Главная

Наблюдения

Открытия Обсерватории

Обсерватория

Астрофотография

Методики наблюдений

Статьи
Каталог ссылок
Южные ночи 2005
Астрофест 2003


Астрометрия комет и астероидов

Данное руководство поможет вам без труда выполнить астрометрию астероида, кометы или обычной звезды по пзс-изображениям, с использованием программы Astrometrica. Программа загружается с сайта www.astrometrica.at/, бесплатная версия работает 100 дней, для дальнейшей работы необходимо приобрести лицензию.

Установив программу необходимо загрузить элементную базу астероидов и комет, для этого необходимо подключится к сети, в основном меню выбираете ‘Internet’->’Downlaod MPCOrb’, файл довольно внушительный на данный момент больше 20Мб. В дальнейшем для обновления элементов его не придется больше загружать полностью, с помощью команды ‘Update MPCOrb’ загружаются только обновления.

Теперь необходимо настроить программу под свою инструментальную базу ‘File’->’Settings’. Тут однозначных установок дать нельзя, для каждого инструмента будут свои параметры, их нужно подбирать экспериментально, но все же поподробнее остановимся на этом.

Первая закладка связана с местоположением обсерватории и деталях о наблюдателе и инструменте. Вопросов по ней быть не должно, если у вас еще нет кода обсерватории, то указывается XXX. Координаты обсерватории указываются десятичной дробью с точностью до 4-го знака. Контактная информация исключительно на ваше усмотрение, обязательно указывается наблюдатель, вычислитель и данные по телескопу.

Следующая закладка ‘CCD’, пример моих настроек:

Scale and Orientation. Указывается фокусное расстояние телескопа, позиционный угол камеры (в моем случае получается прямое изображение, поэтому угол 0). Pointing – зона, в пределах которой программа будет отождествлять область снимка с астрометрическим каталогом. Погрешности желательно не ставить очень большие, так как это сильно увеличивает время на обработку изображений.

Time in File Header – отмечается старт, середина или конец экспозиции в зависимости от того, что используется в вашей программе получения изображений. Если программа, в которой вы получаете ПЗС-изображения, автоматически не переводит время во всемирное, то эту разность нужно обязательно указать в графе Offset from UT. Precision – точность, с которой определяется время, как правило для наших нужд 1сек более чем достаточно, но при наблюдении NEO с короткими выдержками лучше ставить 0.1. Так же следует поставить галочку Skip checking of time after loading, в противном случае программа будет запрашивать время для каждого снимка, но при этом не нужно забывать каждый раз синхронизировать время компьютера, когда вы проводите съемку.

Остальные три раздела в этой закладке: чип, фильтр и единицы времени, сложностей с ними быть не должно, все указывается исключительно под ваши данные.

Закладка ‘Program’, пример настроек:

Это самая важная закладка в настройках, от нее завит насколько корректно программа будет отождествлять полученное изображение с данными астрометрических каталогов и отождествлять движущиеся объекты. Здесь нельзя дать однозначных рекомендаций, со значениями придется экспериментировать в процессе работы и подбирать оптимальные опытным путем. Самое сложное подобрать оптимальные значения Object detection.

Aperture radius – радиус, в пределах которого программа идентифицирует звезды, как правило он должен быть примерно в 2 раза больше чем радиус слабых звезд на изображении или если выражаться математическими величинами, то в 2-3 раза больше FWHM. При этом следует учитывать, что для оптимальной астрометрии значения апертурного радиуса на различных изображениях могут быть разные. К примеру, я на изображениях хорошего качества использую радиус 4пкс, а в случаях когда изображение получено в условиях плохой атмосферы и звезды сильнее размазаны из-за турбуленции, использую радиус 5пкс.

Detection limit – чем меньше это значение тем слабее звезды определяются на изображении, я остановился на 3.9, со значением нужно эксперементировать, но очень занижать его не нужно, программа начинает определять за движущиеся объекты всевозможные артефакты.

Minimum FWHM – тоже нужно подбирать экспериментально, по опыту обратил внимание, что у меня лучшие снимки со значением 1.3-1.5”. Сильно занижать это значение не стоит, так как тогда программа начинает определять за звезды горячие пикселы.

PSF-Fit RMS - после многочисленных экспериментов я остановился на значении 0.3. Это функция, которая отображает качество математически построенного профиля звезды. Выражаясь простыми словами это как бы графическое изображения звезды, и чем больше это значение, тем больше отклонение от идеала, т.е. тем хуже качество изображения. Поскольку слабые объекты на изображении далеки от идела, а астероиды вдобавок еще и смещаются на изображении за время экспозиции, можно это значение поставить побольше чем стоит по умолчанию. Это позволит автоматически детектировать более слабые астероиды.

Search radius – радиус обнаружения движущихся объектов, т.е. если на нескольких снимках какой-либо объект смещается на большее значение, то он будет отождествлен как движущийся. Это тоже экспериментальное значение, которое нужно подбирать исходя из вашей связки телескопа и камеры, но обычно оно должно лежать в пределах 1-3 угловых секунд.

Еще были сложности с Reference Star Matching. Рекомендуемое значение числа звезд для сравнения с каталогом – 30, как оказалось в моем случае, это не всегда позволяло идентифицировать поле. Пришлось остановится на значении 100, хоть это увеличивает время на обработку, но зато программа всегда корректно работает.

Image Alignment – здесь нужно указать число звезд и площадь, которые будут использоваться в обработке при сложении кадров и бликовании. Число звезд я установил 30, значение площади у меня – 0, это значит, что используется полный кадр, так как матрица маленькая. Если у вас большая матрица, то для того что бы компьютер не обрабатывал весь снимок можно ограничится меньшим полем, что ускорит процесс.

Star Catalog - выбору звездного каталога для астрометрии то же следует уделить внимание. Можно подключить каталоги, например, USNO-A2.0 и UCAC непосредственно в программу, загрузив их в папку с программой, а в закладке 'Catalogs' указать путь к этим каталогам. Для того чтобы каждый раз не переключаться между ними можно сохранить для каждого отдельную конфигурацию. Делаете, например, для каталога , USNO-A2.0 все настройки, после чего сохраняете его под уникальным именем, тоже и для UCAC. В дальнейшем, нажав на панели инструментов кнопку ‘Edit program settings’ -> ‘Open’, выбираете нужную конфигурацию и работаете. Подобным образом можно сделать отдельные настройки для разных инструментов и камер. Если у вас нет астрометрических каталогов на дисках, Астрометрика может работать с ними через Интернет, просто при работе с программой нужно будет подключаться к сети. Следует принять во внимание, что наибольшей точностью обладают каталоги PPMXL и UCAC-3. Так же следут ответственно подойти к выбору предела по звездам. Дело в том, что при установке предела сравнимого с пределом по звездам на изображении, программа использует для астрометрии слабые звезды, что сразу в несколько раз увеличивает погрешности астрометрии. Поэтому я, например, на своих изображениях, на которых как правило предел лежит в интервале 20-21m, использую в настройках программы предел по звездам до 17m.

Закладка Environment

В этой закладке вы указываете пути к папке, где будут храниться ваши пзс-изображения; файлу с орбитальными элементами и полученным итоговым данным. Так же можно создать собственную цветовую легенду для обозначения звезд и объектов.

Закладка Catalogs

Здесь можно указать пути к имеющимся на диске астрометрическим каталогам.

Закладка Internet

Программа имеет встроенный почтовый клиент, выполнив настройки под ваш сервер, можно отправлять астрометрию непосредственно из программы, это дает полную гарантию, что астрометрия будет отправлена в надлежащем виде и кодировке. Для отправки данных на панели инструментов используется кнопка ‘Send MPCReport’. Так же в закладке можно установить желаемые сервера, с которых будут загружаться элементы и астрометрические источники.

Теперь можно приступать к астрометрии. На панели инструментов нажимаете кнопку ‘Load Images’ и загружаете интересующие вас изображения. Тут нужно обратить внимание на количество загружаемых изображений. Дело в том, что для астрометрии в «ручном режиме» вы можете загрузить любое разумное число кадров, но если вы хотите что бы программа автоматически нашла и сделала астрометрию для движущихся объектов, то число изображений не должно превышать 10!

Рассмотрим конкретный пример автоматического режима, как наиболее предпочтительного, на астероиде (90403) 2003YE45 . После загрузки изображений в программу, становится активна кнопка Moving Object Detection, нажатием на которую вызывается маленькое окошко, в котором предлагается ввести имя объекта или координаты центра кадра:

Замечу, что проще ввести имя, чем координаты. К примеру, как на рисунке для нумерованного астероида достаточно ввести номер в скобках; для периодической кометы только префикс – например, 6p/; для долгопериодической тоже только код, например c/2008j1. Окно не чувствительно к регистру. После чего, нажав ‘Ok’, программа автоматически сверяет изображение с астрометрическим каталогом, определяет звезды, движущиеся объекты и при нахождении последних выдает информацию о них, а так же дополнительное окошко, в котором содержится справочная информация об общем количестве звезд, звезд используемых для астрометрии и фотометрии и погрешностях:

Рисунок статичен, но в действительности при работе с программой в окне ‘Verify object’ будет представлена анимация движения объекта. В строке ‘Display’ можно изменять увеличение, начальную точку отсчета и частоту блинкования. В случае, если полученные данные астрометрии хорошо согласуются с элементной базой, то в строке ‘Object designation’ будет автоматически определен объект, как в нашем случае и остается только нажать кнопку ‘Accept’, после чего астрометрия всех изображений будет скопирована в надлежащем виде в MPC report file. Просмотреть его можно соответствующей командой в меню ‘File’. Все, остается только отправить астрометрию в MPC кнопкой ‘Send MPCReport’ на главной панели инструментов, либо делать астрометрию следующего объекта.

Часто бывают ситуации, когда полученные координаты объекта значительно расходятся с элементной базой (обычно это свойственно для недавно открытых комет и астероидов), и в строке ‘Object designation’ будет стоять ‘?’. В этом случае нужно нажать маленькую кнопку ‘…’ появится окно со списком объектов, расположенных в пределах градусного поля, в котором можно выбрать интересующий вас астероид. В этом окне так же будет указано отклонение полученных координат от элементной базы. Как правило, если у вас загружены свежие элементы, это отклонение не превышает 0.2', хотя в случаях когда в поле попадает не наблюдавшийся несколько лет астероид, отклонение может составить 10' и даже более.

Астрометрию слабых объектов нужно производить по сложенным изображениям. Подобная ситуация бывает, когда фотографируется слабый астероид или комета, но собственное движение объекта не позволяет применить длительную выдержку без его значительного смаза на изображении. За время экспозиции в идеале объект не должен смещаться больше чем на 1пкс или 1”. В этом случае делается серия снимков, затем она разбивается на 2-3 части, в зависимости от желаемого количества точек астрометрии и каждая часть серии складывается по объекту и обрабатывается отдельно.

Последовательность действий будет следующая. Допустим, вы получили 6 изображений слабого астероида, уверенная астрометрия, которого по одиночным снимкам невозможна. На главной панели инструментов нажимаете кнопку ‘Stack images’, в появившемся окне ‘Add’ , выбираем первые 3 кадра, ‘Ok’. Затем появится окно, в котором нужно указать название астероида, в этом окне так же можно указать желаемый тип сложения кадров. После этого программа обработает снимки и сложит их по астероиду, исходя из его собственного движения. В итоге вы получаете значительно более качественное изображение астероида, кликнув по астероиду левой кнопкой мыши, вы даете команду программе сделать его астрометрию. Появится окно ‘Object verification’, действия в котором уже рассматривались выше. Точно такие же действия повторяем с 3-мя оставшимися кадрами и в итоге получаем 2 уверенные точки астрометрии.

Некоторые ответы на часто задаваемые вопросы

©2003-2015 Виталий Невский
Хостинг предоставлен: hoster.by

Rambler's Top100