EP3283898A1 - Method for readjusting a parallactic or azimuthal mounting - Google Patents

Method for readjusting a parallactic or azimuthal mounting

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EP3283898A1
EP3283898A1 EP16716002.7A EP16716002A EP3283898A1 EP 3283898 A1 EP3283898 A1 EP 3283898A1 EP 16716002 A EP16716002 A EP 16716002A EP 3283898 A1 EP3283898 A1 EP 3283898A1
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EP
European Patent Office
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image
control
offset
time difference
main
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16716002.7A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Konstantin KECHLER
Steffen Mayer
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Robomotion GmbH
Original Assignee
Robomotion GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3283898A1 publication Critical patent/EP3283898A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
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    • G02B23/165—Equatorial mounts

Definitions

  • the present invention relates to a method for tracking a parallactic or azimuthal mount, comprising an alignable by means of at least one image sensor and an electromotive controller and trackable device for positioning and movement of a telescope with a camera.
  • Parallactic mounts are pivotable for this purpose in the right ascension axis and the declination axis.
  • the polar axis must be aligned parallel to the earth's axis in order to counteract the earth's rotation at a constant speed (sidereal) in the driven right ascension axis. Since this setup is very error-intensive, both axes are increasingly equipped with motors and driven to compensate for the error of misalignment.
  • astrophotography telescopes with larger focal lengths (> 300mm) are used and larger (> 5min) exposure times chosen to create recordings.
  • autoguiders have increasingly been used to measure the movement of the axes, these systems needing a second image sensor which observes a guide star and determines its position If a deviation from the target position occurs, a correction is made for the movement
  • Autoguiders exist in various designs, either as an additional image sensor in special cameras, with their own optics mounted on the telescope or in the beam path of the main optics
  • the disadvantage of the autoguider is that the complexity of the entire system increases and the operability is hampered, because, inter alia, a control system, depending on optics and mounting, must be parameterized through the second camera and given if by a second Tauschutz for the guide tube.
  • Another known method is the creation of a pointing model. With the help of the assembled optics and camera the position of celestial objects is determined exactly. After measuring the position of several objects, a model is calculated with which such a mount can be exactly positioned and tracked.
  • the disadvantage of this method is that the models lose their validity when the mount changes position. For this, the smallest changes in position or orientation between the mount and the celestial object are sufficient. Such changes can occur on the tripod, on the telescope and on the camera. This is the case, in particular, in mobile operation (eg due to sinking of the stand or due to thermal expansion in the mount).
  • a pointing model for the mount is created. This happens before the actual creation of the main shots.
  • the main sensor does not function as a tracking control sensor, but as a sensor for the one-time creation of the pointing model.
  • the US 2013/0 265 639 AI also describes the calibration of rotation with the help of astronomical methods, so that cheaper rotary encoders can be used.
  • the actual tracking takes place via a previously determined pointing model and does not use the main sensor for follow-up control.
  • US 2014/0 085 717 A1 also describes a system which integrates a tracking control camera and optics in the mount.
  • a further imaging sensor and optics are provided, with which an exact measurement of the position in the sky is possible.
  • For the actual main recording an additional camera and optics is necessary, with the sensors and optics used no main recording is created.
  • the present invention has for its object to provide a method that is capable of eliminating the complexity of the operation and the system structure in the use of autoguiders and the error rate of systems based on pointing models.
  • a method of the type mentioned above is characterized in that the image sensor acts as a main image sensor of the camera and equally as an alignment sensor and NachInstitutkontrollsensor, wherein before and after a main recording at least one control recording performed with shorter exposure time and these control recordings are compared with each other, or at least one main image itself acts as a control image and is compared with at least one previous main image, or a short-exposure control image is compared with the main image itself and the correction values for the tracking of the mount are determined by the image offset and the time difference of the images taken.
  • the orientation of the camera is calibrated in right ascension and declination to determine the image offset in the axes.
  • the method is characterized in that a correction value for the movement of the axes is determined and the error in the tracking is measured regularly with the following steps:
  • the image offset of the images is determined by image processing subpixelgenau.
  • the temporal angle change caused by the misplacement of the mount is determined.
  • the setup error is calculated and transformed this back to the time-lagging image offset for the next main exposure.
  • a function of the error curve Ra (t) and Dek (t) is calculated and passed to the controller in order to operate the axes with a calculated angular velocity, whereby the differential refraction (deltaRaRefract and deltaDecRefract) is also taken into account.
  • Ra (t) Vsiderian * ⁇
  • VRaKorr (HVRa - deltaRaRefract) / dt + Vsiderisch,
  • VDekKorr (HVDek - deltaDecRefrakt) / dt
  • Ra (t) VRaCorr * t
  • Dek (t) VDekKorr * t IV. Determination of the new angular velocity on the basis of the time difference and the offset taking into account the differential refraction
  • VRa orr (HVRa - deltaRaRefract) / dt + VRa orr
  • VDek orr (HVDek - deltaDecRefract) / dt + VDek orr
  • an imaging sensor detects a correction for the tracking to eliminate the tracking error controlled in both axes and to respond to changes in position or orientation between the mount and celestial object because the correction calculation is performed at a time interval of the main shots , As a result, longer exposure times without image errors possible.
  • the system consists of an equatorial mount with high resolution encoders and stepper motors on both axes.
  • the motor control of the system allows the evaluation of the encoders, control of the motors and precise control of the axes.
  • a digital SLR camera with live view mode is used in this case.
  • the evaluation is carried out on an additional computer (laptop) with the help of software.
  • the software includes built-in functions such as complete control of the DSLR, two-star method for calculating the misalignment due to the position of two stars, calculation and transfer of the correction values to the controller and image processing algorithms for offset determination.
  • the mount is leveled using a spirit level and aligned by compass and pitch circle parallel to the earth's axis.
  • the geographic coordinates of the location are entered into the software for calculation.
  • the simplified design of the alignment and operation by the use of inclination (leveling) and directional sensors (elevation) and a GPS sensor for automatic determination of the location.
  • the leveling can be dispensed with by determining the differential angle of the azimuthal coordinate systems of the mount and the earth and taking this into account in the correction.
  • the automatic camera calibration feature detects the alignment of the camera with the optics by causing the controller to first sweep a monitored star with the right ascension axis to one edge of the image, store the image coordinates, and then move to the other edge of the image to calculate the camera's orientation angle ,
  • the controller executes the two-star method to minimize the setup error.
  • the known star is automatically moved to the center of the image, the axis positions are calibrated by the rotary encoders and swiveled to another known star in order to compare the deviation of the axis position to the star position.
  • the software calculates the misplacement of the mount and visually displays to the user the correction values in azimuth and elevation that can be corrected in the live image on a star. After the correction has been completed, the camera orientation will be automatically checked again and adjusted if necessary. After that The user can drive to a desired object, set the exposure times and number of shots, and start the capture cycle.
  • the Soffware automatically takes before and after each main recording short onfroll goods, which are then compared.
  • An image processing algorithm eg FOCAS Automatic Catalog Mapping Algorithm
  • the exposure time and ISO value of the control images are automatically adjusted by the algorithm ejecting the control image and looking for enough details. If not enough or no details are visible, the exposure time and / or the ISO throw of the control images is automatically increased.
  • a local error model is created at the desired location in order to obtain the correct desired position as a function of the time for the declinafion and recta ascension axes.
  • the effect of the refraction is well known and can therefore be corrected in the S mecanicungssoffware.
  • the atmospheric refraction depends on the luff pressure, temperafur and height of the objecf. However, since only differential refraction is necessary in this method, the height of the object is mainly relevant.
  • the local error model calculates the Aufsfaueautechnik and transforms them back to the temporally ongoing Syndromeversafz for the next main exposure.
  • a polynomial of the error curve is calculated and passed to the controller to operate the axes with a dynamic tracking speed. This procedure is repeated for further main shots, with the tracking speeds of the axes being recalculated and adjusted each time.
  • the mount is first set up and the polar axis is aligned as accurately as possible.
  • the alignment can be done using a polar finder or compass and angle scale. The more accurate the setup, the smaller the image field rotation, depending on the length of the exposure, position in the sky and the size of the image field. The horizon can be completely omitted, as this has no effect on the tracking.
  • the orientation of the camera is set.
  • a star is brought into the image field and the camera oriented so that the star during a movement of the right ascension axis is horizontal.
  • the position of the object to be exposed is controlled, activated the control for the right ascension and started with a short exposure control recording. It immediately follows a long main shot, which in turn is completed with a short control shot.
  • the image offset is now determined by a suitable image processing algorithm. The most common method is triangulation. The algorithm searches for as many largest triangles as possible that connect the stars and calculates the offset and rotation between the reference and control images.
  • Another possibility for determining the offset is an algorithm that works with two-dimensional cross-correlation in the image plane.
  • the signal of the first reference image is compared with the signal of the second control image and the maximum searched.
  • the calculated offset from pixel to angle is converted.
  • the value depends on the focal length of the optics and the pixel size of the camera.
  • a temporal angular velocity can be calculated based on the target and actual position.

Abstract

The present invention relates to a method for readjusting a parallactic or azimuthal mounting, comprising a device which is intended for positioning and moving a telescope with a camera and can be aligned and readjusted by means of at least one image sensor and an electromotorized controller, characterized in that the image sensor acts as a main recording sensor of the camera and at the same time as an alignment sensor and readjustment control sensor, wherein before and after a main image is taken at least one control image is taken with a shorter exposure time and these control images are compared with one another, or at least a main image itself acts as a control image and is compared with at least one previous main image, or a short-exposed control image is compared with the main image itself and the correction values for the readjustment of the mounting are determined by the image offset and the time difference of the images taken. The method is the prerequisite for easy, error-free operation of an astronomical mounting for the purpose of long-exposure astronomical photography.

Description

Verfahren zur Nachführung einer parallaktischen  Method for tracking a parallactic
oder azimutalen Montierung  or azimuthal mount
BESCHREIBUNG  DESCRIPTION
Technisches Gebiet Technical area
[0001 ] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nachführung einer parallaktischen oder azimutalen Montierung, umfassend eine mittels zumindest eines Bildsensors und einer elektromotorisierten Steuerung ausrichtbare und nachführbare Einrichtung zur Positionierung und Bewegung eines Teleskops mit einer Kamera. The present invention relates to a method for tracking a parallactic or azimuthal mount, comprising an alignable by means of at least one image sensor and an electromotive controller and trackable device for positioning and movement of a telescope with a camera.
Stand der Technik State of the art
[0002] In der Astrofotografie werden lange Belichtungszeiten gefordert, die voraussetzen, dass das Teleskop mittels eines motorischen Antriebs (bspw. Schrittmotoren) exakt ausgerichtet wird. Eine entsprechende Steuerung ermöglicht es, das Teleskop auf ein Beobachtungsobjekt auszurichten und dieses zu verfolgen. In astrophotography long exposure times are required, which require that the telescope by means of a motor drive (eg. Stepper motors) is aligned exactly. A corresponding control makes it possible to align the telescope on an observation object and to track it.
[0003] Parallaktische Montierungen sind hierzu in der Rektaszensionach- se und Deklinationsachse schwenkbar. Die Polachse muss dabei parallel zur Erdachse ausgerichtet werden, um mit einer konstanten Geschwindig- keit (siderisch) in der angetriebenen Rektaszensionsachse der Erdrotation entgegen zu wirken. Da diese Aufstellung sehr fehlerintensiv ist, werden zunehmend beide Achsen mit Motoren ausgestattet und angetrieben, um den Fehler der Falschaufstellung zu kompensieren. [0004] Oft werden für die Astrofotografie Teleskope mit größeren Brennweiten (> 300mm) eingesetzt und größere (> 5Min) Belichtungszeiten gewählt um Aufnahmen zu erstellen. In Kombination mit aktuellen Kameras und deren Bildsensoren mit kleinen Pixeln (<10um) sind sehr hohe Genau- igkeiten(Bahnabweichung maximal in l OMinuten) bei der Nachfüh- rung notwendig. Selbst bei perfekter Ausrichtung der Montierung wäre die Bewegung der Achsen mit den heute verfügbaren Motoren und Getrieben zu ungenau um diese Anforderungen zu erfüllen. Aus diesem Grund muss eine Regelung der Antriebe in Abhängigkeit der gemessenen Bewe- gung der Achsen erfolgen. [0003] Parallactic mounts are pivotable for this purpose in the right ascension axis and the declination axis. The polar axis must be aligned parallel to the earth's axis in order to counteract the earth's rotation at a constant speed (sidereal) in the driven right ascension axis. Since this setup is very error-intensive, both axes are increasingly equipped with motors and driven to compensate for the error of misalignment. Often for the astrophotography telescopes with larger focal lengths (> 300mm) are used and larger (> 5min) exposure times chosen to create recordings. In combination with current cameras and their image sensors with small pixels (<10 μm), very high accuracies (path deviation maximum in 1 minute) in the case of necessary. Even with perfect alignment of the mount, the movement of the axles with the motors and transmissions available today would be too inaccurate to meet these requirements. For this reason, the drives must be controlled as a function of the measured movement of the axes.
[0005] Bisher wurden vermehrt so genannte„Autoguider" zur Messung der Bewegung der Achsen verwendet, wobei diese Systeme einen zweiten Bildsensor benötigen, der einen Leitstern beobachtet und dessen Posi- tion ermittelt. Wenn eine Abweichung zur Sollposition auftritt wird eine Korrektur für die Bewegung der Achsen berechnet und an die Achssteuerung geschickt. Das ist ein Regelkreis, der entsprechend aufwendig paramet- riert werden muss. Autoguider existieren es in verschiedenen Ausführungen, entweder als zusätzlichen Bildsensor in speziellen Kameras, mit einer eigenen Optik am Teleskop montiert oder im Strahlengang der Hauptoptik mit Hilfe eines Off Axis Guiders montiert. Der Nachteil des Autoguider besteht darin, dass die Komplexität des gesamten Systems zunimmt und die Bedienbarkeit erschwert wird, weil unter anderem ein Regelsystem, in Abhängigkeit von Optik und Montierung, parametriert werden muss. Des Weiteren steigt der Stromverbrauch durch die zweite Kamera und gegebenenfalls durch einen zweiten Tauschutz für das Leitrohr. So far, so-called "autoguiders" have increasingly been used to measure the movement of the axes, these systems needing a second image sensor which observes a guide star and determines its position If a deviation from the target position occurs, a correction is made for the movement Autoguiders exist in various designs, either as an additional image sensor in special cameras, with their own optics mounted on the telescope or in the beam path of the main optics The disadvantage of the autoguider is that the complexity of the entire system increases and the operability is hampered, because, inter alia, a control system, depending on optics and mounting, must be parameterized through the second camera and given if by a second Tauschutz for the guide tube.
[0006] Eine weitere bekannte Methode ist das Erstellen eines Pointing- modells. Mit Hilfe der montierten Optik und Kamera wird dann die Position von Himmelsobjekten exakt ermittelt. Nach Vermessung der Position von mehreren Objekten wird ein Modell berechnet, mit dem eine solche Montierung exakt positioniert und nachführt werden kann. Der Nachteil dieser Methode besteht darin, dass die Modelle Ihre Gültigkeit verlieren wenn die Montierung Ihre Position verändert. Hierzu reichen kleinste Veränderungen der Position oder Orientierung zwischen Montierung und Himmelsobjekt aus. Solche Veränderungen können am Stativ, am Teleskop und an der Kamera vorkommen. Dies ist insbesondere im mobilen Betrieb der Fall (z. B. durch Einsinken des Stativs oder durch Wärmeausdehnung in der Montierung). [0007] In der US 2013 / 0 265 639 AI wird ein Pointingmodell für die Montierung erstellt. Dies geschieht vor der eigentlichen Erstellung der Hauptaufnahmen. Der Hauptsensor fungiert hierbei nicht als Nachführkontrollsensor, sondern als Sensor zur einmaligen Erstellung des Pointingmodells. Die US 2013 / 0 265 639 AI beschreibt ferner die Kalibrierung von Drehgeben mit Hilfe von astronomischen Verfahren, so dass günstigere Drehgeber eingesetzt werden können. Die eigentliche Nachführung findet dabei über ein vorab ermitteltes Pointingmodel statt und nutzt den Hauptsensor nicht zur Nachführkontrolle. Another known method is the creation of a pointing model. With the help of the assembled optics and camera the position of celestial objects is determined exactly. After measuring the position of several objects, a model is calculated with which such a mount can be exactly positioned and tracked. The disadvantage of this method is that the models lose their validity when the mount changes position. For this, the smallest changes in position or orientation between the mount and the celestial object are sufficient. Such changes can occur on the tripod, on the telescope and on the camera. This is the case, in particular, in mobile operation (eg due to sinking of the stand or due to thermal expansion in the mount). In the US 2013/0 265 639 AI a pointing model for the mount is created. This happens before the actual creation of the main shots. The main sensor does not function as a tracking control sensor, but as a sensor for the one-time creation of the pointing model. The US 2013/0 265 639 AI also describes the calibration of rotation with the help of astronomical methods, so that cheaper rotary encoders can be used. The actual tracking takes place via a previously determined pointing model and does not use the main sensor for follow-up control.
[0008] In der GB 2 485 596 A wird ein System beschrieben, dass eine Nachführkontrollkamera und Optik in der Montierung (seif guiding mount) integriert. Für die eigentliche Hauptaufnahme ist eine zusätzliche Kamera und Optik notwendig, wobei auch hier mit der Nachführkontrollkamera keine Hauptaufnahme erstellt wird. In GB 2 485 596 A, a system is described that integrates a tracking control camera and optics in the mount (soothering mount). For the actual main recording, an additional camera and optics is necessary, and here also with the Nachführkontrollkamera no main recording is created.
[0009] Auch in der US 2014 / 0 085 717 AI wird ein System beschrieben, das eine Nachführkontrollkamera und eine Optik in der Montierung integriert. Zusätzlich ist ein weiterer bildgebender Sensor und eine Optik vorge- sehen, mit der eine exakte Messung der Position am Himmel möglich ist. Für die eigentliche Hauptaufnahme ist eine zusätzliche Kamera und Optik notwendig, wobei mit den eingesetzten Sensoren und Optiken keine Hauptaufnahme erstellt wird. Darstellung der Erfindung US 2014/0 085 717 A1 also describes a system which integrates a tracking control camera and optics in the mount. In addition, a further imaging sensor and optics are provided, with which an exact measurement of the position in the sky is possible. For the actual main recording an additional camera and optics is necessary, with the sensors and optics used no main recording is created. Presentation of the invention
[0010] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zu schaffen, die geeignet ist, die Komplexität der Bedienung und des Systemaufbaus beim Einsatz von Autoguider und die Fehleranfälligkeit von Systemen, die auf Basis von Pointingmodellen basieren, auszuräumen. The present invention has for its object to provide a method that is capable of eliminating the complexity of the operation and the system structure in the use of autoguiders and the error rate of systems based on pointing models.
[001 1 ] Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Unferansprüchen angegeben. [001 1] According to the invention the above object is achieved according to the preamble of claim 1 in conjunction with the characterizing features. Advantageous embodiments and further developments of Process according to the invention are specified in the dependent claims.
[0012] Erfindungsgemäß ist ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass der Bildsensor als Hauptaufnahmesensor der Kamera und gleichermaßen als Ausrichtungssensor und Nachführkontrollsensor fungiert, wobei vor und nach einer Hauptaufnahme mindestens eine Kontrollaufnahme mit kürzerer Belichtungszeit durchgeführt und diese Kontrollaufnahmen miteinander verglichen werden, oder zumindest eine Hauptaufnahme selbst als Kontrollaufnahme fungiert und mit mindestens einer vorherigen Hauptaufnahme verglichen wird, oder ein kurzbelichtete Kontrollaufnahme mit der Hauptaufnahme selbst verglichen wird und durch den Bildversatz und die Zeitdifferenz der durchgeführten Aufnahmen die Korrekturwerte für die Nachführung der Montierung ermittelt wer- den. Die Ausrichtung der Kamera ist in Rektaszension und Deklination kalibriert, um den Bildversatz in den Achsen zu ermitteln. According to the invention, a method of the type mentioned above is characterized in that the image sensor acts as a main image sensor of the camera and equally as an alignment sensor and Nachführkontrollsensor, wherein before and after a main recording at least one control recording performed with shorter exposure time and these control recordings are compared with each other, or at least one main image itself acts as a control image and is compared with at least one previous main image, or a short-exposure control image is compared with the main image itself and the correction values for the tracking of the mount are determined by the image offset and the time difference of the images taken. The orientation of the camera is calibrated in right ascension and declination to determine the image offset in the axes.
[0013] Besonders vorteilhaft ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass ein Korrekturwert für die Bewegung der Achsen ermittelt wird und der Fehler in der Nachführung regelmäßig gemessen wird mit den folgenden Schritten : Particularly advantageously, the method is characterized in that a correction value for the movement of the axes is determined and the error in the tracking is measured regularly with the following steps:
a) Erstellen einer Kontrollaufnahme K(n);  a) create a control shot K (n);
b) Erstellen der Hauptaufnahme H(n);  b) creating the main image H (n);
c) Erstellen einer Kontrollaufnahme K(n+1 );  c) creating a control shot K (n + 1);
d) Ermitteln der Zeitdifferenz dt zwischen Kontrollaufnahme K(n) und K(n+1 ) sowie des subpixelgenauen Bildversatzes BVx und BVy in Bildkoordinaten zwischen den Kontrollaufnahmen K(n) und K(n+1 );  d) determining the time difference dt between control image K (n) and K (n + 1) as well as the sub-pixel-exact image offset BVx and BVy in image coordinates between the control images K (n) and K (n + 1);
e) Ermitteln des Versatzes in Himmelskoordinaten HVRa und HVDek anhand von BVx und BVy und der Position der Aufnahme in Himmelskoordinaten HRa und HDek;  e) determining the offset in celestial coordinates HVRa and HVDek on the basis of BVx and BVy and the position of the recording in celestial coordinates HRa and HDek;
f) Berechnung einer neuen Funktion Ra(t) und Dek(t) für die Winkelposition der Achse in Abhängigkeit von der Zeit, anhand der Zeitdifferenz dt und des Versatzes HVRa und HVDek; g) Erhöhen von n auf n+1 und wiederholen der Schritte a) bis g) wobei die Achsen entsprechend der neue berechneten Funktion RA(t) und Dek(t) bewegt werden. f) calculating a new function Ra (t) and Dek (t) for the angular position of the axis as a function of time, based on the time difference dt and the offset HVRa and HVDek; g) increasing n to n + 1 and repeating steps a) to g), moving the axes according to the new calculated function RA (t) and dec (t).
[0014] Erfindungsgemäß wird der Bildversatz der Aufnahmen durch Bildverarbeitung subpixelgenau bestimmt. Durch Hinzunahme der Zeitdifferenz zwischen den Kontrollbildern und der Umrechnung von Bildkoordinaten in Himmelskoordinaten wird die zeitliche Winkeländerung bestimmt, die durch die fehlerhafte Aufstellung der Montierung verursacht wird. According to the invention, the image offset of the images is determined by image processing subpixelgenau. By adding the time difference between the control images and the conversion of image coordinates to celestial coordinates, the temporal angle change caused by the misplacement of the mount is determined.
[0015] Dadurch wird der Aufstellfehler berechnet und transformiert diesen zurück auf den zeitlich weiterlaufenden Bildversatz für die nächste Hauptbelichtung. Dabei wird eine Funktion der Fehlerkurve Ra(t) und Dek(t) errechnet und der Steuerung übergeben, um die Achsen mit einer errechneten Winkelgeschwindigkeit zu betreiben, wobei auch die diffe- renzielle Refraktion (deltaRaRefrakt und deltaDecRefrakt) berücksichtigt wird. As a result, the setup error is calculated and transformed this back to the time-lagging image offset for the next main exposure. In this case, a function of the error curve Ra (t) and Dek (t) is calculated and passed to the controller in order to operate the axes with a calculated angular velocity, whereby the differential refraction (deltaRaRefract and deltaDecRefract) is also taken into account.
[001 6] Die Funktion wird wie folgt berechnet:[001 6] The function is calculated as follows:
0 0
I. Bewegung der Ra-Achse mit (Vsiderisch) siderischer Winkelgeschwindigkeit  I. Ra axis motion with (Vsiderian) sidereal angular velocity
Ra(t) = Vsiderisch*†,  Ra (t) = Vsiderian * †,
Dek(t) = 0 Dek (t) = 0
^ II. Bestimmung der neuen Winkelgeschwindigkeit anhand der Zeitdifferenz und des Versatzes unter Berücksichtigung der diffe- renziellen Refraktion ^ II. Determination of the new angular velocity on the basis of the time difference and the offset taking into account the differential refraction
VRaKorr = (HVRa - deltaRaRefrakt)/dt + Vsiderisch,  VRaKorr = (HVRa - deltaRaRefract) / dt + Vsiderisch,
VDekKorr = (HVDek - deltaDecRefrakt)/dt VDekKorr = (HVDek - deltaDecRefrakt) / dt
Q III. Bewegung der Achsen mit den ermittelten Funktionen Q III. Movement of the axes with the determined functions
Ra(t) = VRaKorr * t,  Ra (t) = VRaCorr * t,
Dek(t) = VDekKorr * t IV. Bestimmung der neuen Winkelgeschwindigkeit anhand der Zeitdifferenz und des Versatzes unter Berücksichtigung der diffe- renziellen Refraktion Dek (t) = VDekKorr * t IV. Determination of the new angular velocity on the basis of the time difference and the offset taking into account the differential refraction
VRa orr = (HVRa - deltaRaRefrakt)/dt + VRa orr,  VRa orr = (HVRa - deltaRaRefract) / dt + VRa orr,
VDek orr = (HVDek - deltaDecRefrakt)/dt + VDek orr  VDek orr = (HVDek - deltaDecRefract) / dt + VDek orr
V. Wiederholen der Schritte III bis V.  V. Repeat steps III to V.
[001 7] Somit ist es möglich durch einen bildgebenden Sensor eine Korrektur für die Nachführung zu ermitteln um den Nachführfehler in beiden Achsen kontrolliert zu eliminieren sowie auf Veränderungen von Position oder Orientierung zwischen Montierung und Himmelsobjekt zu reagieren da die Korrekturberechnung im Zeitabstand der Hauptaufnahmen durchgeführt wird. Hierdurch werden längere Belichtungszeiten ohne Bildfehler möglich. Thus, it is possible by an imaging sensor to detect a correction for the tracking to eliminate the tracking error controlled in both axes and to respond to changes in position or orientation between the mount and celestial object because the correction calculation is performed at a time interval of the main shots , As a result, longer exposure times without image errors possible.
Durchführung eines Ausführungsbeispiels Implementation of an embodiment
[0018] Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels eines bestehenden Systems schrittweise erklärt. Das System besteht aus einer äquatorialen Montierung mit hochauflösenden Drehgebern und Schrittmotoren an beiden Achsen. Die Motorsteuerung des Systems ermöglicht die Auswertung der Drehgeber, Ansteuerung der Motoren und präzise Regelung der Achsen. [0019] Als Bildsensor wird in diesem Fall eine digitale Spiegelreflexkamera mit Live View-Modus eingesetzt. Die Auswertung wird auf einem zusätzlichen Rechner (Laptop) mit Hilfe einer Software durchgeführt. Die Software beinhaltet integrierte Funktionen wie z.B. komplette Steuerung der DSLR, Two-Star-Methode zur Berechnung der Fehlaufstellung aufgrund der Posi- tion von zwei Sternen, Berechnung und Übertragung der Korrekturwerte an die Steuerung und Bildverarbeitungsalgorithmen zur Versatzbestimmung. [0020] Die Montierung wird mit Hilfe einer Wasserwaage nivelliert und mittels Kompass und Teilkreis parallel zur Erdachse ausgerichtet. Zusätzlich werden die geographischen Koordinaten des Standorts in die Software für die Berechnung eingeben. Denkbar ist auch die vereinfachte Ausführung der Ausrichtung und Bedienung durch den Einsatz von Neigungs- (Nivellierung) - und Richtungssensoren (Elevation) und einem GPS Sensor zur automatischen Ermittlung des Standortes. The implementation of the method according to the invention will be explained in the following with reference to an embodiment of an existing system step by step. The system consists of an equatorial mount with high resolution encoders and stepper motors on both axes. The motor control of the system allows the evaluation of the encoders, control of the motors and precise control of the axes. As an image sensor, a digital SLR camera with live view mode is used in this case. The evaluation is carried out on an additional computer (laptop) with the help of software. The software includes built-in functions such as complete control of the DSLR, two-star method for calculating the misalignment due to the position of two stars, calculation and transfer of the correction values to the controller and image processing algorithms for offset determination. The mount is leveled using a spirit level and aligned by compass and pitch circle parallel to the earth's axis. In addition, the geographic coordinates of the location are entered into the software for calculation. Also conceivable is the simplified design of the alignment and operation by the use of inclination (leveling) and directional sensors (elevation) and a GPS sensor for automatic determination of the location.
[0021 ] Alternativ kann auf das Nivellieren verzichtet werden, indem man den Differenzwinkel der azimutalen Koordinatensysteme der Montierung und der Erde ermittelt und diesen in der Korrektur berücksichtigt. Alternatively, the leveling can be dispensed with by determining the differential angle of the azimuthal coordinate systems of the mount and the earth and taking this into account in the correction.
[0022] Mit der integrierten GoTo-Funktion wird die Optik auf einen hellen Stern, der aus der Datenbank bekannt ist, angefahren. Mit dem LiveView der Kamera und der Schnittstelle zur Software hat der Benutzer die Möglichkeit, durch die Vergrößerung des Sterns die Optik zu fokussieren. Mit der Funktion der automatischen Kamerakalibrierung wird die Ausrichtung der Kamera an der Optik festgestellt, indem die Steuerung einen überwachten Stern mit der Rektaszensionsachse zuerst an den einen Bildrand schwenkt, die Bildkoordinaten speichert und dann an den anderen Bildrand fährt, um den Orientierungswinkel der Kamera zu berechnen. With the integrated GoTo function, the optics on a bright star, which is known from the database, approached. With the LiveView of the camera and the interface to the software, the user has the opportunity to focus the optics by enlarging the star. The automatic camera calibration feature detects the alignment of the camera with the optics by causing the controller to first sweep a monitored star with the right ascension axis to one edge of the image, store the image coordinates, and then move to the other edge of the image to calculate the camera's orientation angle ,
[0023] Nach der Kamerakalibrierung führt die Steuerung die Two-Star- Methode aus, um den Aufstellfehler zu minimieren. Dabei wird der be- kannte Stern automatisch in die Bildmitte gefahren, die Achspositionen durch die Drehgeber kalibriert und zu einem weiteren, bekannten Stern geschwenkt, um die Abweichung der Achsposition zur Sternposition zu vergleichen. [0024] Mit der Two-Star-Gleichung berechnet die Software die Fehlaufstellung der Montierung und zeigt dem Benutzer visuell die Korrekturwerte in Azimut und Elevation an, die man im Livebild an einem Stern korrigieren kann. Nachdem die Korrektur abgeschlossen wurde, wird die Kameraausrichtung erneut automatisch überprüft und notfalls angepasst. Danach kann der Benutzer auf ein gewünschtes Objekt fahren, die Belichtungszeiten und Anzahl der Aufnahmen festlegen und den Aufnahmezyklus starten. [0025] Die Soffware nimmt automatisch vor und nach jeder Hauptaufnahme kurze onfrollbilder auf, die dann miteinander verglichen werden. Dabei wird bei der Erstausführung des Verfahrens nur die Rekfaszension- sachse siderisch angetrieben. Durch einen Bildverarbeifungsalgorithmus (z.B. FOCAS Automatic Catalog Mafching Algorithmus) wird der Bildver- satz zwischen den onfrollbildern bestimmt. Die Belichtungsdauer und ISO- Wert der Kontrollbilder wird automatisch angepasst, in dem der Algorithmus das Kontrollbild auswerfet und nach genügend Details sucht. Sollten nicht genügend oder keine Details zu sehen sein, wird die Belichtungsdauer und/oder der ISO-Werf der Kontrollbilder automatisch erhöht. After the camera calibration, the controller executes the two-star method to minimize the setup error. The known star is automatically moved to the center of the image, the axis positions are calibrated by the rotary encoders and swiveled to another known star in order to compare the deviation of the axis position to the star position. With the two-star equation, the software calculates the misplacement of the mount and visually displays to the user the correction values in azimuth and elevation that can be corrected in the live image on a star. After the correction has been completed, the camera orientation will be automatically checked again and adjusted if necessary. After that The user can drive to a desired object, set the exposure times and number of shots, and start the capture cycle. The Soffware automatically takes before and after each main recording short onfrollbilder, which are then compared. In the first implementation of the method, only the recfascent axis is siderably driven. An image processing algorithm (eg FOCAS Automatic Catalog Mapping Algorithm) determines the image offset between the on-frame images. The exposure time and ISO value of the control images are automatically adjusted by the algorithm ejecting the control image and looking for enough details. If not enough or no details are visible, the exposure time and / or the ISO throw of the control images is automatically increased.
[0026] Somit wird eine subpixelgenaue Auswertung des Versatzes in beiden Achsen erreicht, die mit den Achspositionen und den davor eingegebenen Parametern der Optik (Brennweife, Pixelgröße, ...) durch eine Umrechnung von Bild- in Himmelskoordinafen den Anteil der zeitlichen Winkeländerung zwischen den Kontrollbildern in Deklination und Rektas- zension errechnet wird. Thus, a subpixel accurate evaluation of the offset is achieved in both axes, with the axis positions and the previously entered parameters of the optics (Brennweife, pixel size, ...) by converting from Bild- in Himmelskoordinafen the proportion of temporal change in angle between the Control images are calculated in declination and rectal ascension.
[0027] Anhand dieser Werte und unter der Berücksichtigung der diffe- renziellen Refraktion wird an der gewünschten Stelle ein lokales Fehlermo- dell erstellt, um die korrekten Sollposifion in Abhängigkeif der Zeif für die Deklinafions- und Rektaszensionsachse zu erhalten. On the basis of these values and taking into account the differential refraction, a local error model is created at the desired location in order to obtain the correct desired position as a function of the time for the declinafion and recta ascension axes.
[0028] Der Effekt der Refraktion ist gut bekannt und kann deshalb in der Sfeuerungssoffware korrigiert werden. Die atmosphärische Refraktion ist abhängig von Luffdruck, Temperafur und Höhe des Objekfes. Da jedoch bei diesem Verfahren nur die differenzielle Refraktion nötig ist, ist hauptsächlich die Höhe des Objektes relevant.  The effect of the refraction is well known and can therefore be corrected in the Sfeuerungssoffware. The atmospheric refraction depends on the luff pressure, temperafur and height of the objecf. However, since only differential refraction is necessary in this method, the height of the object is mainly relevant.
[0029] Das lokale Fehlermodell berechnet die Aufsfellungenauigkeit und transformiert diese zurück auf den zeitlich weiterlaufenden Bildversafz für die nächste Hauptbelichtung. Dabei wird ein Polynom der Fehlerkurve errechnet und der Steuerung übergeben um die Achsen mit einer dynamischen Nachführgeschwindigkeit zu betreiben. [0030] Diese Prozedur wiederholt sich für weitere Hauptaufnahmen, wobei die Nachführgeschwindigkeiten der Achsen jedes Mal neu berechnet und angepasst werden. The local error model calculates the Aufsfaueauigkeit and transforms them back to the temporally ongoing Bildversafz for the next main exposure. In this case, a polynomial of the error curve is calculated and passed to the controller to operate the axes with a dynamic tracking speed. This procedure is repeated for further main shots, with the tracking speeds of the axes being recalculated and adjusted each time.
[0031 ] Durch dieses Verfahren ist es somit möglich, den Fehler der Auf- Stellung und die differenzielle Refraktion sowie auf Veränderungen von Position oder Orientierung zwischen Montierung und Himmelsobjekt zu beseitigen und Aufnahmen mit längeren Belichtungszeiten ohne Nachführfehler zu ermöglichen. Methode ohne Korrektur der Aufstellung By this method, it is thus possible to eliminate the error of the up position and the differential refraction and changes in position or orientation between mount and celestial object and allow shooting with longer exposure times without tracking errors. Method without correcting the installation
[0032] In einem weiteren Ausführungsbeispiel ohne Korrektur der Elevati- on- und Azimutachse wird zunächst die Montierung aufgestellt und die Polachse so genau wie möglich ausgerichtet. Die Ausrichtung kann mittels Polsucher oder durch Kompass und Winkelskala durchgeführt werden. Je genauer die Aufstellung, desto kleiner die Bildfeldrotation, abhängig von der Länge der Belichtung, Position am Himmel und der Größe des Bildfeldes. Auf die Horizontrierung kann komplett verzichtet werden, da dies keine Auswirkung auf die Nachführung hat. In another embodiment without correction of the elevation and azimuth axes, the mount is first set up and the polar axis is aligned as accurately as possible. The alignment can be done using a polar finder or compass and angle scale. The more accurate the setup, the smaller the image field rotation, depending on the length of the exposure, position in the sky and the size of the image field. The horizon can be completely omitted, as this has no effect on the tracking.
[0033] Nach der Aufstellung wird die Orientierung der Kamera eingestellt. Dabei wird ein Stern in das Bildfeld gebracht und die Kamera so orientiert, dass der Stern während einer Bewegung der Rektaszensionsachse waagrecht verläuft. After installation, the orientation of the camera is set. In this case, a star is brought into the image field and the camera oriented so that the star during a movement of the right ascension axis is horizontal.
[0034] Nun wird die Position des zu belichteten Objektes angesteuert, die Regelung für die Rektaszension aktiviert und mit einer kurzbelichteten Kontrollaufnahme gestartet. Es folgt sofort eine lange Hauptaufnahme, die wiederum mit einer kurzen Kontrollaufnahme abgeschlossen wird. [0035] Anhand der beiden Kontrollaufnahmen wird nun durch einen geeigneten Bildverarbeitungsalgorithmus der Bildversatz bestimmt. Die gängigste Methode ist die Triangulation. Der Algorithmus sucht möglichst viele größtmögliche Dreiecke, die die Sterne verbinden und errechnet somit den Offset und die Rotation zwischen dem Referenz- und Kontrollbild. Now, the position of the object to be exposed is controlled, activated the control for the right ascension and started with a short exposure control recording. It immediately follows a long main shot, which in turn is completed with a short control shot. Based on the two control recordings, the image offset is now determined by a suitable image processing algorithm. The most common method is triangulation. The algorithm searches for as many largest triangles as possible that connect the stars and calculates the offset and rotation between the reference and control images.
[0036] Eine weitere Möglichkeit zur Versatzbestimmung, ist ein Algorithmus, der mit zweidimensionaler Kreuzkorrelation in der Bildebene arbeitet. Es wird das Signal des ersten Referenzbildes mit dem Signal des zweiten Kontrollbildes verglichen und das Maximum gesucht. Another possibility for determining the offset is an algorithm that works with two-dimensional cross-correlation in the image plane. The signal of the first reference image is compared with the signal of the second control image and the maximum searched.
[0037] Als nächstes wird der berechnete Versatz von Pixel ins Winkelmaß umgerechnet. Dabei ist der Wert abhängig von der Brennweite der Optik und der Pixelgröße der Kamera. Next, the calculated offset from pixel to angle is converted. The value depends on the focal length of the optics and the pixel size of the camera.
[0038] Anhand des Versatzes im Winkelmaß und der zeitlichen Differenz der aufgenommenen Kontrollbilder, kann anhand der Soll und Ist-Position eine zeitliche Winkelgeschwindigkeit berechnet werden. Based on the offset in the angle and the time difference of the recorded control images, a temporal angular velocity can be calculated based on the target and actual position.
[0039] Um eine möglichst fehlerfreie Nachführung zu erreichen, wird ein erweitertes Fehlermodell erstellt, die auch den Anteil der differentiellen Refraktion berücksichtigt. Dadurch erhält man eine Funktion der Fehlerkurve beider Achsen, die durch Anpassung der Winkelgeschwindigkeit der Regler nahezu komplett eliminiert werden kann. To achieve the most error-free tracking, an extended error model is created, which also takes into account the proportion of differential refraction. This gives a function of the error curve of both axes, which can be almost completely eliminated by adjusting the angular velocity of the controller.

Claims

ANSPRÜCHE
Verfahren zur Nachführung einer parallakfischen oder azimutalen Montierung, umfassend eine mittels zumindest eines Bildsensors und einer elektromotorisierten Steuerung ausrichtbare und nachführbare Einrichtung zur Positionierung und Bewegung eines Teleskops mit einer Kamera, Method for tracking a parallel-aquarium or azimuthal mount, comprising a device that can be aligned and tracked by means of at least one image sensor and an electromotive control for positioning and moving a telescope with a camera,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Bildsensor als Hauptaufnahmesensor der Kamera und gleichermaßen als Ausrichtungssensor und Nachführkontrollsensor fungiert, wobei vor und nach einer Hauptaufnahme mindestens eine Kontrollaufnahme mit kürzerer Belichtungszeit durchgeführt und diese Kontrollaufnahmen miteinander verglichen werden, oder zumindest eine Hauptaufnahme selbst als Kontrollaufnahme fungiert und mit mindestens einer vorherigen Hauptaufnahme verglichen wird, oder ein kurzbelichtete Kontrollaufnahme mit der Hauptaufnahme selbst verglichen wird und durch den Bildversatz und die Zeitdifferenz der durchgeführten Aufnahmen die Korrekturwerte für die Nachführung der Montierung ermittelt werden, wobei ein Korrekturwert für die Bewegung der Achsen ermittelt und der Fehler in der Nachführung regelmäßig gemessen wird. the image sensor acts as a main image sensor of the camera and equally as an alignment sensor and Nachführkontrollsensor, before and after a main recording at least one control recording performed with shorter exposure time and these control recordings are compared, or at least one main recording itself acts as a control recording and compared with at least one previous main recording or a short exposure control image is compared with the main image itself, and the correction values for the tracking of the mount are determined by the image offset and the time difference of the taken images, whereby a correction value for the movement of the axes is determined and the error in the tracking is measured regularly.
Verfahren nach Anspruch 1 , Method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
es folgende Schritte umfosst: it includes the following steps:
g) Erstellen einer Kontrolloufnghme K(n);  g) creating a control call K (n);
b) Erstellen der Hguptgufnghme H(n);  b) Creation of the main fence H (n);
c) Erstellen einer Kontrolloufnghme K(n+1 );  c) creating a control call K (n + 1);
d) Ermitteln der Zeitdifferenz dt zwischen Kontrolloufnghme K(n) und K(n+1 ) sowie des subpixelgenouen Bildversatzes BVx und BVy in Bildkoordinaten zwischen den Kontrollaufnahmen K(n) und K(n+ 1 ); d) determining the time difference dt between the control input K (n) and K (n + 1) and the sub-pixel-negative image offset BVx and BVy in image coordinates between the control images K (n) and K (n + 1);
e) Ermitteln des Versatzes in Himmelskoordinaten HVRa und HVDek anhand von BVx und BVy und der Position der Aufnahme in Himmelskoordinaten HRa und HDek;  e) determining the offset in celestial coordinates HVRa and HVDek on the basis of BVx and BVy and the position of the recording in celestial coordinates HRa and HDek;
f) Berechnung einer neuen Funktion Ra (t) und Dek(t) für die Winkelposition der Achse in Abhängigkeit von der Zeit, anhand der Zeitdifferenz dt und des Versatzes HVRa und g) EÜTiBbteri von n auf n+ 1 und wiederholen der Schritte a) bis g) wobei die Achsen entsprechend der neue berechneten Funktion RA(t) und Dek(t) bewegt werden.  f) calculating a new function Ra (t) and Dek (t) for the angular position of the axis as a function of time, based on the time difference dt and the offset HVRa and g) EÜTiBbteri from n to n + 1 and repeating steps a) to g) wherein the axes are moved according to the new calculated function RA (t) and Dek (t).
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Bildversatzes auf Basis einer aktuellen Messung und Vergangenheitsdaten berechnet wird. the image offset is calculated on the basis of a current measurement and historical data.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Funktion für die Winkelposition wie folgt berechnet wird: that the function for the angular position is calculated as follows:
I. Bewegung der Ro-Achse mit (Vsiderisch) siderischer Winkelgeschwindigkeit I. Movement of the Ro axis with (Vsiderian) sidereal angular velocity
Rg(t) = Vsiderisch*†,  Rg (t) = Vsiderian * †,
Dek(t) = 0  Dek (t) = 0
II. Bestimmung der neuen Winkelgeschwindigkeit gnhgnd der II. Determination of the new angular velocity gnhgnd the
Zeitdifferenz und des Versgtzes Time difference and the saving
VRgKorr = HVRo/dt + Vsiderisch,  VRgKorr = HVRo / dt + Vsiderisch,
VDekKorr = HVDek/dt  VDekKorr = HVDek / dt
III. Bewegung der Achsen mit den ermittelten Funktionen  III. Movement of the axes with the determined functions
Rg (t) = VRo orr * t,  Rg (t) = VRo orr * t,
Dek(t) = VDekKorr * t IV. Bestimmung der neuen Winkelgeschwindigkeit anhand derDek (t) = VDekKorr * t IV. Determination of the new angular velocity on the basis of
Zeitdifferenz und des Versatzes Time difference and offset
VRa orr = HVRa/dt + VRa orr,  VRa orr = HVRa / dt + VRa orr,
VDek orr = HVDek/dt + VDek orr  VDek orr = HVDek / dt + VDek orr
V. Wiederholen der Schritte III bis V.  V. Repeat steps III to V.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Funktion für die Winkelposition wie nach Anspruch 1 berechnet und dabei die Refraktion berücksichtigt wird: that the function for the angular position as calculated according to claim 1 and while the refraction is taken into account:
I. Bewegung der Ra-Achse mit (Vsiderisch) siderischer Winkelgeschwindigkeit I. Ra axis motion with (Vsiderian) sidereal angular velocity
Ra(t) = Vsiderisch*†,  Ra (t) = Vsiderian * †,
Dek(t) = 0  Dek (t) = 0
II. Bestimmung der neuen Winkelgeschwindigkeit anhand der II. Determination of the new angular velocity on the basis of
Zeitdifferenz und des Versatzes unter Berücksichtigung der differenzieller Refraktion Time difference and offset taking into account the differential refraction
VRaKorr = (HVRa - deltaRaRefrakt)/dt + Vsiderisch,  VRaKorr = (HVRa - deltaRaRefract) / dt + Vsiderisch,
VDekKorr = (HVDek - deltaDecRefrakt)/dt  VDekKorr = (HVDek - deltaDecRefrakt) / dt
III. Bewegung der Achsen mit den ermittelten Funktionen  III. Movement of the axes with the determined functions
Ra(t) = VRaKorr * t,  Ra (t) = VRaCorr * t,
Dek(t) = VDekKorr * t  Dek (t) = VDekKorr * t
IV. Bestimmung der neuen Winkelgeschwindigkeit anhand der IV. Determination of the new angular velocity on the basis of
Zeitdifferenz und des Versatzes unter Berücksichtigung der differenzieller Refraktion Time difference and offset taking into account the differential refraction
VRaKorr = (HVRa - deltaRaRefrakt)/dt + VRaKorr,  VRaKorr = (HVRa - deltaRaRefract) / dt + VRaKorr,
VDekKorr = (HVDek - deltaDecRefrakt)/dt + VDekKorr  VDekKorr = (HVDek - deltaDecRefrakt) / dt + VDekKorr
V. Wiederholen der Schritte III bis V.  V. Repeat steps III to V.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018055619A1 (en) * 2016-09-25 2018-03-29 Israel Aerospace Industries Ltd. Celestial compass and method of calibrating
US11847157B2 (en) * 2018-09-13 2023-12-19 Jiazhi Chen Telescope star searching method and device based on image recognition and telescope

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5365269A (en) 1992-10-22 1994-11-15 Santa Barbara Instrument Group, Inc. Electronic camera with automatic image tracking and multi-frame registration and accumulation
AU759445B2 (en) * 1998-09-25 2003-04-17 Unisearch Limited CCD readout method
GB2344951B (en) * 1998-12-17 2003-07-30 Starlight Xpress Ltd Method and apparatus for tracking a selected distant object
US7339731B2 (en) * 2005-04-20 2008-03-04 Meade Instruments Corporation Self-aligning telescope
US8278702B2 (en) 2008-09-16 2012-10-02 Fairchild Semiconductor Corporation High density trench field effect transistor
JP5779968B2 (en) * 2010-05-19 2015-09-16 リコーイメージング株式会社 Astronomical tracking method and camera
GB2485596A (en) * 2010-11-20 2012-05-23 Astrotrac Ltd Self-guiding equatorial or altitude/azimuth telescope mount
DE102012003796A1 (en) 2011-03-18 2012-09-20 Merck Patent Gmbh Liquid crystalline medium
US20130265639A1 (en) * 2012-04-09 2013-10-10 Andrey Borissov Batchvarov Accurate Telescope Tracking System with a Calibrated Rotary Encoder
US20140085717A1 (en) * 2012-09-21 2014-03-27 Kenneth W. Baun Systems and methods for closed-loop telescope control

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