本帖最后由 a2297255 于 2024-7-11 15:05 编辑
漂移法对极轴详细图解 （fayue2000） 很多人对漂移法非常不理解，这主要是不明白其中原理，原理清楚了，其实很容易，虽然有些啰嗦，但很有必要。 一、 首先明确对极轴的目的 1. 由于地球自转，地面上观测者看见的星空是自东向西沿着圆弧运动，轨迹就是一个个同心圆，圆中心就是北天极。 file:///C:/Users/%E5%AD%99%E6%9D%83/AppData/Local/Temp/ksohtml25048/wps1.png 赤道仪功能就是让望远镜沿着这个圆弧运动，使目标始终保持在视野中。赤道仪上控制这个圆弧运动的就是赤经RA （关于赤经和赤纬概念可看以前写的“赤道仪入门手册”），而赤经轴心就是赤道仪极轴位置，因此无论赤道仪如何转 动，极轴是不变化。明白上面的道理，就会理解为什么要对极轴了，主要目的是让赤经沿着星轨移动，不管是手动还 是电跟，目标始终会保持在视野中（当然手动需要微调赤经，来跟踪星体运动）。 2. 如果能看见北极星，那一切都相对变容易，有极轴镜对极轴，没有极轴镜用望远镜也可（前提是望远镜与极轴平行）， 如果目视基本没有问题，但大部分时候，是看不见北极星，比如被遮挡、南阳台等，那如何对极轴呢？其实，赤道仪设计 上已经考虑到这个问题， file:///C:/Users/%E5%AD%99%E6%9D%83/AppData/Local/Temp/ksohtml25048/wps2.jpgfile:///C:/Users/%E5%AD%99%E6%9D%83/AppData/Local/Temp/ksohtml25048/wps3.jpg 先把极轴对准正北（有些赤道仪上腿上有“N”字），正北确定可以用指南针，然后调节“T”字螺杆，让上面的刻度对准 当地纬度（可通过GPS查询）。如果这两项全部做了，尤其正北对准了，那极轴大体也就确定了，如果目视化，完全足够了。 3. 那么为什么还要漂移法对极轴呢？其实就是精确对极轴！即使能看见北极星，也很难精确对准，主要是因为北极星与北天极事实上并不重合，相反，北极星是围绕北天极在做圆周运动，换句话，就是北极星并不固定，始终在运动。因此，漂移法对极轴很有意义，可以对极轴进行校准和验证，尤其是看不见北极星，成为精确对极轴非常重要的手段。（如果看见北极星，当然可以用极轴镜上时间刻度盘和日期刻度盘来精准对极轴） 4. 为什么要精确对极轴呢？深空长期曝光，如果是目视化，粗对极轴就可以，当然不是说精确对极轴后，就可以长时间曝光了，由于周期性误差等等其他原因，还需要其他辅助手段，比如软件导星等。 二、 需要理解几个概念： 北天极 地平圈 天顶 子午线 天赤道 这些概念看起来非常陌生，好像很复杂，其实看看下面图中标注，就会非常清楚了，这是想象的一个模型。 file:///C:/Users/%E5%AD%99%E6%9D%83/AppData/Local/Temp/ksohtml25048/wps4.png 红点就是赤道仪的位置，极轴镜对着北天极，过红点垂直极轴面就是天赤道，正上方就是天顶，从北到南过天顶的半圆就是子午线。 为什么这些概念要弄清楚？因为下面还会提到。 三、 熟悉赤道仪 这里仅仅介绍与对极轴有关的部位。 file:///C:/Users/%E5%AD%99%E6%9D%83/AppData/Local/Temp/ksohtml25048/wps5.png 对极轴需要调节就二个部位，一个是方位角，一个是仰角，方位角是调节赤道仪东西方向水平移动的部件，而仰角是调节赤道仪极轴高低仰角的部件，也是极轴与地平圈的夹角。仰角上有刻度，对应当地纬度（可通过GPS查阅），方位角依靠三角支架上“N”对准磁北（可通过指南针粗定，此处尽量对准，后面相对容易些），由于当地纬度确定，仰角可调范围不大，但方位角相对问题比较多，偏差太大 可能还需要移动支架，因此这就是为什么很多漂移法提醒大家要先调整方位角，再调整仰角，这样成功率相对要高的原因。 四、 粗调极轴 1. 熟悉赤道仪后，下面粗调极轴，最好在地下划一个“十字”，用罗盘标明方向，然后把带有“N”支架或极轴镜对准“正北”，然后调整极轴、望远镜、重锤杆所有与地面投影线都指向北，并在一条线上（其实望远镜和重锤杆的位置，单对于调极轴没有任何影响，只是养成好习惯，以后GOTO有用）。还有一个容易忽视的，就是其他两个支架腿，这两个腿的连线一定要在东西方向上！如果斜了，那极轴可能指向西北或东北了，再如何漂移法对极轴都没有任何意义。（我曾经没有注意这两条腿，极轴怎么也调不好，郁闷死了！） file:///C:/Users/%E5%AD%99%E6%9D%83/AppData/Local/Temp/ksohtml25048/wps6.png （有的赤道仪极轴与支架不在一条线上，但道理是一样，具体情况具体分析） 2. 按当地纬度调整好仰角（上面有刻度），全部就绪。 3. 其实这一步非常非常重要，叫“粗对”很不合适，应该是精确对“正北”！大家可以想象一下：仰角，由于纬度确定了，其实可调整仅仅是很小的范围；而方位角，就10厘米左右螺杆，东西移动距离也就几厘米，所有可调节范围都很小，因此如果极轴没有对准这个很小的范围，偏差比较大，可以想象怎么去调？如果“北”都没有对准，上来就漂移法，可以想象结果是什么？ 五、 漂移法 1. 首先还需要准备一个带十字丝的目镜，为什么一定要呢？主要用于定位，并方便观测移动，当然也可以借助软件或其他工具，但带十字丝的目镜的确非常方便。 2. 调节方位角，为什么要先调方位角？前面已经解释了，其实仰角可调范围很小（纬度限制），主要是方位角调整。 a.先转动望远镜的赤纬和赤经（转动方法不同赤道仪各不相同，怎么方便怎么操作），千万不要动三角架，在正南方天赤道与子午线的交叉位置寻找一个亮星（这里用到上面介绍的概念，可再看看），很多人不明白，为什么选这里？因为这个点非常特别！首先，在天赤道上的星轨最长，换句话说，天赤道上的星星移动最快！其次，由北到南的子午线，可粗略认为是正好穿过北天极，因此赤道仪仰角对其影响最小。简单地说，就是这个位置星体，位移大，而且不受仰角影响（仰角此时还没有调整），当然，也不是一定要在这个交叉点上，仅仅理论如此，如果想精确对极轴，越接近越好吧，明白原理，就没有必要很教条了。 b.安装十字丝目镜，用微调把亮星移动到十字交叉点上，然后微调赤经或赤纬（这里需要锁死两个轴了，下面仅仅微调），并调整旋转目镜，让星点沿着十字臂移动，并记住赤经和赤纬代表的十字线，如果这里调整不好，容易误判。 file:///C:/Users/%E5%AD%99%E6%9D%83/AppData/Local/Temp/ksohtml25048/wps7.png c.打开跟踪，单跟、双跟都可以，其实都仅仅是赤经在转动，没有跟踪就不要漂移了。为什么要打开跟踪呢？前面介绍过，星体是沿着圆弧自东向西运动的，而赤经就是跟踪这个圆弧，如果极轴有偏差，会体现在上下方向，也就是赤纬线上，而赤经方向由于电机跟踪，不会出现左右位移，非常方便观察和判断。如果不打开跟踪，上下左右都有偏移，判定难度会加大。 d.用微调把亮星放置在十字交叉点上，等待并观察，偏移越大，移动的速度就越快。 e.现在出现偏移，那应该怎么调呢？不急，先解释一下，为什么会出现偏移，什么影响了偏移，如果原理明白了，就不用记繁琐口诀，向东调还是向西调，都不重要，结果最重要。 file:///C:/Users/%E5%AD%99%E6%9D%83/AppData/Local/Temp/ksohtml25048/wps8.png 如上图，假设星体在子午线和天赤道交叉点上，如果极轴精准，星体会沿着红色2号星轨向西移动，而赤道仪赤经也是这个轨迹跟踪，所以在十字丝目镜里面，上下左右都没有偏移，可长时间保持在中心位置，如下图所示： file:///C:/Users/%E5%AD%99%E6%9D%83/AppData/Local/Temp/ksohtml25048/wps9.png 如果赤道仪极轴偏东（记住，无论如何转望远镜，赤道仪极轴都不动，始终对着正北），星体依旧沿着红色2号星轨向西移动（星体移动轨迹是不变），但赤道仪赤经却是沿这粉红色1号轨迹跟踪，在十字丝目镜里面，星点左右没有变化，却向上在移动，如下图所示： file:///C:/Users/%E5%AD%99%E6%9D%83/AppData/Local/Temp/ksohtml25048/wps10.png 同样的道理，如果赤道仪极轴偏西，赤道仪赤经却是沿这蓝色3号轨迹跟踪，在十字丝目镜里面，星点左右没有变化，却向下在移动，如下图所示： file:///C:/Users/%E5%AD%99%E6%9D%83/AppData/Local/Temp/ksohtml25048/wps11.png f.了解偏移原理了，那怎么调整呢？其实还是那句话，过程并不重要，结果最重要！调整的目的是让星点长时间保持在十字丝中心位置，没有上下移动。因此，不要关心往东还是往西调整，边调边观察，自己去感觉，每个设备都不同，千万不要教条! 3. 调整仰角，前面说过，仰角由于当地纬度限制，可调节范围很小，因此相对容易些。 a. 先转动望远镜的赤纬和赤经，同样不要动三角架，在正东方（也可以是正西方）接近地平线的位置寻找一个亮星，为什么要在这位置呢？同样这个位置比较特别！首先，这颗星也在天赤道上，道理同上；其次，因为在正东方（或正西方），其星点移动不受方位角变化的影响（这个可以想一想，方位角调节螺杆正好是东西方向）。当然，由于地平线位置气流干扰、光害影响，很难观察，因此在正东方向往上找，合适就行，理论明白就行，千万不要教条。 b. 找到星体后，同样按2.a-2.b-2.c进行操作。 c. 虽然漂移原理都是一样，但还是再介绍一边，加深一下印象。
file:///C:/Users/%E5%AD%99%E6%9D%83/AppData/Local/Temp/ksohtml25048/wps12.png 先看上图正东的星轨，直线部位就是天赤道。
file:///C:/Users/%E5%AD%99%E6%9D%83/AppData/Local/Temp/ksohtml25048/wps13.png 如上图所示，星点按星轨运动，如果极轴精准，赤道仪赤经跟踪也是沿这个轨迹，假设是图上2号红线。如果赤道仪仰角高了，赤道仪赤经按蓝色1号轨迹跟踪，由于赤经跟踪，星点左右没有移动，而目镜中星点轨迹向下移动，如下图：
file:///C:/Users/%E5%AD%99%E6%9D%83/AppData/Local/Temp/ksohtml25048/wps14.png 如果赤道仪仰角低了，赤道仪赤经按绿色3号轨迹跟踪，由于赤经跟踪，星点左右没有移动，而目镜中星点轨迹向上移动，如下图：
file:///C:/Users/%E5%AD%99%E6%9D%83/AppData/Local/Temp/ksohtml25048/wps15.png d. 出现偏移如何调整呢？还是那句话：过程并不重要，结果最重要！调整的目的是让星点长时间保持在十字丝中心位置，没有上下移动。大家再看看那张正东的星轨照片了，是否能发现星点在天赤道左边和右边，轨迹是有变化的，调整的方向也不同。 六、 注意事项 先方位角，再仰角。 调整方位角的时候，千万不要去动仰角。 调整的幅度从大到小，第一次可以调过，再往回调，观测时间可不断延长。 微调一下方位角/仰角后，用赤经/赤纬的微调把星点移动到十字中心（一定不要用方位/仰角螺杆把星点移到中心），然后再等待并观察。 切记漂移法仅仅是精确对极轴，如果调到头依旧出现偏移，那就要考虑移动三角支架了，重新找正北。（这仅仅是指调整方位角而言） 有经验后，再自己总结口诀，不建议直接借用其他人的口诀，不要教条地去模仿。 七、 后记 这些文字整理一周多，同时也是一个自我学习的过程，其中错误一定不少，我喜欢刨根问底，喜欢去了解深层的原理。希望大家给予指正，再次感谢！
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发表于 2024-7-11 15:07
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