PHD Guidingin asetuksista ja käyristä

[Timpe]

Polkaistaanpa tällainen ketju käyntiin, kun aika moni kuvaaja käyttää tätä ohjelmaa seurannan korjaukseen ("autoguidaukseen" selkokielellä  ) ja lienee etu, että tämän optimointiin saadaan kelvolliset asetukset. Vai käyttääkö koko muu porukka tätä suoraan tehdasasetuksillaan ilman muita säätöjä?

Ohjelman avusteet lukemalla pääsee hyvin alkuun, joten en ryhdy niitä kertaamaan. Käytännössä tämän käytössä tulee kuitenkin epäselvyyttä siitä, kuinka PHD:n asetuksia voisi optimoida parhaalla mahdollisella tavalla omalle jalustalleen. Liitän tuohon alle pari kuvaa, joista ensimmäisessä on ruutukaappaus ohjelman seurantakäyrästä ja seurantaikkunasta. Toisessa kuvassa on kolmen minuutin seurannan tähdistä 100% kroppaus keskeltä kuva-alaa. Kamerana on EOS 7D ja polttovälinä 1500mm Newtonin muodossa, missä seurantakamera (SX Lodestar) on OAG-portissa kiinni. Tasapainotin systeemin niin hyvin kuin kykenin ja säädin mm. DEC-askelin välyksen ( "backslashin") minimiin.



Muutamia havaintoja ja kysymyksiä aiheesta: (korjatkaa, jos olen väärässä)
* tuota kuvatessa oli kehno seeing ja puuskittainen tuuli, joka heilutti kookasta Newtonia niin että käppyrät vetivät välillä tuon ruudun laidasta laitaan. Tämä kaappaus on tyyneltä hetkeltä, jolloin tein myös noita testisäätöjäni.
* ensinnäkin haluaisin tietää, miltä nuo käyrän muodot näyttävät? En saanut käyriä tuon paremmiksi vaikka kokeilin erilaisia säätöparametreja ja odotin aina säätöjen näkymistä tuossa käyrässä. Aggressiivisuussäätöä tiputin 70...100 välille kehnon seeingin takia ja tuollainen 80 tienoilla oleva arvo näytti pitävän RA-käyrän heilahtelut +/- yhden pikselin rajoissa (jos pystyasteikkoviivan väli vastaa yhtä pikseliä?).
* seurantakameran valotusajalla näytti olevan myös vaikutusta, sillä 0,5 sekunnnin valotuksilla käyrän muoto oli paljon kuoppaisempi ja heiluvampi. Kokeilin valotusarvoja 2,5s saakka, olisiko kannattanut jatkaa vielä pidempiin valotuksiin, kun Gemini G41:n seurantatarkkuus on tällä kuormalla suunnilleen +/- 7 kaarisekuntia (foorumilla mitattu lukema, saattaa olla nykyisin parempikin, kun jalustan kuorma on aeimpaa kevyempi :)
* ilmeisesti "Osc index" ja "RMS" lukemat tulisi saada mahdollisimman pieniksi, vai kuinka? Arvoja säätämällä pääsin noin 0,7..0,8 arvoista tuonne 0,4...0,5 tienoille.
* kokeilin myös RA hystereesin lisäämistä 10...15 välillä, mutten havainnut sen vaikuttavan käyrään paljoakaan (hystereesi kertoo kuinka paljon edellistä korjaussäätöä otetaan huomioon, kun uutta korjauskomentoa lasketaan, jos oikein ymmärsin).
* "Min mo" kertonee pienimmän säätöarvon jalustalle eli mitä pienemmät askelet, sitä vähemmän ja pienemmin portain jalustaa liikutetaan. Arvon alalaidassa tulee tietysti vastaan komentojen riittämättömyys ja liian suurilla säätöportailla (?) saadaan hyppyytettyä jalustaa liikaa, vai kuinka?
* Deklinaatiosäätö on veikeä, koska oikeastihan jalustan suuntaus on pielessä korjeussuunnassa vain yhteen suuntaan. Jalusta ajautuu ("driftaa") siis jatkuvasti joko pohjoiseen tai etelään todellisesta taivaannavasta. PHD:lle riittää, kun kertoo sille kumpaan suuntaan vastakorjaus täytyy tehdä ja tämän sain selville kokeilemalla. Oma jalustani suuntaus on kait pohjoisen puolella taivaannapaa, koska oikea korjaussuunta PHD:ssä on etelään. Automaattisäätö tässä kohtaa liikuttaa jalustan DEC-akselia tavallaan mahdollisen backslashin "yli" jokaisella säätökerralla ja säädöstä tulee epätarkka ja tempoileva. Tuolla "Mx dec" arvolla säädetään kait korjauksen suuruus kohdalleen, jotta se riittäisi juuri ja juuri DEC-akselin valuman korjaamiseen, right?

Menikö tuo ylläoleva jutusteluni paljonkin pieleen? Entä millaisia RA aggressiivisuusarvoja käyttäisitte säädössä ja millä säätöalueella olette saaneet hyviä seurantatuloksia? Tämä riippuu tietysti seeingistä ja seurantakameran pikselitarkkuudesta suhteessa kuvauskameraan ja edelleen jalustan seurantavirheiden muodoista yms. Omassa systeemissäni on 4,7 um pikselit kuvauskamerassa ja seurantakameran pikselitarkkuus on 8 um luokkaa (kummatkin siis samassa 1500mm polttovälissä kiinni). Oman näkemykseni mukaan tuo käppyrä heiluu vielä ihan liikaa, mutten tiedä kuinka tuon olisi saanut paremmaksikaan eilisillan olosuhteissa. Tässä vielä alle se 3 minuutin yksittäisruudun 100% croppaus (suttutähti tuossa kuvassa on kuvaamani galaksi rajamagnitudi 3:n taivaalta  ).



PS. Täällä on Graig Starkin jutustelua aiheesta, jota en ole vielä ennättänyt katsoa läpi:
http://www.stark-labs.com/movies/NEAIC08_Guiding.html
(This is a video version of the talk given at NEAIC (part of NEAF) 2008 conference. The talk is entitled "Guiding on the Cheap" and covers:
Why guide anyway? What does it do for us and how does it work?
What do I need?
What makes a good guide scope?
What makes a good guide camera?
How do I talk to the mount to guide it?
Software choices?
PHD Guiding walk-through
Tips on getting round stars
Measuring and combating flex
Dealing with backlash)

[Nurinniska Observatory]

Käytän GuideDogia, mutta joka tapauksessa jalustani seurantatarkkuus parani huomattavasti kun määritin ohjelmalle jalustan korjausnopeudet paljon todellisia nopeuksia suuremmaksi, vastaten siis sitä että aggressiivisuutta säädetään hyvin pieneksi, ja tähän vielä lisäksi kunnon valotusajat, vähintään 3 sekuntia. 5 sekuntia toimii aika hyvin.
Samanlaisiin lopputulemiin olen päätynyt myös PHD:n kanssa, eli kunnon valotusajat ja aggressiivisuus pienelle. En vain oikein voi käyttää PHD:tä, koska jostain syystä se lataa toucamilta todella usein pimeitä ruutuja, ihan sama millaisia delay-asetuksia käyttää. Ilmeisesti observatorioni kone on liian vanha PHD:lle.

[Jyrki]

Hauska sattuma, sillä olin juuri itsekin mittailemassa seurannan tarkkuutta ja PHD:n toimintaa. Kuvausputken polttoväli on 952 mm ja seurantaputkena on 50 mm etsinputki omatekoisella kwiq -guider virityksellä. Seurantakamerana on QHY5, jonka pixeli koko on 5.2.
Olen jättänyt sekä DEC että RA akseleihin hieman backlashia ja ottanut sen kuvatessa pois pienen epätasapainoituksen avulla. 

PHD:tä olen taas ajanut ihan perusasetuksilla sillä se on tuntunut toimivan niillä oikein hyvin. Ohessa pari kuvaa parhaillaan menossa olevasta sessiosta.

[Timpe]

Samanlaisiin lopputulemiin olen päätynyt myös PHD:n kanssa, eli kunnon valotusajat ja aggressiivisuus pienelle. En vain oikein voi käyttää PHD:tä, koska jostain syystä se lataa toucamilta todella usein pimeitä ruutuja, ihan sama millaisia delay-asetuksia käyttää. Ilmeisesti observatorioni kone on liian vanha PHD:lle.

Pimeitä ruutuja tulee täälläkin silloin tällöin (kerran 10-20 sekunnissa), muttei (kai?) häiritsevästi. Läppäri on 933 MHz/384MB WinXP Pro -kone riisuttuna sovelluksiltaan minimiin. Tuota tasapainotusta mietin hiukan, sillä Gemini G41:ssä on se jousitappi painamassa matopyörää ratasta päin, mutta lienee viisainta säätää se hiukan itään päin kallelleen, niin rattaat saavat puskea painovoimaa vastaan.

Hauska sattuma, sillä olin juuri itsekin mittailemassa seurannan tarkkuutta ja PHD:n toimintaa. Kuvausputken polttoväli on 952 mm ja seurantaputkena on 50 mm etsinputki omatekoisella kwiq -guider virityksellä. Seurantakamerana on QHY5, jonka pixeli koko on 5.2.

Siistiä käyrää pukkaa, mutta kuinka vertailukelpoisia ovat 50mm etsimen noin 200mm (?) polttoväli suhteessa Newtonin 1500mm polttoväliin, joka kertoo jalustan värinät moninkertaisiksi seurantakameran näkymään? Onko jollakin vastaavia PHD-kuvia noin 1000...2000mm polttoväleiltä?

[Jyrki]

Pimeitä ruutuja tulee täälläkin silloin tällöin (kerran 10-20 sekunnissa), muttei (kai?) häiritsevästi. Läppäri on 933 MHz/384MB WinXP Pro -kone riisuttuna sovelluksiltaan minimiin. Tuota tasapainotusta mietin hiukan, sillä Gemini G41:ssä on se jousitappi painamassa matopyörää ratasta päin, mutta lienee viisainta säätää se hiukan itään päin kallelleen, niin rattaat saavat puskea painovoimaa vastaan.

Siistiä käyrää pukkaa, mutta kuinka vertailukelpoisia ovat 50mm etsimen noin 200mm (?) polttoväli suhteessa Newtonin 1500mm polttoväliin, joka kertoo jalustan värinät moninkertaisiksi seurantakameran näkymään? Onko jollakin vastaavia PHD-kuvia noin 1000...2000mm polttoväleiltä?

En osaa sanoa, kuinka vertailukelpoisia ovat, mutta ihan siistiä jälkeä on syntynyt. Olen laminoinut kwiq-systeemin sen verran tiukasti kiinni, että en ole kokeillut miltä käyrät näyttäisivät esim. 950 mm polttovälillä.

[Lauri Kangas]

Siistiä käyrää pukkaa, mutta kuinka vertailukelpoisia ovat 50mm etsimen noin 200mm (?) polttoväli suhteessa Newtonin 1500mm polttoväliin, joka kertoo jalustan värinät moninkertaisiksi seurantakameran näkymään? Onko jollakin vastaavia PHD-kuvia noin 1000...2000mm polttoväleiltä?

Kyllä sun käyräsikin ihan asialliselta näyttää, KWIQ:lle ominaista on juuri tuollainen lähes sileä käyrä jossa pelataan pikselin murto-osilla  ja OAG-setupeilla tulee sitten paljon enemmän heilahtelua. Siirryin PHD:stä muihin softiin jo jokin aika sitten, mutta RMS-lukemat KWIQ:llä ja HEQ5/EQ6:lla ovat yleensä alle 0.08 pikseliä 175mm polttovälillä ja QHY5:llä, kun taas lyhennetyn C8:n OAG:lla guidatessa RMS on muistaakseni jotain 0.5-0.6 pikselin luokkaa, eli hyvinkin yhteneviä molempien yllä olevien kuvien kanssa.

Voin palata noihin muihin uteluihisi myöhemmin, nyt on budjetoitu unta palloon.

[einari]

OSC on kai optimissaan 0.5 ja sitä säädellään aggressiivisuudella.
http://stargazerslounge.com/imaging-discussion/78658-help-guiding-please.html

Toinen millä olen huomannut olevan merkitystä on calibration step size joka pitää olla suhteessa guideputken polttoväliin.
Kalibrointiin olisi syytä mennä optimissaan ehkä noin 10-20 steppiä.
http://www.stark-labs.com/wiki/doku.php?id=tutorials:phd:faq#calibration_issues

[Jyrki]

Sen verran omista PHD käyttökokemuksista, että tällä kokoonpanolla OSC on pyörinyt 0.3 - 0.6 ja RMS 0.06 - 0.2 välillä. Näyttäisi vaihtelevan vähän sään ja putken suunnan mukaan. Valotusajat ovat olleet 1-2 sekunttia. Ja kun PHD on toiminut kuin junan vessa niin en ole alkanut sen enempää hifistelemään.

Jalustalla on kuitenkin aika paljon merkitystä, sillä (ainakin minulla) oli HEQ5 pro:n kanssa paljon enemmän vaikeuksia saada hyvää seurantaa aikaiseksi. Tuli kokeiltua erilaisia säätöyhdistelmiä ja välillä toimi yksi ja toisena päivänä joku toinen. Vaihtelu on melkoisen suurta ja ajoittain tuntui siltä, ettei saanut mitään toimimaan kunnolla. Nykyisin painan PHD:stä kalibroinnin päälle ja menen ottamaan kupin kahvia sillä välin kun se virittää itsensä sopivaan kuntoon      

[Timpe]

OSC on kai optimissaan 0.5 ja sitä säädellään aggressiivisuudella.
http://stargazerslounge.com/imaging-discussion/78658-help-guiding-please.html
Toinen millä olen huomannut olevan merkitystä on calibration step size joka pitää olla suhteessa guideputken polttoväliin.
Kalibrointiin olisi syytä mennä optimissaan ehkä noin 10-20 steppiä.
http://www.stark-labs.com/wiki/doku.php?id=tutorials:phd:faq#calibration_issues

Hyviä linkkejä, kiitos einari!
Kalibrointiin näyttäisi nyt menevän jotain 13...18 steppiä, jos oikein muistan. Olin näet jo säätänyt tuota "step size" juttua, kun ajattelin 1500mm polttovälin eroavan kovin paljon oletuksena olevan 500...1000mm polttovälistä. Sitä jäin ihmettelemään, kun PHD:n käppyrät menivät alkuun monta asteikon ruutua suuntaansa, mutta tästä huolimatta hukkaa syntyi vain parin ruudun verran 20:stä. Toinen mitä olen miettinyt on kysymys siitä, riittääkö Lodestarin noin 8um pikselikoko kuvauskameran 4,7um kuvauspikseleille. Ilmeisesti riittää hyvin, kun tähdet leviävät kuvatessa pienimmilläänkin noin 6-8 pikselin leveydelle suuntaansa (prikkailin tänään kuumia pikseleitä piiloon kloonisiveltimellä NGC2841-kuvastani ja ne erotti hyvin tähdistä tämän kokoeron takia ).

Kyllä sun käyräsikin ihan asialliselta näyttää, KWIQ:lle ominaista on juuri tuollainen lähes sileä käyrä jossa pelataan pikselin murto-osilla  ja OAG-setupeilla tulee sitten paljon enemmän heilahtelua. (clip)
Voin palata noihin muihin uteluihisi myöhemmin, nyt on budjetoitu unta palloon.

Kiitos tästä väliaikatiedosta, Lauri. Ja jos viitsit katsoa tuon aiemman raapusteluni vielä tarkemmin läpi, niin olisin kiitollinen

[Timpe]

OSC on kai optimissaan 0.5 ja sitä säädellään aggressiivisuudella.

Löytyi tarkennus tähänkin. PHD Guidingin asennuskansiosta löytyi "PHDGuideHelp.zip" paketti ja sen sisältä löytyy "Tools.htm", missä on selitetty käyrien tulkintaa (=samat jutut kuin ohjelman sisäisessä avusteessa). Kopioin sieltä pätkän tähän alle:
"In the lower-left of the graph, an "oscilliation index" is shown. This is the result of calculating (in the current window's worth of data), the odds that the current RA move is in the opposite direction as the last RA move. If you are too aggressive in your guiding and over-shooting the mark each time, this number will head towards 1.0. If you were perfect and not over- or under-shooting and your mount had no periodic error, the score would be 0.5. Perfect with periodic error and the score may be closer to 0.3. If this score gets very low (e.g., 0.1), you may want to increase the RA aggressiveness (and/or decrease the hysteresis). If it gets quite high (e.g., 0.8), you may want to decrease the RA aggressiveness (and/or increase the hysteresis)."

Tuon mukaan liikuin aika lähellä optimia (0,3...0,5) tuossa ruutukaappaukseni lopputilanteessa.

* "Min mo" kertonee pienimmän säätöarvon jalustalle eli mitä pienemmät askelet, sitä vähemmän ja pienemmin portain jalustaa liikutetaan. Arvon alalaidassa tulee tietysti vastaan komentojen riittämättömyys ja liian suurilla säätöportailla (?) saadaan hyppyytettyä jalustaa liikaa, vai kuinka?

Tässä olin väärässä, sillä ohje kertoo näin:
"Min motion (0.25 pixel default): How many pixels must the star move before PHD will send a guide command"

Tuo on siis eräänlainen kynnysarvo korjauksen aloittamiselle, joka vastaa (?) RA aggressiivisuussäätöä sillä erotuksella, että tämä koskee myös DEC-akselin liikuntaa.

"RA Aggressiveness (100% default): On each frame, PHD Guiding computes how far it thinks the mount should move and in what direction(s) it should move. The aggressivness parameter scales this. If you find your mount is always overshooting the star, decrease this value slightly (say, by 10% steps). If you find PHD Guiding always seems to need to catch up and is lagging behind the star's motion, increase this by a little bit. A little can go a long way here."

Toinen millä olen huomannut olevan merkitystä on calibration step size joka pitää olla suhteessa guideputken polttoväliin.

Tästäkin löytyi tarkempaa selitystä:
"Calibration step (750 ms default): This specifies how long a guide pulse is sent during each step of the calibration process. 750 ms is a good default, but if you are using a very long (>>2000 mm) focal length guide setup, you may find you need to reduce this number to keep PHD Guiding from losing the guide star during calibration (e.g., 250 ms). In contrast, you can speed up the calibration process if you're using a short focal length (e.g. 400 mm) guide setup by increasing this (e.g. to 1000 ms)."

Omassa käytössäni 1500mm polttovälillä jokin 400...500ms arvo tässä näyttää toimivan oikein.

[Timpe]

Jatkan aiheesta, kun näitä seurannan testausilmoja näyttää pitelevän (taivaalla purjehtii yläpilveä ja tuhnua niin paljon, että Kehusmaan Petrin pilvisensori toteaa kelin pilviseksi).
Tässä olisi ensin kuvaa kuvausläppärin ruudulta, kun käynnissä on viiden minuutin valotukset värikanaviin 2x2 binnaten. (Kuvalinkistä aukeaa  1280 x 876 px / 411 kB kuva.)



Ruudulla on melko paljon asiaa, mutta saanette selvän tuosta. Taustalla näkyy 100% zoomauksella tuota tähtikenttää, johon olen suunnilleen tyytyväinen seurannan kannalta (valotusta tuossa on 5min QSI583ws:llä ja 1500mm polttovälillä OAG-guidaten/kuvaten). PHD:n seurantatähtenä on himmeä taustataivaan tähti, jota seurataan SX Lodestarilla 2.5s...3.0s valotuksilla. Tuossa PHD:n käyrässä on nyt lievää pidempikestoista aaltoilua RA-akselilla, jota en ole saanut pois asetuksia muuttelemalla (tämä pysyy kuitenkin ruutuviivojen välissä +/- 1 ruutu). Olisiko tuon parantamiseen vielä jotain vinkkiä vai unohdanko koko asian, kun nuo 2x2 bin tähdet ovat nyt noinkin pyöreitä?

Toinen juttu olisi MaxIm LE:n Information ikkuna, josta laitan kuvan foorumille. Mitä tuollaisesta saa selville? Tarkennus on sitä parempi, mitä pienempi FWHM lukema on, mutta mitä muuta hyödyllistä tuo ikkuna osaa kertoa?

[JuhaK]

Eipä tuo hirveän pahalta näytä 1,5m polttovälillä!

Oletko koittanut guiderilla pidempiä valotuksia? 3s valotuksilla tilanne näytti minulla aika samalta, mutta vaihto 6s valotuksiin tasoitti käyrän alle puoleen. Pidemmillä valotuksilla taitaa nuo seeingin vaikutukset jäädä pois ja samalla parantaa tähden SNR:ää ainakin himmeillä ohjaustähdillä.

[Timpe]

Valotusajan pidentämistä voisikin kokeilla, jos se vaikka tasoittaisi tilannetta. Olen käyttänyt maksimissaan noin 3s aikoja Lodestarin kanssa, kun sille on riittänyt himmeämpikin tähti seurattavaksi. Kiitos vinkistä! Eilen veti pikkuhiljaa pilvien peittoon koko taivaan ja kamera oli pihalla kuvaamassa koko ajan. PHD:n käyristä näki kuinka seuranta alkoi hakemaan enemmän ja enemmän, kun tuollainen himmeä seurantatähti jäi vähitellen pilvien taakse (PHD:n käyrät alkoivat poukkoilemaan +/- 2 ruudun alueella, kunnes tuli "star lost" vilkutusta seurantaristikkoon).

[Lauri Kangas]

Infoikkunasta voi helposti tarkistaa myös taustataivaan tason joka helpottaa osavalotusten pituuksien valitsemisessa. Katsoo vain että tuohon ulompaan donitsiin ei osu muuta kuin taustaa. Lisäksi tuota calibrate-namiskaa painamalla voi syöttää jonkun tähden tunnetun magnitudin ja sitten tehdä vähän rudimentaaria fotometriaa yksittäisille tähdille (tulos näkyy tuossa magnitude-kohdassa).

Muuten, jos haluat pitää seuraavan kuvaspektaakkelisi kohteen salassa, niin joudut blurraamaan NGC-numeron lisäksi tuon itse kuvakentän, niin lyömätön on Astrometry.net.

[Timpe]

Muuten, jos haluat pitää seuraavan kuvaspektaakkelisi kohteen salassa, niin joudut blurraamaan NGC-numeron lisäksi tuon itse kuvakentän, niin lyömätön on Astrometry.net.

Juu, arvasin tämän, mutta ajattelin antaa mainosapua AstroTortillan suuntaan...