业余天文爱好者的观测器材之路（一）
本帖最后由 msloo 于 2014-8-20 21:17 编辑第一次写新手指导文章，目的不在于显示我懂什么，其实我是略新新新点的新手{:2_185:}只是杭州天协成立了，要给新手们提供一些合适的参考资料，网上东西太分散，我就自己花点时间整理一下，发挥器材党的特长，来聊一聊器材之路，以作为器材党的阶段小结。
从双筒镜到远程台，这个故事真实发生在我身上，而且只用了一年半左右的时间，并不是我烧的不轻，而是机缘巧合，碰到一个比较好的条件。
本文从新手入门的角度出发，介绍了一些浅显的器材知识，大部分为白话，没有什么理论的东西，也没有什么高深的见解，各位大师看了请勿见笑。
感谢杭州天协筹备组，及杭州天文群的兄弟姐妹们，另外感谢linkage、宇文、醉星、小将、棒子骨、虫子、CCCP、火星、咸鱼等几位不在天协的大师指导。
不罗嗦啦，一共十五章，2W字，先发其中的几章，与大家共飨。
从双筒镜到远程台——业余天文爱好者的观测器材之路
（器材党的阶段小结）
前言
除了纯理论爱好者、天体物理爱好者之外，绝大多数的天文爱好者都如同古希腊的先贤一般，经常抬头仰望星空。自从伽利略1609年发明第一台天文望远镜以来，望远镜从此占据了天文爱好者心中重要的地位，对于很多入门者或者门外汉来说，单筒望远镜几乎等同于天文。因此，爱好者的起步，往往是从一台望远镜开始。本文主要面对起步阶段的新手，让新手看看自己在现阶段能做到什么，今后打怪练级要走什么路线，对于理论类知识介绍的比较少，基本倾向于实务，白话居多，希望能够给新手带来帮助，老鸟看了拍砖我乐意接受：）
序章天文爱好者的器材发展
以上罗列了天文爱好者的基本门类，并和器材选择作了简单的关联。
以下按器材的分类做大致介绍和指引，如果是纯目视党，可以参考目视器材，如果是纯摄影党，可以参考摄影器材，如果是目视+摄影的，可以两者结合，以此类推。本文推荐(注意不是罗列到的)的器材坑爹的比较少，大部分经过同好及作者本人的验证。
第一章双筒望远镜
双筒望远镜是天文器材中观测角度较广、价格比较低廉、无需器材操作基础、使用方法简单可靠的一类器材，因此成为老鸟推荐新手的入门首选。双筒望远镜适合观看的目标有：星云、星团、银河、星座（低倍广角望远镜）等。
通常，适用于天文的望远镜应具有如下特征：口径40-50，放大倍数不超过10倍，倍率固定，具有多层镀膜，镀膜颜色通常为绿膜、蓝膜或紫膜，常见的红膜望远镜并不适合天文观测。
一、手持式望远镜：
推荐画王、裕众徒步系列双筒望远镜，规格有7X50、10X50、8X45、8X42等等。
下图：裕众徒步10X50N双筒望远镜
二、大型双筒望远镜（简称大双、大双筒）：
大型望远镜往往口径大于70毫米，放大倍率大于10倍，重量起码有1-2公斤或以上，常见的规格有20X80、15X70、25X100、40X100等等，大型双筒望远镜的口径和集光力远远大于手持望远镜，可以看到更清晰、更暗弱的天体，但是由此带来了不便就是没法手持观看，需要配合三脚架来进行观测。
下图：25X100大型双筒望远镜
三、双筒望远镜的使用方法：
1、寻找一个比较好的环境。在城市中，应以看到北极星为宜，再就是要认准天空中的路标——夏季可以看到头顶附近的夏季大三角；冬季可以在天顶偏南方向找到亮星极多的猎户座，另外，大部分季节可以借助北斗七星来开始天空的观测旅程，从认识的星座开始。有条件的观测者可以寻找更好的观测地，例如可以看见4、5等星的郊外，甚至开车去有一定海拔的、可以目视到银河的地方。我们还要牢记一点：天文观测，安全第一，由于是夜晚+人流量比较少的地区，应注意人身财产安全。
2、配合合适的星图。最直观、最易得的星图，就是借助手机或PAD上的星图软件，例如stellarium在PC、IOS、安卓系统均有下载，IOS上的starchat、安卓系统上的mobile observatory、谷歌星空地图等，利用星图软件跟你所在的时间地点相匹配，做好准备工作。
3、观测目标。按图索骥地认识星空，将星图与天上的星座相匹配，此时你就会发现天空如有了地图一般，延绵连续，星星的排布也有了规律。使用双筒望远镜，首先要对准天空中较亮的恒星、行星或月亮（如有），完成对焦过程。
下图：双筒望远镜的结构（保罗式）
下图：双筒望远镜的结构（屋脊式）
下图：双筒望远镜的光学原理
看了上面几个图，除了明白双筒望远镜常见的类型之外，也明白了双筒望远镜的对焦机构往往位于中轴附近，调焦的顺序是：先双眼睁开，对准目标亮星，调节焦距，直到星点变为最小。如果双眼视力不一致，有可能调节不到双眼同时看到针尖一般的小星点，此时应注意：先闭上右眼，左眼看左镜筒，调整到合焦；然后闭左眼，右眼看右镜筒，调节右目镜补偿旋钮（见图），调整到合焦。这样就完成了对焦与视力补偿的过程，再睁开双眼，双眼成像均合焦，望远镜也到了一个最佳的观测状态。
完成对焦以后，就正式进入观测项目。通常，使用10倍左右的双筒望远镜，在城市中可以观看到金星相位、土星（视力好的人可以看出土星是一个橄榄状的扁的星体）、月球环形山（6倍以上可见）、M45昴星团、M42猎户座大星云；如果到了环境较好的郊区，可以观测疏散星团M6、M7、M44、英仙座双星团等漂亮的星团，可以分解出璀璨的星点。到了环境更好的地方，如果目视就隐约能看见银河，这才是双筒大显身手的时候。银心（人马、天蝎座）附近有大量的星团、星云，双筒还可以看到银河中尘埃的明暗变化，简直是视觉盛宴一般的享受。此时可以观测球状星团，可以看见M13、M2、M4等常见目标，M8、M16、M17、M20等银河中的星云。
寻找深空目标的方法：在星图中开启M天体选项，就会显示梅西叶星表中的深空星体，对照星图上的星座和亮星，确认目标的大致位置，有时候需要用到星桥法。星桥法，顾名思义就是利用已知的亮星之间连线搭桥，来寻找一些肉眼看不到的目标。
最著名的星桥法要数找北极星，北斗七星勺口的两颗星，延长5倍距离，就可以看见北极星。
下图：星桥法找北极星
找深空目标也比较类似，星图中选取能看见的亮星，根据相对位置，采用连线、延长线、直角连线、中点、垂线等几何方法，帮助快速寻星。
另一种深空观测方法就是巡天。可以由一个目标开始，上下左右地移动望远镜，一个天区一个天区地搜寻天体，移动时应牢记移动的方位和距离，以便判断所找到的星体与初始坐标或附近亮星之间的相对位置，找到了星体后与星图作比较，来确定你看到的是哪一个目标。
四、使用双筒观天的阶段：
入门阶段：熟悉双筒的使用，认识1-2个当季的星座，认识10颗左右的亮星，认识火星、水星、金星、土星、木星等行星；
进阶阶段：熟悉30个左右的星座，认知主要星座的亮星，观测数十个深空星体，逐步不依赖于星图；
高手阶段：观测大部分梅西叶天体，和部分NGC、IC、SH天体，可以独立找到彗星等暗弱目标，基本不需要星图，对巡天有一定心得。
下图：部分梅西耶天体（摄影图片，实际目视比较暗淡且没色彩，表失望）
五、大双筒的优势：
大双筒的口径大、倍率高，有效倍率、分辨率、极限星等、集光力等指标均优于手持双筒，而且部分大双筒具有天顶镜的结构（天顶镜是让光路折射45或90度的棱镜或反射镜结构），更方便观测角度比较高的天顶附近（小双筒看天顶，专治颈椎病），观看深空天体的效果尤其明显。
下图：APM/裕众100ED大双筒（45度）
本帖最后由 msloo 于 2014-8-20 21:17 编辑
第二章经纬仪一、经纬仪简介之所以把经纬仪单独列一章，主要是为了与赤道仪加以区别。对于仅目视的爱好者来说，经纬仪在目视方面比赤道仪更加方便，其对应关系为：手动经纬仪比手动赤道仪简单方便，自动寻星（GOTO）经纬仪比自动寻星赤道仪方便。经纬仪操作简单，就是两个维度：水平的旋转和上下的俯仰，无需对极轴，只要放平就可以了。但是，经纬仪相对于赤道仪，比较不适合深空摄影，会出现场旋的现象。所谓场旋，其原理就是赤道仪的赤经轴与天极轴平行，围绕赤道坐标系进行跟踪，而经纬仪是围绕地平坐标系进行跟踪，与赤道坐标系存在夹角，因此经纬仪拍的第一张照片和第二张照片之间存在一定的旋转角度，如果按照深空处理技法叠加起来，则会出现重影、变形等场旋现象。此外，长时间的行星摄影，使用经纬仪也会出现场旋，只不过影响比较小，因此经纬仪还是支持行星摄影的。（道布森DOB系统的原理跟经纬仪类似）下图：地平坐标系与赤道坐标系的夹角 二、常见经纬仪介绍常见的经纬仪有：AIM经纬仪（手动），由LXY制造，是一种简单的依靠静摩擦力固定的经纬仪，该经纬仪做工精良、尺寸小巧，适合搭载150mm口径以内的牛反或100口径以内的折射望远镜，操作方式与相机云台比较类似。AIM经纬仪没有微动，接驳普通相机三脚架，是便携的首选。下图：AIM经纬仪 晶华Z2经纬仪、天狼TJ2（手动），在LXY经纬仪的功能上多了微动调节，可以对星体进行微调跟踪，在高倍观察时尤为有效，可以降低望远镜的抖动，便于跟踪目标，匹配的1.5寸钢制三脚架稳定性更高，可以承载更大的镜子。下图：天狼TJ2经纬仪 裕众SKYTEE经纬仪（手动），一个比较奇特的经纬仪，可以搭载两台望远镜进行观看，或者在单侧搭载重型望远镜的同时，用另一侧保持平衡。开信ADVANCED GOTO、艾顿MINI TOWER等经纬仪，为计算机化GOTO经纬仪，可以通过控制手柄自动寻星、追星。下图：开信GOTO经纬仪 星特朗SE系列经纬仪，经典的单叉臂经纬仪，具有GOTO功能，但是这个经纬仪适合镜身比较粗短的施卡、马卡镜，使用折射镜或者牛反的同好别买这个，看天顶不方便。米德单叉臂经纬仪与这个类似。（8SE的便携极限可以使用一个登山包一个人携带）下图：星特朗SE经纬仪 星特朗CPC系列经纬仪，主要是星特朗施卡镜的标配，单独买不到，承载力很强，但是底盘沉重，搬动极为不便，该经纬仪可以搭载一个斜劈组件WEDGE，变身为赤道仪。三、经纬仪的使用方法手动经纬仪的使用：将望远镜的鸠尾板安装到经纬仪的鸠尾槽，大致让望远镜的重心落在鸠尾槽的位置，以免出现镜子固定不稳的情况。调整三脚架，使经纬仪尽量保持水平，然后调整经纬仪的松紧度，开始寻星观测即可。GOTO经纬仪的使用：首先调好水平、安装好镜子，打开手柄，一般会让你输入你所在的时间地点，经度纬度，设置好以后开始做三星校准，系统会让你选择当前天空中的亮星，选择其中一颗，经纬仪就会转动指向该星体，使用手柄的方向键调整，直到该星体位于目镜视野的中央，按下确认键，如此这般，把另外两颗星的校准也搞定，这样经纬仪的初始设置就完成了，接下来就是GOTO，选择GOTO目标，望远镜就会自动找到该星并同时开始跟踪，流程完毕，开始你的星空旅程吧。（此状态下可以进行太阳、月亮、行星的跟踪拍摄） 本帖最后由 msloo 于 2014-8-22 13:18 编辑
第三章德式赤道仪一、德式赤道仪简介赤道仪部分，仅介绍德式赤道仪，包括德式赤道仪的变种——艾顿ZEQ25、CEM60赤道仪。另外的叉式、轭式等赤道仪，普通爱好者很难搞到，因此不予介绍。德式赤道仪，是为了克服经纬仪的缺点而设计出来的，它的主要目的就是想克服地球自转对观星的影响。地球自转的影响，想必很多地方介绍过了，简而言之，如果地球不自转，太阳和月亮就没有东升西落，但是地球自转了，星星在固定不变的望远镜里边也会移动，所以设计了赤道仪，跟踪星星的移动，这样目标就稳稳地在视野当中了。刚才在经纬仪的介绍中，提到的手动经纬仪，就需要微调来跟踪，赤道仪也需要跟踪，不过赤道仪的极轴跟地球极轴是平行的，因此，主要旋转赤经轴就可以实现跟踪，而不需要像经纬仪要频繁的调整水平垂直两个方向。德式赤道仪最显著的特征是望远镜位于极轴的一侧，另一侧需要重锤来保持与主镜的平衡。详细结构见下图：下图：德式赤道仪的结构 二、赤道仪的初始位置由图可见，德式赤道仪的初始位置是重锤杆向下垂直地面，望远镜指向北天极（约等于北极星），保持三脚架水平，三脚架接头上（装上赤道仪本体前）有一颗凸出的螺丝对准北方，调节纬度调整螺杆，和方位角调整螺丝，在极轴镜中看见北极星，再按照极轴镜中的提示，将北极星放到正确（赤道仪说明书会给）的位置。三、简单的对极轴方法有人要问了，要是我看不到北极星呢？或者我在南阳台拍摄呢？答案有的，可以使用漂移法。漂移法分两步，极轴方位角（水平方向的放置）的调整和高度角（俯仰）调整：首先把赤道仪调整好水平，放置好初始位置，在主镜上装一个有十字丝的目镜，注意，打开赤道仪的跟踪功能。方位角调整：操作赤道仪，把主镜对准一颗天顶附近，或者正南方高度比较高的亮星，放在目镜十字丝中间：若星点出现南移，说明极轴偏东。（赤道仪方位角调整处）水平西移修正；若星点出现北移，说明极轴偏西。水平东移修正直到星点不发生偏移。 调整完方位角以后可以调整高度角，选一颗东方或者西方的亮星，放在十字丝中间：如星点出现北移，说明仰角过高。（纬度调整处）降低仰角修正；如星点出现南移，说明仰角过低。增加仰角修正。又有人说了，阳台视野狭小，东西方看不到星，怎么办？那就做1/2漂移法。先把赤道仪移动到北阳台（或者北面的楼道、窗口），利用北极星对好高度角，然后把赤道仪搬回南阳台，用南阳台的某颗亮星漂移，完成方位角的调整（无需再次调整高度角）。学不会漂移法怎么办？办法：星特朗AVX、CGEM级别以上的赤道仪拥有ALLSTAR功能，可以帮助对极轴，在阳台也可以做到；艾顿赤道仪也有类似的功能，可以无需极轴镜来获得精确的极轴位置。四、常见赤道仪介绍国内普通爱好者常用的赤道仪，基本都为德式，按品牌可以这么划分：信达，级别从低到高有EQ3-D（小黑的标配，对极轴不方便，钢脚比铝脚稳固）、EQ3-W（比EQ3-D多极轴镜）、EQ3-PRO（比EQ3-W多了电跟、GOTO手柄、导星）、HEQ5跟踪版（比HEQ5PRO少了GOTO和导星）、HEQ5PRO（信达著名赤道仪，该品牌严格深空摄影的最低要求，同级别最重）、NEQ6（精度不错，载重比HEQ5PRO高，适合做8-10寸牛反的底盘）、AZEQ6（NEQ6的升级，可以调整为经纬仪模式，有同时架设两架望远镜的能力）、EQ8（重型）。信达的优势：保有量大，比较稳定，经过了时间的考验，但是极轴镜等功能比较落后。星特朗，EQ1（80EQ的标配，晃）、CG4（同EQ3-W）、CG5（类似HEQ5，但精度稍差）、AVX（CG5的升级改版，具有独特ALLSTAR功能，该品牌严格深空摄影的最低要求）、CGEM（ALLSTAR，略强于NEQ6）、CGEM-DX（ALLSTAR，比CGEM提高载重）、CGE-PRO（ALLSTAR，重型）。星特朗的优势：专利的ALLSTAR功能，精度不输信达，但是比信达略贵。艾顿，SMARTEQ（便携的小型赤道仪）、ZEQ25（与传统德式赤道仪有所区别，该品牌严格深空摄影的最低要求，同级别最轻便）、IEQ30（德式赤道仪，艾顿的型号30就代表载重30磅）、IEQ45(PRO)（载重45磅）、CEM60（与传统德式赤道仪有所区别，中央平衡设计，具有码盘可以在意外断电后也不用归零）艾顿的优势：后起之秀，对极轴方式简单方便，轻自重、高载重，但是毕竟是新的东西，需要磨合。以上三大品牌是价格、做工、精度都不错的品牌，优先推荐。其他米德（代表作lxd75）、晶华（代表作je160je175）、博冠、开信、智通等品牌，保有量比较小。另外有威信、高桥、ASA、LOSMANDY、派拉蒙等国外高端赤道仪，属于土豪级别，这类器材的拥有者基本不是新手，不予介绍。五、赤道仪的使用步骤（以艾顿ZEQ25为例）这里简单地将赤道仪的使用过程过一遍，加深读者的记忆，以ZEQ25为例，其他型号的赤道仪有区别，但大同小异。1、三脚架水平放置，突起处对准北方2、赤道仪本体、重锤安装到位，高度角与所在地的纬度对应3、安装好主镜、寻星镜，调整好主镜与寻星镜（或指星笔）的同轴（两者指向同一颗星）（如果摄影，则要加上导星镜、相机、转接环、快门线、导星线等所有设备，在这里就要安装到位）4、松开赤经轴，调整平衡（重锤上下移动，做到两边像天平一般平衡），锁定赤经轴5、松开赤纬轴，调整平衡（主镜前后移动），锁定赤纬轴，调平衡完成6、接通电源，设定好所在地经纬度、时区（如果手柄提示GPSOK，系统会自动获取，通电的步骤也可以提前）7、根据手柄中的极轴星位置提示，对准北极星观看极轴镜，将北极星放置到对应的位置，对极轴完成8、进行一星校准或三星校准（我通常做一星，够用），当校准星位于望远镜视野中心，别忘记按ENTER键确认一下，校准完了GOTO就会变得准确9、GOTO到目标，观测（如果是摄影，那么先导星，导星曲线稳定了开始拍摄）六、常见的一些问题中天（深空摄影时用）：中天是德式赤道仪具有的一种现象，简单的来说，当望远镜指向不在中天位置（正南/北方这一条赤经轴线）时，通常是主镜高于赤道仪，例如看东方目标，主镜比较高且指向东方，重锤比较低，随着跟踪渐渐到了中天位置，主镜跟重锤一样高，过了中天，则重锤在上、主镜在下了。一旦过了中天，德式赤道仪的继续跟踪精度会下降，因此过了中天以后要重新指向目标一遍，翻转到另一边还是主镜高、重锤低的状态（有GOTO的赤道仪可以重新GOTO或者中天自动翻转）打腿：由于德式赤道仪的结构所限，在某些角度由于主镜镜身比较长，会磕碰到赤道仪的三脚架，甚至卡顿、停止，严重时还会烧坏赤道仪的电机。虽然大多数赤道仪在打腿时候会强行停止，但打腿不但使得观测停止，还对赤道仪多少有点损伤，因此要尽量避免打腿。避免方法：尽量不过中天继续跟踪，或将三脚架更换为立柱（立柱占空间小，不容易打腿）下图：上海WFT制作的斧头帮立柱 平衡问题：平衡没有做好，容易影响赤道仪精度，严重不平衡的时候赤道仪转不动，甚至损害电机、磨损齿轮，因此平衡问题至关重要，艾顿的平衡尤其敏感，信达/星特朗的没那么敏感，但不代表不重要。重锤不够：主镜太重，原装重锤不够的时候可以增加重锤，或者买一根配套的延长杆。延长杆是最佳选择，延长了力臂达到平衡，又很少增加整套系统的重量。仰角、方位角调整：多数赤道仪仰角、方位角调整的螺丝是两颗相对的螺丝，只有一颗拧松、一颗拧紧这样才能调整，如果碰到拧不动，需要提前把对面的螺丝松开“让位置”。本地就有同好碰到强拧灰飞烟灭的悲剧结果，拧断螺丝而返厂。
第二部分传送门：http://www.astronomy.com.cn/bbs/thread-297997-1-1.html 顶起！！！强力顶起！！！ 太给力了 精华帖子啊。顶了 沙发啊
顶 这个必须顶 本帖最后由 positron 于 2014-8-20 21:38 编辑
凯撒兄太高效了，几天下来2W字出来了。我的8000字（天文爱好者入门与提高）写了一周，成了酱油贴…… 赞，码字辛苦了。。。。。。 通俗易懂！很不错的帖子！很辛苦啊！顶一个！ 简直是集大成者，强顶~！ 这个绝对精华了 好文章！！！ msloo强大 点赞点赞！！msloo忒给力了！期待其它章节。。。。。。 对于我这样的新手真是受益匪浅阿！ 强力顶啊，好贴，写的太好了，很全面。 好帖 写的很好，很有指导意义，期待下面的篇章！！ 新手学习了