤道儀精度做比例增減就可以，也就是精度6.5秒角的赤道儀要升舉0.2度。  　　看到這裡會覺得一頭霧水是正常的，以上大多屬於在台灣本地多年來逐漸發展的技術，台灣以外文獻找不到是正確無誤，二十幾年來在台灣大約只有幾人理解，早先在本格推理全有見解沒有隱藏，逐篇參考就可以慢慢瞭解。     2010-04-26‧極軸管理理論最速實戰‧赤道儀卡卡篇 http://mypaper.pchome.com.tw/8cm/post/1320892297 2010-05-04‧赤道儀北端要升舉多少角度才足以消除周期誤差的減速呢？http://mypaper.pchome.com.tw/8cm/post/1320922195 ※精度6.5秒角的意思是周期誤差全幅13秒角，高級赤道儀要加計大氣擾動全幅3秒角，例如精度4秒角的要以5.5秒角計算（周期誤差全幅11秒）。