2013-12-8‧星野攝影之最精密導星作業實務
‧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。在網路搜尋極軸修正（極軸校正）、光軸校正、漂移法、周期誤差、追蹤精度、像場旋轉等多項名詞，一樣會很容易找上本格推理，不必非用「8cm」搜尋不可。
如果閣下可以在沒有光害與大氣擾動環境下進行星野攝影，或者是目視觀星，可以不用再看以下內容。挑戰攝影極限星等的技術層次與星雲不同，需要各方條件配合，以下內容有助於做出最佳同步攝影。
因為大氣擾動的影響，無論是平地或高山，晚間星點的移動都一樣大多數是3秒角上下的（仰角越低越大），即使是各國高山天文台那些口徑以公尺為單位計算的望遠鏡，給恆星做幾秒鐘曝光的星點直徑竟然也是大多接近3秒角（有人看到會覺得意外，但請恕筆者不贅述資料出處），因此在長時間曝光攝影的場合，望遠鏡無論口徑大小分解能都是差不多的），仔細觀察下面動畫就知道，要做到星點3秒角的長時間曝光，不必大口徑，6～8公分的望遠鏡就綽綽有餘，144齒的赤道儀就非常OVER了，真正的先決關鍵門檻純粹只在極軸校正與防禦型導星技術。光電導星是跟著星點跑，在大氣擾動3秒角的狀況下，星點有半數時間不在應有的位置上，而且亮星還會隨時變化形狀，如果大家對於星點的確實位置沒有概念，只是一路跟在星點後面亂跑一通，那樣就絕對不可能在長時間曝光過程實現3秒角星點，想都不用去想的。
筆者使用的8cm普通消色差長焦屈折赤道儀
上面和下面的動畫就是用這組設備和SPC900NC攝影機做的
現在更簡單有很多便宜好用的『電子目鏡』可協助極軸校正
最有趣的是上面這段討論其實是多餘的，如果沒有對準極軸的話，就會像下圖一樣（這差不多是用漂移法校正極軸的最高精度），在這種情況下想靠光電導星『追著星星跑』（或者應該說是『繞著星星跑』會更為貼切），非但無法實現3秒角星點的長時間曝光，暗星經過核心曝光區的機率也會更加減少，這該算是追蹤技術操作力不從心的必要之惡吧。
如果極軸沒有對準又任由光電導星繞著星星跑，暗星會在好幾秒角平方的範圍裡跑來跑去，其中只有比較核心的位置經過頻率最高才能相對明顯感光，也就是說有過半的攝影時間都被浪費掉了，舉例來說10分鐘的曝光只有3分鐘是在核心位置感光，但是為了得到3分鐘的有效感光，卻足足吃了10分鐘的光害，這都是因為沒能做到精確追蹤所致。
極軸偏差0.008度角（28.8秒角）場合的追蹤誤差
量測偏差角度與方向變化‧就可以逆運算解出極軸的偏差角度與方向
完全是一次方簡單筆算就OK超輕快（這個才是世界一實戰聖(勝)物）
※參考本格最下面說明就知道怎樣計算
這是漂移法模型與微積分聯手也做不到（那是給教授唬學生用的）
而且實務上對不準極軸（會因大氣折射誤判仰角，尤其是低緯度地區）
很多天文台大赤道儀誤以為追蹤速度差錯‧其實元兇是極軸仰角誤判
正港立派學術格調是要由球面幾何三角函數給他正面攻擊才是大正解
總之這個最快速計算筆者看過會做，最精密計算筆者也看過會做
筆者2008年完成理論實證並將持續研究更奸巧之特急操作程序
只在實驗室裡才能得見的赤道儀精度終可完全發揮在天文研究戰區
如果把極軸對準，加上對周期誤差進行修正（大約一分多鐘手工介入修正一下就是最高標準，聽說現在也有自動感應調節速度變化的款式），天文台的大望遠鏡甚至可以不太關注周期誤差（尤其是口徑以公尺計算的望遠鏡的赤道儀齒數很多，所以周期誤差非常小），這樣只要曝光3分鐘就可以達到相同的暗星感光，更棒的是只需要吃3分鐘的光害，這樣就可以得到反差更好的暗星感光相片。
大型望遠鏡看起來口徑大有集光力的優勢，但也因此失去諸多精密追蹤的優勢，加上他們還在用漂移法校正極軸，因此大型望遠鏡的口徑實力在實用場合都是一定有很大折扣的，其實小望遠鏡也一樣有折扣，但是小望遠鏡要完全發揮實力要輕快容易得多，結論是望遠鏡大小之間的績效差距沒有大家想像中那麼大。巨大的望遠鏡在操作上有諸多不利精確追蹤的因素，光是極軸難以經常校正就很吃虧，因為赤道儀的極軸每日都會下沉一些（這是機械在重力與熱漲冷縮之後產生的典型變化，還好這只會讓周期誤差的加減速修正不均等（加速值＞減速值），極軸下沉不舉的話會看見恆星日周運動速度變慢了，但這純粹只是天球東西向的追蹤速度變化還好處理，這是天文台大型赤道儀的必有症狀），反倒是像筆者這樣輕巧的赤道儀能輕易做到精確追蹤，因此筆者要務實的告訴大家，在長時間曝光的作業領域，小型望遠鏡的機會空間很大，要做到極軸偏差0.00003度以下的3秒角星點精確追蹤，很多觀星愛好者的赤道儀都已經極度OVER了，只是望遠鏡的焦長要更長才對，大家看到上面的動畫就會了解這是客觀實證，不是在敷衍的 。
紗 藤 ま ゆ
這位天体観測愛好者 也是深明大義
知道要用8cm普通消色差長焦屈折赤道儀
筆者自宅距離捷運交會處只有兩個紅綠燈，絕對是都會而不是郊區 ，雖然筆者很少出門，一生從沒見過銀河這種東西，但是從前在自宅還是有用8吋望遠鏡目視察覺13.4等星的經驗，只要盡量 1精確追蹤 2縮小攝野 3曝光時間不要太久（第1點用漂移法不可能做到，第2、3點是要少吃一些光害），就能讓更暗等級的星點達成感光目標。
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(在攝影實務立場，太亮與太暗的恆星不適合用來精密導星，同時不推薦北極星，原因在於大氣擾動過大會過度誤導，而非移動量小）。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的天球赤道座標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亮度適合的恆星都可以當作導星，為了科學實證還是請在氣流穩定良相時機多試一下。
筆者既非資淺外行，也不是差不多先生，明知這一點確實違背國際坊間常識，但請趁四下無人忍著恥辱做次手工導星或光電導星就知道（筆者不具備也不會用、沒碰觸過光電導星設備故至今未做過實證，但早已有星野攝影入門同好低調證實做過光電導星實證並樂此不疲中），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，但北極星導入越準確越可以減輕假極現象）。
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‧請萬勿奢望強求極望每次都能做到這種失格水準），修正方向如下圖。
[注意]這張相片的SPC900NC攝影機插入方向是錯誤要再轉動
赤道儀停轉時星點由左往右就是方向正確
現在更簡單有很多便宜好用的『電子目鏡』可協助極軸校正
（這是國二程度作圖題，全部一次方計算） 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）。 |
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