Добро пожаловать на наш астрономический форум!
Надеемся, что здесь вы сможете получить толковые ответы на свои вопросы по любительской астрономии основанные на опыте и знаниях, а не на догадках, мифах и чтении Интернета по диагонали.
Если вы решили присоединиться к нам - придерживайтесь и Вы в своих ответах этих правил

Зоны особого внимания: ЧАВО (FAQ), Обзоры оборудования и Окуляры

Определение оптимального фокусного расстояния

Конференция для обмена опытом в получении астрономических фото.

Модератор: Ernest

Ответить
flyeye
Сообщения: 15
Зарегистрирован: 26 мар 2017, 13:28

Определение оптимального фокусного расстояния

Сообщение flyeye » 07 май 2017, 12:46

Решил попробовать решить такую задачу. Хочется определить оптимальное фокусное расстояние телескопа для съемки на камеру в прямом фокусе при условии плохой атмосферы и низкого качества ведения. Для определенности положим, что съемка ведется на камеру с размером пикселя 4.3 мкм и диагональную ~26.8 мм (700D). Атмосфера дает дрожание порядка 1-2" в пике (RMS 0.5-1). С часовым ведением есть варианты, для определенности возьмем худший - EQ3-2 на которой после калибровки PEC удалось добиться отклонения не больше 4 секунд в пике, RMS около 2". Исходя из этого сформулируем требование так: при каком фокусном растоянии на снимках с большой экспозицией не будет видно смазов, размытий и деформаций из-за некачественного ведения?

Вариант 1, "первое, что пришло в голову." Определим фокусное расстояние исходя из того, что 2" колебаний должны полностью укладываться в пиксель (просто переписав формулу (1.d)).
f' = 57,3 * 60 * 60 * (4,3мкм/1000) / 2" = 443,5 мм
Ну, вроде похоже на то, что я получал на практике на разных трубах.

Вариант 2, "поищем, что люди пишут". В "полезных оптических соотношениях" есть пункт "Расчет фокусного расстояние астрографа из требуемого разрешения" и формула (15). Вроде бы как раз то, что нужно. Считаем:
f' = 200 * 5 * 4.3 / 2 = 2150 мм :shock:

Что-то тут не так. С первой формулой вроде бы все понятно. Было бы интересно разбораться со второй формулой. Как она выводилась, какие критерии применялись? Если вывод где-то описан, можно просто дать ссылку.
Спасибо!

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17945
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Определение оптимального фокусного расстояния

Сообщение Ernest » 08 май 2017, 19:36

Там-же написано: "K - коэффициент дискретизации, учитывающий потери разрешения вследствие пикселизации изображения, величина K для монохромных приемников лежит в диапазоне 3-4, для цветных матриц следует брать 4-7."

Даже из самых простых геометрических соображения понятно, что для реализации предела разрешения телескопа размер пикселя должен быть как минимум вдвое меньше этого предела разрешения. На практике требуется запас и учет байеровской структуры.

Ну и для того, чтобы пикселизация не конкурировала с ошибками ведения, остаточными аберрациями, турбулентностью, дифракцией и т.п. неизбежными факторами уменьшающими разрешение, пиксель должен иметь размер минимум втрое-четверо меньше требуемого предела разрешения. Вы выбрали K=5 - вот и получили соотношение фокусных расстояний 1:5

flyeye
Сообщения: 15
Зарегистрирован: 26 мар 2017, 13:28

Re: Определение оптимального фокусного расстояния

Сообщение flyeye » 14 май 2017, 15:05

Хм...
57,3 * 60 * 60 / 1000 = 206.28. Отсюда 200 во второй формуле?
То есть, по сути, это одно и тоже базовой соотношение, просто второй вариант несколько адаптирован конкретно под расчет фокусного расстояния исходя из требуемого разрешения именно астрографа? Тогда все понятно.

Про байеровскую структуру тоже понятно. Вот неплохая статья про устройство матриц и их разрешение.

Ответить