Guiding - po co montażowi dodatkowa kamera?

Montaż paralaktyczny śledzi ruch nieba, ale w praktyce żaden mechanizm nie jest idealny. W długiej ekspozycji pojawiają się drobne błędy wynikające z przekładni, ustawienia na biegun, luzów mechanicznych, ugięć i innych niedoskonałości.
 
Guiding polega na ciągłym obserwowaniu jednej lub wielu gwiazd kamerą prowadzącą i wysyłaniu do montażu niewielkich korekt prędkości w osi RA i DEC.
 
Najważniejsze:
 
• guiding nie zastępuje dobrego montażu,
• nie naprawia słabej kolimacji ani ostrości,
• nie usuwa wiatru i drgań,
• nie powinien próbować korygować atmosferycznego seeingu,
• może jednak bardzo skutecznie kompensować wolne i przewidywalne błędy prowadzenia.
 
Jeżeli dobierasz kamerę do całego zestawu, warto przeczytać również Jak wybrać kamerę astronomiczną? oraz Sampling i skala obrazu.

Co dokładnie koryguje guiding?

Najczęstsze źródła błędów, z którymi guiding może sobie częściowo poradzić, to:
 
• periodic error - PE przekładni osi RA,
• powolny dryf wynikający z niedokładnego ustawienia polarnego,
• część błędów przekładni i sterowania,
• niewielkie zmiany pozycji gwiazdy w czasie ekspozycji.
 
Guiding nie jest natomiast lekarstwem na:
 
• gwałtowne podmuchy wiatru,
• luźny statyw,
• mocny backlash,
• kabel ciągnący za kamerę,
• uginający się wyciąg,
• mirror flop,
• differential flexure pomiędzy guiderem a teleskopem głównym.

RA i DEC - dwie osie, dwa różne problemy

W montażu paralaktycznym:
 
RA - Right Ascension jest osią, która cały czas porusza się podczas śledzenia nieba.
DEC - Declination nie powinna wykonywać ciągłego ruchu śledzącego przy idealnym ustawieniu montażu na biegun.
 
Dlatego błędy RA i DEC mają inny charakter.
 
RA jest silnie związane z pracą przekładni i periodic error. DEC częściej ujawnia:
 
• błąd ustawienia polarnego,
• backlash,
• stiction,
• nieprawidłowe wyważenie lub mechanikę osi.

Periodic Error - dlaczego RA faluje?

Klasyczna przekładnia ślimakowa ma drobne niedoskonałości wykonania. W czasie jednego obrotu ślimaka błąd położenia może okresowo rosnąć i maleć.
 
To właśnie periodic error.
 
Guiding może go korygować, jeżeli zmiany nie są zbyt gwałtowne. Dodatkowo część montaży oferuje:
 
• PEC - Periodic Error Correction,
• PPEC - permanent PEC,
• enkodery lub bardziej zaawansowane systemy sterowania.
 
Guiding i PEC mogą się uzupełniać.

Czy każdy montaż wymaga guidingu?

Nie.
 
Guiding może być zbędny albo mało potrzebny:
 
• przy bardzo krótkich ekspozycjach,
• w szerokokątnej fotografii obiektywem,
• przy EAA z krótkimi subekspozycjami,
• przy bardzo precyzyjnym montażu z enkoderami,
• gdy skala obrazu jest duża, np. kilka sekund kątowych na piksel.
 
Im dłuższa ogniskowa, drobniejszy sampling i dłuższa ekspozycja, tym bardziej guiding staje się przydatny.

Najprostszy zestaw guidingowy

Klasyczny zestaw składa się z:
 
• małej lunetki prowadzącej,
• monochromatycznej kamery guidingowej,
• programu takiego jak PHD2 albo kontrolera prowadzącego,
• połączenia z montażem.
 
Kamera obserwuje gwiazdy przez lunetkę, a program mierzy ich pozycję i wysyła korekty.

Dlaczego kamera guidingowa jest zwykle monochromatyczna?

Do guidingu nie potrzebujemy koloru.
 
Kamera mono:
 
• nie ma mozaiki Bayera,
• wykorzystuje cały sensor do pomiaru jasności gwiazd,
• zwykle łatwiej znajduje słabe gwiazdy,
• daje prostszy i bardziej efektywny sygnał do centroidingu.
 
Dlatego klasyczne kamery prowadzące ZWO Mini i Player One Dwarf Planet występują przede wszystkim w wersjach mono.

Wielkość sensora guidera ma znaczenie

Nie liczy się wyłącznie wielkość piksela.
 
Większy sensor daje większe pole widzenia, a więc:
 
• większą szansę znalezienia kilku dobrych gwiazd,
• wygodniejszą pracę z OAG,
• mniej problemów przy długiej ogniskowej.
 
Przykładowo współczesny ZWO ASI220MM Mini wykorzystuje sensor 1/1,8" o wymiarach około 7,68 × 4,32 mm i piksel 4 µm. Player One oferuje zarówno małe sensory Ceres, jak i znacznie większe modele Xena w formacie około 1/1,2".

Czy guider potrzebuje USB 3.0?

Zwykle nie.
 
Guiding pracuje najczęściej z ekspozycjami rzędu około 1-4 sekund, więc ilość danych jest niewielka.
 
Dlatego USB 2.0 może być całkowicie wystarczające. ZWO ASI220MM Mini jest dobrym przykładem nowoczesnej kamery guidingowej nadal wykorzystującej USB 2.0.
 
USB 3.0 ma większe znaczenie, gdy kamera guidera ma również służyć do szybkiego obrazowania.

Lunetka guidingowa - zalety

Osobna lunetka prowadząca jest:
 
• prosta,
• tania,
• łatwa do ustawienia,
• zwykle daje szerokie pole i wiele gwiazd,
• nie zabiera miejsca w torze backfocusu kamery głównej.
 
Dla małych i średnich refraktorów jest często najprostszym rozwiązaniem.

Differential flexure - największa wada osobnego guidera

Kamera główna i guider patrzą przez dwa osobne układy mechaniczne.
 
Jeżeli w czasie ekspozycji:
 
• lunetka prowadząca minimalnie się przesunie,
• obejmy się ugną,
• wyciąg kamery głównej pracuje inaczej,
• lustro SCT zmieni położenie,
 
PHD2 może nadal widzieć idealnie nieruchomą gwiazdę guidera, podczas gdy obraz w kamerze głównej będzie dryfował.
 
To właśnie differential flexure.

OAG - Off-Axis Guider

OAG pobiera niewielką część światła z głównego toru teleskopu za pomocą małego pryzmatu.
 
Dzięki temu kamera guidingowa patrzy przez tę samą optykę co kamera główna.
 
Zalety:
 
• praktycznie brak differential flexure,
• bardzo dobre rozwiązanie dla SCT, RC i długich ogniskowych,
• brak dodatkowej lunetki i obejm.
 
Wady:
 
• trudniejsza konfiguracja,
• mniej dostępnych gwiazd,
• wymaga miejsca w torze backfocusu,
• wymaga parfokalności obu kamer.

OAG i backfocus

OAG ma określoną grubość mechaniczną i musi zmieścić się pomiędzy korektorem a sensorem.
 
Przy klasycznym 55 mm trzeba policzyć:
 
• OAG,
• EFW lub szufladę filtrową,
• kamerę główną,
• adaptery.
 
Szczegóły opisujemy w poradniku o backfocusie.

Parfokalność OAG - dwie kamery muszą ostrzyć jednocześnie

Sensor guidera musi znajdować się w optycznie równoważnej odległości od pryzmatu OAG jak sensor kamery głównej od tego samego punktu toru.
 
Najlepsza procedura:
 
1. ustaw ostrość kamery głównej,
2. nie ruszaj głównego wyciągu,
3. przesuwaj kamerę guidingową w OAG,
4. ustaw jej ostrość,
5. zablokuj położenie guidera.

Prism OAG - za wysoko i za nisko

Pryzmat powinien wejść w wiązkę na tyle głęboko, aby guider widział gwiazdy, ale nie tak głęboko, by zasłaniał aktywny obszar sensora głównego.
 
Przy dużym sensorze trzeba sprawdzić:
 
• orientację pryzmatu względem matrycy,
• czy cień pryzmatu pojawia się na flat frames,
• czy pryzmat korzysta z dobrze oświetlonej części koła obrazowego.

Jak długą ogniskową powinna mieć lunetka guidingowa?

Nie istnieje sztywna reguła "guider musi mieć 1/3 ogniskowej teleskopu".
 
Współczesne programy wyznaczają centroid gwiazdy z dokładnością subpikselową. Dlatego guider może mieć znacznie grubszą skalę niż kamera główna.
 
Praktycznie trzeba jednak unikać skrajności:
 
• bardzo krótka lunetka + duży piksel + kamera główna przy 2500 mm,
 
to trudniejsza konfiguracja niż:
 
• umiarkowana ogniskowa guidera albo OAG.

Skala guidera

Liczymy ją tym samym wzorem:

skala ["/pixel] = 206,265 × piksel [µm] / ogniskowa guidera [mm]

Przykład:
 
piksel 4 µm + guider 200 mm:
około 4,13"/pixel.
 
Kamera główna może jednocześnie pracować np. przy 1"/pixel i nadal być poprawnie prowadzona.

Centroiding - dlaczego guider nie działa tylko z dokładnością jednego piksela?

Program nie pyta jedynie "w którym pikselu jest gwiazda?".
 
Analizuje rozkład światła w wielu pikselach i oblicza położenie środka obrazu gwiazdy z dokładnością subpikselową.
 
Dlatego guiding przy skali 4"/pixel może reagować na ruch znacznie mniejszy niż 4".

Multi-star guiding

Współczesne PHD2 może korzystać z wielu gwiazd prowadzenia.
 
Zamiast opierać korektę wyłącznie na jednej gwieździe, program może analizować ruch kilku obiektów i uzyskać bardziej stabilną informację o ruchu całego pola.
 
To pomaga ograniczyć wpływ chwilowych zaburzeń pojedynczej gwiazdy i jest jednym z powodów, dla których większe pole guidera jest korzystne.

PHD2 - nie wymaga ręcznego strojenia wszystkiego od zera

PHD2 jest projektowany tak, aby uprościć guiding. Dla początkującego najlepszym punktem startowym jest:
 
• utworzenie profilu przez New Profile Wizard,
• wpisanie prawidłowego piksela kamery,
• wpisanie prawidłowej ogniskowej guidera,
• podłączenie montażu przez ASCOM albo INDI, jeśli jest dostępne,
• wykonanie dobrej kalibracji,
• użycie Guiding Assistant do oceny montażu.
 
Nie warto zaczynać od losowego zmieniania kilkunastu parametrów Advanced Settings.

Pulse guiding czy ST4?

Jeżeli montaż obsługuje bezpośrednie sterowanie przez ASCOM lub INDI, zwykle preferujemy pulse guiding.
 
Zalety:
 
• jeden kabel mniej,
• PHD2 zna położenie montażu,
• lepsze logi i diagnostyka,
• łatwiejsze przeliczanie kalibracji względem deklinacji,
• brak potrzeby dodatkowego kabla ST4 kamera-montaż.
 
ST4 nadal działa i pozostaje użytecznym standardem, ale nie powinien być wybierany automatycznie tylko dlatego, że kamera ma taki port.

ST4 - kiedy nadal ma sens?

ST4 może być praktyczny:
 
• przy starszych montażach,
• gdy nie mamy stabilnego sterownika ASCOM/INDI,
• w prostym samodzielnym systemie guidingowym.
 
Jeżeli używamy ST4, warto jednocześnie przekazać PHD2 informacje o położeniu montażu przez połączenie aux mount, jeśli jest to możliwe.

Kalibracja - co PHD2 musi zmierzyć?

Podczas kalibracji program wysyła serię kontrolowanych impulsów w osiach montażu i obserwuje:
 
• w którą stronę porusza się gwiazda,
• jak duży ruch powoduje określony impuls,
• jaka jest orientacja osi RA i DEC na sensorze guidera.
 
Na tej podstawie później przelicza ruch gwiazdy na właściwe korekty.

Gdzie najlepiej kalibrować PHD2?

Dla klasycznego montażu paralaktycznego najlepsza kalibracja wykonywana jest zwykle:
 
• w pobliżu równika niebieskiego - około DEC 0°,
• stosunkowo blisko południka.
 
Oficjalne best practices PHD2 zalecają mniej więcej zakres do około ±20° deklinacji i w pobliżu południka.
 
To daje duży i łatwy do zmierzenia ruch w RA oraz dobrą geometrię kalibracji.

Czy trzeba kalibrować przed każdym obiektem?

Zwykle nie.
 
Przy poprawnym połączeniu ASCOM/INDI PHD2 potrafi przeliczać kalibrację dla aktualnej deklinacji i strony południka.
 
Ponowna kalibracja jest potrzebna przede wszystkim po:
 
• zmianie orientacji kamery guidera lub OAG,
• zmianie guide rate montażu,
• istotnej zmianie konfiguracji sprzętu,
• problemie wykrytym przez Calibration Assistant.

Guide rate montażu

Guide rate określa, z jaką dodatkową prędkością montaż reaguje na impuls guidingowy.
 
Często spotyka się wartości:
 
• 0,5x sidereal,
• 0,7x,
• 0,9x.
 
Nie ma jednej idealnej wartości. Ważne jest, aby PHD2 znał rzeczywistą guide rate i na jej podstawie dobrał poprawny krok kalibracji.

Ekspozycja guidera - krócej nie zawsze znaczy lepiej

Bardzo krótkie ekspozycje 0,2-0,5 s pokazują dużo ruchu gwiazdy powodowanego przez seeing.
 
Jeżeli montaż zacznie reagować na każdy taki ruch, może dojść do "gonienia seeingu".
 
Dla montaży o spokojnym RA dobrym punktem startowym są często ekspozycje około:
 
2-4 sekundy.
 
Krótsze czasy mają sens m.in.:
 
• przy montażach o szybkich błędach,
• przy bardzo dobrym seeingu,
• w niektórych konstrukcjach harmonicznych,
• gdy wymaga tego charakter błędu RA.

Montaż harmoniczny - guiding może wymagać innej strategii

Montaże harmoniczne mają inną charakterystykę błędu niż klasyczne przekładnie ślimakowe.
 
Błąd może mieć:
 
• większą amplitudę,
• szybsze składowe,
• inne wymagania wobec częstotliwości korekt.
 
Dlatego dla części takich montaży sensowne są ekspozycje guidingowe krótsze niż klasyczne 2-4 s.
 
Zawsze warto kierować się logiem konkretnego montażu, a nie uniwersalnym ustawieniem z Internetu.

RMS - najczęściej przeceniana liczba

PHD2 pokazuje błąd prowadzenia jako RMS:
 
• RA RMS,
• DEC RMS,
• Total RMS.
 
RMS jest bardzo użytecznym wskaźnikiem, ale nie jest pełną oceną jakości guidingu.
 
Dwa montaże mogą mieć taki sam RMS, ale:
 
• jeden wykonuje łagodne losowe ruchy,
• drugi ma sporadyczne duże skoki.
 
Na zdjęciu mogą wyglądać zupełnie inaczej.

0,5" RMS nie zawsze jest lepsze od 0,8"

Jeżeli kamera główna pracuje przy 2"/pixel i seeing daje FWHM 3", zejście z 0,8" do 0,5" RMS może nie dać zauważalnej różnicy.
 
Jeżeli fotografujemy przy 0,5"/pixel w bardzo dobrym seeingu, ta sama poprawa może być znacznie ważniejsza.
 
Guiding oceniamy więc w kontekście:
 
• samplingu kamery głównej,
• FWHM gwiazd,
• kształtu gwiazd,
• długości ekspozycji.

Total RMS - jak go czytać?

Total RMS jest kombinacją błędów RA i DEC.
 
Nie dodajemy po prostu RA + DEC. Są to prostopadłe składowe błędu.
 
W przybliżeniu:

Total RMS ≈ √(RA² + DEC²)

Przykład:
 
RA = 0,6", DEC = 0,4":
Total ≈ 0,72".

Czy RMS powinien być mniejszy od jednego piksela kamery głównej?

To popularna heurystyka, ale nie ścisłe kryterium.
 
Gwiazda ma FWHM obejmujące wiele pikseli, a guiding jest tylko jednym z czynników poszerzających obraz.
 
Lepsza ocena:
 
• porównaj RMS z FWHM,
• sprawdź eccentricity gwiazd,
• zobacz, czy wydłużenie koreluje z RA lub DEC,
• oceń rzeczywiste subekspozycje.

MinMo - minimum move

MinMo określa, jak duży ruch gwiazdy musi wystąpić, zanim PHD2 uzna go za wymagający korekty.
 
Zbyt małe MinMo:
 
• może powodować gonienie seeingu,
• generuje wiele niepotrzebnych korekt.
 
Zbyt duże:
 
• pozwala montażowi zbyt długo dryfować.
 
Guiding Assistant może pomóc dobrać rozsądne wartości.

Aggression - nie zawsze 100%

Aggression określa, jaka część zmierzonego błędu ma być korygowana.
 
Jeżeli każdą odchyłkę korygujemy w 100%, możemy łatwo doprowadzić do oscylacji.
 
PHD2 celowo filtruje ruch i nie próbuje naprawić każdego pojedynczego pomiaru natychmiast.

Hysteresis, Resist Switch i Predictive PEC

PHD2 oferuje różne algorytmy prowadzenia.
 
W osi RA często spotykamy:
 
• Hysteresis,
• Predictive PEC.
 
W DEC:
 
• Resist Switch,
• Lowpass,
• tryby jednostronne.
 
Nie ma potrzeby dobierać ich ręcznie na początku. Domyślne ustawienia i Guiding Assistant są lepszym punktem startowym niż kopiowanie parametrów cudzej konfiguracji.

Backlash DEC

Backlash to martwa strefa przekładni podczas zmiany kierunku.
 
W DEC jest szczególnie widoczny, bo guiding może przez pewien czas korygować w jedną stronę, a następnie próbować wrócić.
 
Jeżeli montaż ma duży backlash, po zmianie kierunku silnik może pracować przez kilka sekund, zanim oś rzeczywiście zacznie się poruszać.

Czy program może naprawić każdy backlash?

Nie.
 
PHD2 może stosować kompensację, ale bardzo duży albo nieregularny backlash jest problemem mechanicznym.
 
Wtedy trzeba sprawdzić:
 
• zazębienie przekładni,
• luzy,
• wyważenie,
• zaciski osi,
• stan mechaniki montażu.

Unidirectional DEC guiding

Jeżeli montaż ma duży backlash DEC, czasem korzystne jest prowadzenie DEC tylko w jednym kierunku.
 
Wymaga to niewielkiego kontrolowanego dryfu wynikającego z nieidealnego ustawienia polarnego.
 
To technika zaawansowana i nie powinna być pierwszym sposobem na maskowanie złej mechaniki.

Ustawienie polarne - idealne czy "wystarczająco dobre"?

Dobre ustawienie polarne ogranicza dryf DEC i rotację pola.
 
Nie trzeba jednak obsesyjnie dążyć do błędu 0,00'.
 
W praktyce kilka minut kątowych błędu jest często całkowicie wystarczające dla typowej fotografii, zależnie od:
 
• ogniskowej,
• długości ekspozycji,
• położenia obiektu na niebie,
• rozmiaru sensora.
 
PHD2 zwraca uwagę, że minimalny błąd polar alignment nie zawsze jest celem samym w sobie, zwłaszcza w montażach z dużym backlash DEC.

Rotacja pola - guiding jej nie naprawia

Guiding może utrzymać gwiazdę prowadzenia w jednym miejscu, ale nie usunie rotacji całego pola wynikającej z błędnego ustawienia osi polarnej.
 
Dlatego przy dużym sensorze i długich subekspozycjach dobre polar alignment nadal ma znaczenie.

Dithering - po co celowo przesuwać kadr?

Dithering polega na niewielkim przesunięciu pozycji teleskopu pomiędzy kolejnymi ekspozycjami.
 
Dzięki temu gwiazdy i obiekt trafiają na inne piksele sensora, podczas gdy:
 
• hot pixels,
• fixed pattern noise,
• część defektów matrycy
 
pozostają związane z matrycą.
 
Po rejestracji i wyrównaniu klatek łatwiej je odrzucić statystycznie.

Walking noise - dithering jest najlepszym lekarstwem

Walking noise objawia się charakterystycznymi ukośnymi lub kierunkowymi smugami szumu po stackowaniu.
 
Powstaje często, gdy:
 
• obraz powoli dryfuje,
• pattern noise matrycy pozostaje skorelowany pomiędzy klatkami.
 
Regularny dithering jest jednym z najskuteczniejszych sposobów ograniczenia tego problemu.

Jak często dithering?

Nie musi następować po każdej ekspozycji.
 
Zależy to od:
 
• długości subekspozycji,
• liczby klatek,
• czasu potrzebnego na settle,
• charakteru szumu sensora.
 
Przy długich subach często ditherujemy co 1-3 klatki. Przy bardzo krótkich ekspozycjach można robić to rzadziej.

Settle po ditheringu

Po wykonaniu ditheringu montaż musi wrócić do stabilnego prowadzenia.
 
Oprogramowanie sesji czeka więc na warunek settle.
 
Zbyt restrykcyjny settle:
 
• niepotrzebnie wydłuża sesję.
 
Zbyt luźny:
 
• może rozpocząć następną ekspozycję zanim montaż się uspokoi.

Guiding Assistant - warto go używać

Guiding Assistant celowo na pewien czas wyłącza korekty i obserwuje naturalne zachowanie montażu.
 
Może pomóc ocenić:
 
• dryf,
• polar alignment,
• seeing,
• backlash DEC,
• MinMo,
• ogólną charakterystykę błędów.
 
To znacznie lepsza metoda strojenia niż przypadkowe zmienianie aggression na podstawie wyglądu jednej minuty wykresu.

Wykres PHD2 - nie musi być idealnie płaski

Celem guidingu nie jest narysowanie najładniejszego wykresu.
 
Celem są dobre gwiazdy na zdjęciu.
 
Wykres zawsze zawiera:
 
• seeing,
• szum pomiaru,
• realne błędy montażu.
 
Jeżeli gwiazdy są okrągłe i FWHM jest dobre, nie ma potrzeby agresywnie "poprawiać" PHD2 tylko dlatego, że wykres nie jest prostą linią.

Skoki RA - czego szukać?

Powtarzalne problemy RA mogą wynikać z:
 
• periodic error,
• wad przekładni,
• zabrudzenia lub uszkodzenia,
• kabla ciągnącego za montaż,
• przeciążenia,
• złego wyważenia,
• zbyt krótkiej ekspozycji guidera.

Skoki DEC - czego szukać?

W DEC sprawdzamy przede wszystkim:
 
• backlash,
• stiction,
• polar alignment,
• luzy mechaniczne,
• kabel,
• zmianę kierunku korekt.

Czy należy lekko niewyważać montaż?

Stara rada "east heavy" miała sens przy niektórych klasycznych montażach z wyraźnym luzem przekładni.
 
Nie jest to uniwersalna zasada dla wszystkich współczesnych konstrukcji.
 
Montaże harmoniczne, paskowe, z enkoderami i różnymi systemami docisku mogą wymagać innego podejścia.
 
Najlepiej trzymać się instrukcji konkretnego montażu.

Czy guiding poprawi źle ustawioną ostrość?

Nie.
 
Guiding utrzymuje pozycję obrazu, ale nie zmniejszy FWHM wynikającego z defocusu.
 
Przy drobnym samplingu autofocus może przynieść większą poprawę detalu niż próba zejścia z 0,7" do 0,5" RMS.

Czy guiding poprawi seeing?

Nie.
 
Atmosfera przesuwa i deformuje obraz gwiazdy na krótkich skalach czasowych.
 
Jeżeli guiding zaczyna reagować na ten ruch, może wręcz pogorszyć prowadzenie.
 
Dlatego dobór ekspozycji guidera i MinMo ma duże znaczenie.

Czy guiding jest potrzebny przy krótkich subach CMOS?

Nowoczesne kamery CMOS z niskim read noise pozwalają stosować krótsze ekspozycje niż dawne CCD.
 
To może zmniejszyć wymagania wobec guidingu, ale go nie eliminuje automatycznie.
 
Jeżeli mamy:
 
• 60 s ekspozycji,
• 1000 mm ogniskowej,
• 0,8"/pixel,
 
błąd montażu nadal może wyraźnie wydłużyć gwiazdy.

Guiding w smart cameras i systemach zintegrowanych

Współczesne konstrukcje mogą integrować sensor główny, guider i kontroler w jednej obudowie.
 
Przykładem są niektóre kamery Duo i Air.
 
Zalety:
 
• mniej kabli,
• brak osobnej lunetki,
• kompaktowy tor.
 
Ograniczenia:
 
• pole guidera zależy od geometrii całego systemu,
• filtry mogą ograniczyć światło gwiazd prowadzenia,
• nie każdy teleskop i każdy obiekt daje wystarczająco dużo gwiazd na drugim sensorze.

Guiding przez wąskopasmowy filtr

Jeżeli sensor guidera znajduje się za filtrem 3 nm, liczba dostępnych gwiazd może bardzo mocno spaść.
 
Klasyczny OAG ustawiony przed EFW unika tego problemu: guider dostaje pełne światło, a filtr działa tylko na kamerę główną.
 
To jedna z przewag klasycznego OAG w zaawansowanym systemie mono.

Darks i bad pixel map dla guidera

Hot pixel może zostać błędnie uznany za gwiazdę.
 
PHD2 pozwala korzystać z:
 
• dark library,
• bad pixel map.
 
Warto je skonfigurować, szczególnie w kamerach o widocznych hot pixels i przy dłuższych ekspozycjach guidingowych.

Nie przepalaj gwiazdy guidingowej

Bardzo jasna, nasycona gwiazda nie daje dobrego profilu do pomiaru centroidu.
 
PHD2 potrafi wykrywać nasycenie. Warto wybierać gwiazdy:
 
• dobrze widoczne,
• nienasycone,
• o poprawnym profilu.

Ostrość guidera ma znaczenie

Gwiazda nie musi być laboratoryjnie idealna, ale bardzo rozogniskowany guider pogarsza SNR i pomiar centroidu.
 
Dobry profil powinien mieć wyraźny szczyt i obejmować kilka pikseli.

Wiatr - czego program nie przewidzi

Nagły podmuch jest szybkim zakłóceniem mechanicznym.
 
Zanim PHD2:
 
• wykona ekspozycję,
• zmierzy pozycję,
• wyśle korektę,
 
podmuch może już minąć.
 
Dlatego najlepszym rozwiązaniem jest:
 
• osłona od wiatru,
• sztywniejszy zestaw,
• niższy profil tuby,
• krótsza ekspozycja główna w trudnych warunkach.

Kable - banalny problem, ogromny efekt

Kabel USB albo zasilający potrafi:
 
• zahaczyć o statyw,
• naprężyć się po meridian flip,
• ciągnąć za kamerę,
• powodować powolny dryf albo nagłe skoki.
 
Przed strojeniem algorytmów PHD2 warto zawsze sprawdzić prowadzenie kabli.

Meridian flip - czy guiding trzeba kalibrować od nowa?

Przy pełnym połączeniu montażu przez ASCOM/INDI PHD2 zna położenie montażu i może odpowiednio przeliczyć kalibrację.
 
Zwykle nie trzeba robić pełnej kalibracji po każdym meridian flip.
 
Jeżeli korzystamy wyłącznie z ST4 bez informacji o położeniu montażu, sytuacja jest mniej wygodna.

Logi PHD2 - najważniejsze źródło diagnostyki

Jeżeli guiding jest zły, screenshot wykresu z ostatnich 30 sekund mówi niewiele.
 
Znacznie lepsze są pełne logi:
 
• Guide Log,
• Debug Log.
 
Pokazują:
 
• kalibrację,
• parametry montażu,
• korekty,
• zachowanie w czasie,
• dither,
• utratę gwiazdy,
• błędy po meridian flip.

Star-cross test - prosta kontrola mechaniki

Jeżeli podejrzewamy duży backlash albo problem z ruchem osi, bardzo przydatny jest star-cross test.
 
Program lub użytkownik wykonuje kontrolowane ruchy:
 
• wschód-zachód,
• północ-południe,
 
a długa ekspozycja pokazuje ślad gwiazdy.
 
Asymetria i przerwy w śladzie mogą ujawnić mechaniczne problemy montażu.

Guiding Assistant przed "tuningiem"

Jeżeli zestaw prowadzi źle, kolejność powinna być:
 
1. sprawdzenie mechaniki i kabli,
2. poprawna kalibracja,
3. Guiding Assistant,
4. analiza logów,
5. dopiero później ręczne zmiany parametrów algorytmów.
 
To jest znacznie skuteczniejsze niż kopiowanie ustawień PHD2 z forum dla zupełnie innego montażu.

Tabela: lunetka czy OAG?

Cecha	Lunetka guidingowa	OAG
Konfiguracja	Łatwiejsza.	Trudniejsza.
Pole gwiazd	Zwykle szerokie.	Mniejsze, zależne od pryzmatu i optyki.
Differential flexure	Możliwe.	Praktycznie wyeliminowane.
Backfocus toru głównego	Nie zajmuje miejsca.	Zajmuje określony dystans.
Długie ogniskowe	Może być problematyczna.	Bardzo dobre zastosowanie.
Mały refraktor	Najczęściej bardzo wygodna.	Często niepotrzebnie komplikuje zestaw.

Praktyczny dobór do małego refraktora 300-600 mm

Najczęściej:
 
• guider 30-50 mm,
• ogniskowa około 120-250 mm,
• niewielka kamera mono,
 
będą wystarczające.
 
Najważniejsza jest sztywność mocowania guidera.

Dobór do 800-1200 mm

Możliwe są obie strategie:
 
• dobra, sztywna lunetka guidingowa,
• OAG.
 
Wybór zależy od konstrukcji teleskopu, masy zestawu i wymaganej skali obrazu.

Dobór do SCT / RC 1500-2500 mm

OAG staje się bardzo atrakcyjny.
 
Przy długiej ogniskowej differential flexure jest coraz bardziej widoczny, a w SCT dochodzi możliwy ruch lustra głównego.
 
Większy sensor kamery guidera zdecydowanie ułatwia znalezienie gwiazdy w OAG.

Czy duża kamera guidingowa jest zawsze lepsza?

Nie zawsze.
 
Do małej lunetki szerokopolowej nieduży sensor może w zupełności wystarczyć.
 
Duży sensor ma szczególną wartość:
 
• w OAG,
• przy długiej ogniskowej,
• gdy potrzebujemy wielu gwiazd prowadzenia.

Czy kamera guidera może służyć do czegoś więcej?

Tak.
 
Współczesne modele mogą być używane również do:
 
• fotografii planetarnej,
• Słońca i Księżyca,
• EAA,
• plate solving / finder,
 
jeżeli ich sensor i interfejs są odpowiednie.
 
Przykładem jest Player One Xena 585M: duży monochromatyczny IMX585 1/1,2", USB 3.0 i konstrukcja przeznaczona zarówno do guidingu, jak i obrazowania.

Najczęstsze błędy początkujących

• przekonanie, że krótsza ekspozycja guidera zawsze daje lepszy wynik,
• gonienie seeingu przy 0,2-0,5 s,
• wybór ST4 mimo poprawnie działającego ASCOM/INDI,
• kalibracja w przypadkowym miejscu nieba i powtarzanie jej co chwilę,
• ocenianie guidingu wyłącznie po Total RMS,
• próba naprawienia mechanicznego backlashu parametrami programu,
• słabo zamocowana lunetka prowadząca,
• kabel ciągnący za montaż,
• źle ustawiona ostrość guidera,
• nasycona gwiazda prowadzenia,
• brak ditheringu,
• kopiowanie ustawień PHD2 z cudzego montażu.

Procedura uruchomienia guidingu

1. Sztywno zamocuj guider albo OAG.
2. Ustaw ostrość kamery prowadzącej.
3. W PHD2 utwórz poprawny profil sprzętu.
4. Wpisz prawidłowy piksel i ogniskową guidera.
5. Jeśli możliwe, podłącz montaż bezpośrednio przez ASCOM/INDI.
6. Wykonaj dobrą kalibrację w pobliżu równika niebieskiego i południka.
7. Zacznij od rozsądnej ekspozycji, np. 2-3 s dla klasycznego montażu.
8. Uruchom Guiding Assistant.
9. Włącz dithering w programie sesji.
10. Oceniaj rzeczywiste gwiazdy na subekspozycjach, nie sam wykres.

Kiedy guiding jest "wystarczająco dobry"?

Wtedy, gdy:
 
• gwiazdy na ekspozycjach są okrągłe,
• FWHM jest zgodne z możliwościami seeingu i optyki,
• nie ma systematycznego dryfu,
• długie sesje są powtarzalne,
• dithering poprawnie wraca do stabilnego prowadzenia.
 
Nie trzeba osiągać rekordowego RMS tylko po to, żeby mieć ładniejszą liczbę na ekranie.

Najważniejszy wniosek

Dobry guiding nie polega na wysyłaniu jak największej liczby korekt.
 
Polega na tym, żeby:
 
• zmierzyć rzeczywisty ruch montażu,
• nie reagować nadmiernie na seeing,
• korygować powolne błędy RA i DEC,
• używać poprawnej kalibracji,
• wyeliminować problemy mechaniczne zanim zaczniemy stroić algorytmy.
 
W małym refraktorze prosta lunetka prowadząca jest często najlepszym rozwiązaniem. Przy SCT, RC i długiej ogniskowej OAG zwykle daje większą powtarzalność.
 
A wynik końcowy oceniamy zawsze na zdjęciu z kamery głównej, nie na samym wykresie PHD2.
 
Uzupełnienie tematu: Sampling i skala obrazu, Jak wybrać kamerę astronomiczną?, Backfocus w astrofotografii oraz Montaże teleskopowe.