日视双星CCD观测
目视双星CCD 观测
实验目的掌握CCD照相方法对目视双星角距和方位角的测量方法进一步熟悉望远镜、CCD的使用
实验目的 ⚫ 掌握CCD照相方法 ⚫ 对目视双星角距和方位角的测量方法 ⚫ 进一步熟悉望远镜、CCD的使用
实验仪器KPW300Z系列望远镜附加ST-8系列CCD照相机本实验是通过对双星的CCD成像，直接用计算机软件来确定双星的角距（p)和方位角（?)，这比传统的用动丝测微镜来测量更加简单，且精度也较高。ST-8系列CCD的性能及使用方法可参看实验二选择双星的原则为：1.两个子星的星等范围在4m～9m。2.角距较大（根据观测所在地的大气情况，最好大于5")。3.根据观测季节，选取赤经赤纬合适的双星。双星在观测时天顶距不要太大，以免影响观测效果
实验仪器 ⚫ KPW300Z系列望远镜附加ST-8系列CCD照相机 ⚫ 本实验是通过对双星的CCD成像，直接用计算机软件来确 定双星的角距(ρ)和方位角(θ)，这比传统的用动丝测微镜来 测量更加简单，且精度也较高。 ⚫ ST-8系列CCD的性能及使用方法可参看实验二。 ⚫ 选择双星的原则为： ⚫ 1.两个子星的星等范围在4m ～9m。 ⚫ 2.角距较大(根据观测所在地的大气情况，最好大于5")。 ⚫ 3.根据观测季节，选取赤经赤纬合适的双星。双星在观测 时天顶距不要太大，以免影响观测效果
实验步骤1.将CCD与计算机相连。主要包括CCD与计算机相连，启动CCD与计算机，启动CCDops软件并给CCD制冷。注意：先不要将CCD安装到望远镜上。2.将望远镜指向所要拍摄的天体。用眼睛在导星镜和主镜中观察天体，并将其移到视场中心。若天体不在目镜视场中，可更换焦距更长的目镜，以扩大视场。3.安装CCD到望远镜主镜上，注意：本实验选取的天体为目视双星，所以CCD的x,y轴尽量与α,分别平行，并应确定CCD视场中北的方向（赤纬增加方向）。首次观测可由教师选定所观测的双星
实验步骤 ⚫ 1．将CCD与计算机相连。主要包括CCD与计算机相连， 启动CCD与计算机，启动CCDops软件并给CCD制冷。 ⚫ 注意：先不要将CCD安装到望远镜上。 ⚫ 2．将望远镜指向所要拍摄的天体。用眼睛在导星镜和主镜 中观察天体，并将其移到视场中心。若天体不在目镜视场 中，可更换焦距更长的目镜，以扩大视场。 ⚫ 3．安装CCD到望远镜主镜上，注意：本实验选取的天体 为目视双星，所以CCD的x,y轴尽量与α,δ分别平行，并应 确定CCD视场中北的方向（赤纬增加方向）。首次观测可 由教师选定所观测的双星
对焦4．启动对焦系统。(1)在CCDOPS中，鼠标单击“Camera"菜单项，在下拉菜单中选择“Focus”（对焦）项，会弹出“Focus"对话框。FocusExposureOK(2)在“Exposuretime"框内Frame size:FulTCancel填入曝光时间。对于较亮的Dark Frames:?关体曝光时间可选在1s内。Updatemode:AutomaticExposure(3)在“Frame size"列表框选Off项Full。Turbo Mode:(4)单击“OK"，CCD即开始按曝光时间进行曝光，并不断将图像传回计算机，在显示器上会显宗CCD拍得的图像
对焦 ⚫ 4．启动对焦系统。 ⚫ (1)在CCDOPS中，鼠标单击 “Camera”菜单项，在下拉 菜单中选择“Focus”（对焦） 项，会弹出“Focus”对话框。 ⚫ (2)在“Exposure time”框内 填入曝光时间。对于较亮的 天体曝光时间可选在1s内。 ⚫ (3)在“Frame size”列表框选 项Full。 ⚫ (4)单击“OK”，CCD即开始 按曝光时间进行曝光，并不 断将图像传回计算机，在显 示器上会显示CCD拍得的图 像
5，在CCD对焦图像中对中天体若天体在CCD对焦图像中没有对中，可按动望远镜控制手柄，调整天体位置，直至对中。注意：应选择望远镜的最低速移动方式，每次移动不要太多，以免天体移出CCD视场。6拍照(1)单击“Camera"菜单项，选择“Grab"选项，出现“Grab"对话框。(2)"Exposuretime"正文框中输入曝光时间，恒星一般为1～10s。注意若两子星的星等相差较多，应适当选择曝光时间。(3)"Darkframe"列表框中若选“Also”，则先拍暗流，再拍天体。为节省时间，也可选“None”，只拍天体，在以后处理时再去掉暗流。(4)"lmagesize"列表框中应选“Full"项。(5)单击“OK”，即开始曝光。曝光结束，应将拍得的图像保存起来。(6)保存格式有几种：SBIG格式，Fits格式等，可根据需要保存。若要用CCDops软件处理，应选用SBIG格式存储：若要用IRAF等软件处理，应选用Fits格式。注意：在曝光期间应保持观测室内的黑暗，关闭大门，将计算机显示器亮度调暗，并不要在室内走动
⚫ 5．在CCD对焦图像中对中天体 ⚫ 若天体在CCD对焦图像中没有对中，可按动望远镜控制手柄，调整天 体位置，直至对中。 ⚫ 注意：应选择望远镜的最低速移动方式，每次移动不要太多，以免天体 移出CCD视场。 ⚫ 6．拍照 ⚫ (1)单击“Camera”菜单项，选择“Grab”选项，出现“Grab”对话框。 ⚫ (2)“Exposure time”正文框中输入曝光时间，恒星一般为1～10s。注意 若两子星的星等相差较多，应适当选择曝光时间。 ⚫ (3)“Dark frame”列表框中若选“Also”，则先拍暗流，再拍天体。为节省 时间，也可选“None”，只拍天体，在以后处理时再去掉暗流。 ⚫ (4)“Image size”列表框中应选“Full”项。 ⚫ (5)单击“OK”，即开始曝光。曝光结束，应将拍得的图像保存起来。 ⚫ (6)保存格式有几种：SBIG格式，Fits格式等，可根据需要保存。若要用 CCDops软件处理，应选用SBIG格式存储；若要用IRAF等软件处理， 应选用Fits格式。 ⚫ 注意：在曝光期间应保持观测室内的黑暗，关闭大门，将计算机显示器 亮度调暗，并不要在室内走动
双星角距与方位角测量7．双星角距与方位角测量双星角距离是目视双星在天球上的角距离，用角分或角秒为单位。方位角9是两子星的连线与南北连线的夹角，从北点向东量度为正，在CCD图像中顺时针方向为正(北点向西量度)，用度，分，秒表示，处理时要加以改正。在CCDops环境下，打开已保存的双星图像，调出十字丝，查看并证认要分析的目视双星，并辨认出子星一和子星二，确定赤经赤纬的方向，进而确定北（N）的方向
双星角距与方位角测量 ⚫ 7．双星角距与方位角测量 ⚫ 双星角距离是目视双星在天球上的角距离，用 角分或角秒为单位。方位角θ是两子星的连线与 南北连线的夹角，从北点向东量度为正，在 CCD图像中顺时针方向为正(北点向西量度)，用 度，分，秒表示，处理时要加以改正。 ⚫ 在CCDops环境下，打开已保存的双星图像， 调出十字丝，查看并证认要分析的目视双星， 并辨认出子星一和子星二，确定赤经赤纬的方 向，进而确定北（N）的方向
检查望远镜的焦距参数8.检查望远镜的焦距参数CCD是二维成像系统，我们在CCD上直接得到的是直角坐标xy的值。CCDops软件能将两子星的直角坐标间隔△x.△y转换并Telescope SetupX用下式计算出用角分角秒表示的Physical ParametersOK角距p。[CalculateCancel12.00(inches式中的为用英寸表示的望远镜ApertureEocal Length:120.00inches焦距，不同的焦距会得到不同的角距值。(square in)Aperture113.0000单击“Display"菜单项，选择Unknown TelescopeDeseription:(ie10“Parameters"选项可弹出参数QbserverNameObserver'sName窗口，显示当前文件的各种参数，查看“Telescope”一栏，看“Focal length"项，是否为英寸，若不是，则需修改望远镜的焦距参数
检查望远镜的焦距参数 ⚫ 8．检查望远镜的焦距参数 ⚫ CCD是二维成像系统，我们在 CCD上直接得到的是直角坐标 x,y的值。CCDops软件能将两子 星的直角坐标间隔Δx,Δy转换并 用下式计算出用角分角秒表示的 角距ρ。 ⚫ 式中的fl为用英寸表示的望远镜 焦距，不同的焦距会得到不同的 角距值。 ⚫ 单击“Display”菜单项，选择 “Parameters”选项可弹出参数 窗口，显示当前文件的各种参数， ⚫ 查看“Telescope”一栏，看 “Focal length”项，是否为英寸， 若不是，则需修改望远镜的焦距 参数
修改望远镜的参数在用CCD照相之前，可先根据你所使用的望远镜的口径和焦距等参数来修改CCDops软件的望远镜参数设置。(1)单击“Misc"菜单项，选择Foy CalculatorX“TelescopeSetup”选项，可弹出Inputs“TelescopeSetup"窗，CalculateTC211/ST-4XCamera:在“Focallength”栏内输入所使用Done8.00(inchesAperture望远镜的焦距（用英寸表示），如3.00Obstruction(inche:4m，可输入160。另外还可修改观10.00E/Ratio:测者姓名(Observer)。Results(2）单击“Calculate"按钮，出现Pixel size:1.4x1.6sec“FOvCalculate”窗口，在FOV:4.5x4.5minFocal length:80.00 inches“Camera"栏内选择所使用的CCDAperture 43.20 in*2的型号，在“F/Ratio:”（焦比）栏内输入所使用的望远镜的焦比，如对MeadeLX200望远镜，输入10。单击“Calculate”按钮。(3）单击“Done"按钮
修改望远镜的参数 ⚫ 在用CCD照相之前，可先根据你所 使用的望远镜的口径和焦距等参数 来修改CCDops软件的望远镜参数设 置。 ⚫ (1) 单击“Misc”菜单项，选择 “Telescope Setup”选项，可弹出 “Telescope Setup”窗口，。 ⚫ 在“Focal length” 栏内,输入所使用 望远镜的焦距（用英寸表示），如 4m，可输入160。另外还可修改观 测者姓名(Observer)。 ⚫ (2) 单击“Calculate”按钮，出现 “FOV Calculate”窗口，在 “Camera”栏内选择所使用的CCD 的型号，在“F/Ratio:”（焦比）栏内 输入所使用的望远镜的焦比，如对 Meade LX200望远镜，输入10。单 击“Calculate”按钮。 ⚫ (3) 单击“Done”按钮
测量双星角距和方位角单击“Display"菜单项，调出十字丝将光标十字丝移到子星1的位置，单击一下鼠标，出现一个小方框，这时键入大写“C"(Shift C)这时系统将子星1的光心(Lightofcenter)置为零点；然后将十字丝移到子星2的位置，键入大写“P"(Shiftp)，这时在“Xhair"窗口中的“Geometry"栏内的“sep"项显示双星角距，“Angle"项显宗方位角，方位角是以子1与正北方（y轴方向）顺时针量度到子星2的角度（注意：一般双星星表的方位角是按逆时针方向给出的）
测量双星角距和方位角 ⚫ 单击“Display” 菜单项，调出十字丝。 ⚫ 将光标十字丝移到子星1的位置，单击一下鼠标， 出现一个小方框，这时键入大写“C”(Shift C), 这时系统将子星1的光心(Light of center)置为零 点；然后将十字丝移到子星2的位置，键入大写 “P”(Shift p)，这时在“X hair”窗口中的 “Geometry”栏内的“sep”项显示双星角距， “Angle”项显示方位角，方位角是以子星1与正 北方（y轴方向）顺时针量度到子星2的角度 （注意：一般双星星表的方位角是按逆时针方 向给出的）