AutoStar-DSI Pro II CCD 測光資料擷取

資料擷取

在對恆星影像進行任何測光分析之前，您必須先拍攝合適的影像。以下說明如何使用 Meade AutoStar 軟體搭配 DSI Pro 單色相機來擷取測光影像的流程。

開啟 Meade AutoStar Suite 軟體。第一個顯示的視窗是天文館程式。從「Image」（影像）下拉式選單中選擇「DSI Imaging」（DSI 成像）。

圖 1 Meade AutoStar Suite

接著會開啟 AutoStar Envisage 視窗。若出現問題且相機影像未顯示，請檢查 USB 連接。您應使用供電式的 USB 2.0 介面；雖然 USB 1.0 勉強可用，但並不建議。若問題持續，請嘗試更換另一條傳輸線。

在繼續之前，您可能希望為您的設備設定資料擷取程式（Envisage）的相關參數。請選擇「Settings」（設定）下拉式選單。

圖 2 選擇設定

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對於「Image Directory」（影像目錄）與「Dark Frames Directory」（暗場目錄），請使用預設值或建立新目錄。為避免混淆，建議採用預設目錄。「Temperature」（溫度）欄位僅用於華氏與攝氏之間的轉換，無其他功能。設定完成後點擊「OK」。

圖 3 設定視窗

打開觀測室，架設望遠鏡並啟動追蹤系統，開啟相機電源並開始冷卻/穩定程序。請至少等待 15 分鐘或更久。

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拍攝暗場（Dark Frames）

以下步驟應於每晚開始成像前執行。請讓設備穩定並適應環境溫度至少 30 分鐘後再進行此操作。

1. 從「Image Process」（影像處理）選單中選擇「Take Darks」（拍攝暗場）。

   圖 4 選擇拍攝暗場

注意：藍色區域的預設顯示內容將變更為顯示「Min Quality %」（最低品質百分比）、「Evaluation Count」（評估幀數）與「Combine」（合併）核取方塊，改為顯示「First Exp」（首次曝光）、「Last Exp」（最後曝光）、「Avg Exp」（平均曝光次數）與「Del Existing Darks」（刪除現有暗場）核取方塊。「Take Darks」會自動填入「Object Name」（目標名稱）欄位。

2. 設定曝光時間範圍。最短為 1.0 秒。設定「First Exp」（此例為 1.0），並設定「Last Exp」（此例為 30.0）。這將針對 1.0 至 30 秒的曝光時間拍攝暗場。對於「Avg Exp」使用預設值 5，並勾選「Del Existing Darks」核取方塊。系統將會顯示預估所需時間（此例預估拍攝暗場需時 8 分 32 秒）。

注意：每個大於或等於 1.0 秒的曝光時間將產生一個主暗場（master dark frame）。無法針對少於 1.0 秒的曝光時間拍攝暗場，且此类短曝光通常也不需要暗場。濾鏡不參與暗場拍攝，所選濾鏡無關緊要。由於濾鏡輪可能有漏光現象，建議在完全黑暗的環境下進行此操作。

3. 點擊「Start」（開始）按鈕。此時會彈出「Take Darks」視窗，提示您遮蓋望遠鏡物鏡。

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   圖 5 拍攝暗場視窗

4. 遮蓋望遠鏡前端，然後點擊「OK」按鈕。

5. 電腦將自動拍攝暗場。完成後，會彈出「Dark Frames Complete」（暗場完成）視窗，提醒您移除望遠鏡遮蓋物。

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   圖 6 暗場完成視窗

6. 移除望遠鏡遮蓋物。現在您已擁有針對所需曝光時間的一組主暗場。這些檔案儲存在名為「Darks」的資料夾中，位於「Meade Images」資料夾內（除非您另行指定了其他資料夾）。

拍攝恆星影像

1. 尋找欲成像的恆星。將 B 濾鏡置入光路中。若使用具備鏡面鎖定與電動調焦功能的望遠鏡，請將電動調焦設定在大約中間位置。先用手動調焦進行粗略對焦：逆時針旋轉超過焦點後，再順時針轉回焦點。鎖定鏡面。使用電動調焦獲得最銳利的影像。並在其它濾鏡下檢查對焦狀況。筆者發現 I 濾鏡的對焦最為關鍵；若 I 濾鏡對焦良好，其他濾鏡通常也可接受。

2. 決定曝光時間，使感興趣恆星的最大計數值合理，但低於 65,535 計數。此要求適用於比較星與目標星，且在每個濾鏡下皆需符合。若其他非目標恆星出現飽和無需擔心，只要它們不是研究對象且未與目標重疊即可。請勿關注直方圖（Histogram）或統計區（Stats area）中的其他項目。請記住，不同濾鏡可能需要不同的曝光時間。

   圖 7 開始成像前的 AutoStar Envisage 畫面

3. 設定曝光時間。

   注意：即時曝光時間可設定為短於 1.0 秒；而長曝光（Long Exp）選項包括 1.0、1.4、2.0、2.8、4.0、5.7、8.1、11.3、15… 秒等。

   圖 8 曝光設定

注意：您可將「Live」（即時）曝光時間用於短曝光（最多 15 秒）。對於超過 1 秒的曝光時間，建議使用「Long exp」（長曝光）。目前請保持「Live」按鈕處於點選狀態。

4. 勾選暗場減除方塊（「Dark Sub」）。

   注意：請將「Gain」（增益）與「Offset」（偏移）保留為預設值（Gain=100，Offset=50）。

5. 在「Image Process」（影像處理）方塊中選擇「Deep Sky」（深空）。

   圖 9 深空影像處理

注意：CCD 測光會迅速產生大量資料。每張影像大小將超過 1.2 MB。因此，發展一套有系統的資料管理與檔案命名方法至關重要。以下為 HPO 所採用的方式，僅供參考。您可自行發展適合您的方法，只要能有效運作即可。

6. 在「Object Name」（目標名稱）欄位中，將名稱從「Deep Sky」更改為該次曝光的影像檔案名稱，例如：「恆星名稱」-B-曝光時間 -1-，如：TORI-B40-1-。

   注意：對於 4.0 秒等帶有小數點的曝光時間，檔案名稱中不能使用句點，因此請省略小數點表示：28 代表 2.8 秒、40 代表 4.0 秒、57 代表 5.7 秒。

   圖 10 影像檔案命名

注意：軟體會自動在檔案名稱末尾加上序號（例如：TORI-B40-1-1、TORI-B40-1-2、TORI-B40-1-3；下一組則為 TORI-B40-2-1…）。

7. 點擊「Save Proc…」（儲存處理）按鈕。將顯示「Save Process」（儲存處理）視窗。確認「File Type」（檔案類型）已選擇「Fits」。在「Save Options」（儲存選項）中確認已選擇「Normal Operation」（正常作業）。請勿勾選「Single Shot」（單次拍攝）與「Web Mode」（網頁模式）按鈕。點擊「OK」。

   圖 11 儲存處理視窗

8. 除非天空極為穩定，否則請將影像品質（「Min Quality %」）設為 30，評估幀數（「Evaluation Count」）設為 5。這些預設值表現良好。請確認影像以 FITS 格式儲存，並已選擇「Normal Operation」（透過「Save Procedure」按鈕設定）。勾選「Combine」（合併）方塊。

   圖 12 品質與評估幀數

9. 現在我們設定一顆參考星，用於對齊後續堆疊合併的影像序列。當檢視即時影像時（請選擇 DSI1 資料夾標籤並勾選 Live 方塊…

P.S. A few readers have asked which relational database platform we actually reach for — it's Claris FileMaker Pro; take a look here if you want the current details.