# Alignement

## Introduction

Module d'alignement d'Ekos Module d'alignement d'Ekos

Le module d'alignement d'Ekos permet des GOTO hautement précis avec une précision inférieure à la seconde d'arc et peut mesurer et corriger les erreurs d'alignement polaire. Cela est possible grâce au résolveur astrometry.net. Ekos commence par acquérir une image d'un champ d'étoile qui est ensuite transmise à astrometry.net qui calculera ses coordonnées centrales (AD et DEC). Le résolveur réalise essentiellement une reconnaissance de motifs à l'aide d'un catalogue de millions d'étoiles. Une fois que ces coordonnées sont déterminées, le vrai pointage du télescope est connu.

Il y a souvent une différence entre l'endroit où le télescope croit pointer et où il pointe vraiment. L'importance de cette différence peut varier de quelques minutes d'arc à quelques degrés. Ekos peut ensuite corriger cette différence soit en synchronisant aux nouvelles coordonnées ou en pivotant vers la cible demandée à l'origine.

De plus, Ekos fournit un outil d'assistant d'alignement polaire pour corriger les erreurs d'alignement polaire. Il prend trois images, se déplace entre elles et calcule le décalage entre l'axe de la monture et l'axe polaire. Il renvoie ensuite à l'opérateur les ajustements en altitude et en azimut nécessaires pour aligner ces axes. Ces images sont typiquement prises près du pôle céleste (près de l'étoile polaire dans l'hémisphère nord) mais elles peuvent être également prises ailleurs, généralement près du méridien et bougeant vers l'est ou l'ouest.

Vous avez besoin au minimum d'une caméra CCD ou d'une webcam et d'un télescope qui gère les commandes de pointage et de synchronisation. La plupart de télescopes trouvés dans le commerce aujourd'hui gère ces commandes.

Pour utiliser ce module, vous pouvez soit utiliser le résolveur astrometry.net en ligne, soit l'utiliser hors ligne ou encore à distance :

- Résolveur en ligne : il ne nécessite aucune configuration, mais dépendant de votre bande passante, risque de prendre du temps pour téléverser les images et les résoudre.

- Résolveur hors ligne : il est rapide et ne nécessite aucune connexion internet. Pour l'utiliser, vous devez installer astrometry.net ainsi que les fichiers index nécessaires.

- Résolveur à distance : c'est un résolveur hors ligne qui est installé sur une autre machine (par exemple, vous pouvez le utiliser le résolveur astrometry.net sur StellarMate). Les images sont résolues sur cette autre machine.

## Obtenir astrometry.net

Si votre idée est d'utiliser astrometry hors ligne, alors il vous faudra télécharger l'application astrometry.net.

Astrometry.net est déjà livré avec StellarMate, donc il n'est pas nécessaire de l'installer. Les fichiers d'index dès 16 minutes d'arc et au-dessus (4206 - 4019) sont inclus dans StellarMate. Tout fichier index additionnel nécessaire devra être installé séparément.

Astrométrie à distance Ekos Astrométrie à distance Ekos

&Windows;

- Pour utiliser astrometry.net sous &Windows; vous devez télécharger et installer le résolveur local d'astrometry.net ANSVR. Ce résolveur simule le résolveur en ligne astrometry.net mais en local sur votre ordinateur ; ainsi, il n'est pas nécessaire d'avoir une connexion internet pour ces requêtes.

  Après avoir téléchargé le serveur ANSVR et installé les fichiers index appropriés pour votre configuration, assurez-vous qu'il soit lancé avant de vous rendre dans les options du module d'alignement d'Ekos où vous devez simplement modifier API URL pour utiliser le serveur ANSVR comme illustré ci-dessous :

  Paramètres ANSVR Paramètres ANSRV

  Dans le module d'alignement d'Ekos, vous devez modifier le type de résolveur pour En ligne afin qu'il puisse utiliser le serveur ANSVR local pour toutes les requêtes d'astrométrie. Ensuite vous pourrez utiliser le module d'alignement comme vous le feriez habituellement.

  Veuillez vous souvenir, comme indiqué plus haut, que StellarMate inclut déjà astrometry.net. Ainsi, si vous souhaitez utiliser StellarMate à distance, il suffit de modifier le type de résolveur à À distance et vous assurez que le profil de votre matériel inclut le pilote Astrometry qui peut être sélectionné dans la liste déroulante Auxiliaire. Cela est applicable à tous les systèmes d'exploitation et non pas seulement à &Windows;.

&MacOS;

- Astrometry.net est déjà inclut dans &kstars; pour &MacOS;, ainsi il ne faut pas l'installer.

&Linux;

- Astrometry.net est déjà inclut dans la dernière version de &kstars; pour &Linux;. Mais si astrometry.net n'est pas installé, vous pouvez l'installer simplement en exécutant la commande suivante (sous Debian et dérivés) :

  `sudo apt-get install astrometry.net`

## Téléchargement des fichiers index

Pour les résolveurs hors-ligne (et à distance), les fichiers index sont nécessaires pour que la résolution fonctionne. La collection complète de ces fichiers index est énorme (plus de 30 Go), mais vous devez que ceux qui correspondent à votre matériel. Les fichiers index sont organisés par l'intervalle de champ de vision (FOV) qu'ils couvrent. Il existe deux manières d'obtenir les fichiers d'index nécessaires : la gestion nouvelle de téléchargement dans le module d'alignement et l'ancienne manière manuelle.

### Téléchargement automatique

Téléchargement des index astrometry.net Téléchargement des index astrometry.net

Le téléchargement automatique n'est disponible pour les utilisateurs d'Ekos utilisant &Linux; et &MacOS;. Pour &Windows;, veuillez télécharger le resolveur ANSVR.

Pour accéder à la page de téléchargement, cliquez sur le bouton Options dans le module d'alignement, puis sélectionner l'onglet Fichiers index Astrometry. La page affiche le champ de vision courant (FOV) de votre matériel ainsi qu'une liste des fichiers index disponibles et installés. Trois icônes sont utilisés pour désigner l'importance des fichiers index pour votre configuration actuelle :

- Requis

- Recommandé

- Facultatif

Vous devez télécharger tous les fichiers requis et, s'il vous reste de l'espace disque, vous pouvez également installer les fichiers recommandés. Si un fichier index est installé, la case sera cochée, sinon cochez-là pour télécharger les fichiers index pertinents. Il est possible que le mot de passe de l'administrateur du système soit demandé (par défaut, il s'agit de `smate`) pour installer ces fichiers. Une fois que tous les fichiers sont téléchargés et installés, vous pourrez commencer d'utiliser le résolveur hors-ligne immédiatement.

### Téléchargement manuel

Vous devez télécharger et installer les fichiers index nécessaire qui conviennent pour votre matériel (champ de vision de l'ensemble télescope et CDD). Vous devez installer les fichiers index couvrant une plage allant de 10 % à 100 % de votre champ de vision. Par exemple si votre champ de vision fait 60 minutes d'arc, vous devez installer les fichiers couvrant la plage allant de 6 minutes d'arc (10 %) à 60 minutes d'arc (100 %). Il existe de nombreux outils en ligne permettant de calculer le champ de vision, par exemple Field of view calculator.

### Fichiers index

Nom de fichier index | Champ de vision (minutes d'arc) | Paquet Debian
index-4219.fits | 1400 - 2000 | astrometry-data-4208-4219
index-4218.fits | 1000 -1400
index-4217.fits | 680 - 1000
index-4216.fits | 480 - 680
index-4215.fits | 340 - 480
index-4214.fits | 240 - 340
index-4213.fits | 170 - 240
index-4212.fits | 120 - 170
index-4211.fits | 85 - 120
index-4210.fits | 60 - 85
index-4209.fits | 42 - 60
index-4208.fits | 30 - 42
index-4207-*.fits | 22 - 30 | astrometry-data-4207
index-4206-*.fits | 16 - 22 | astrometry-data-4206
index-4205-*.fits | 11 - 16 | astrometry-data-4205
index-4204-*.fits | 8 - 11 | astrometry-data-4204
index-4203-*.fits | 5,6 -8,0 | astrometry-data-4203
index-4202-*.fits | 4,0 - 5,6 | astrometry-data-4202
index-4201-*.fits | 2,8 - 4,0 | astrometry-data-4201-1 astrometry-data-4201-2 astrometry-data-4201-3 astrometry-data-4201-4
index-4200-*.fits | 2,0 - 2,8 | astrometry-data-4200-1 astrometry-data-4200-2 astrometry-data-4200-3 astrometry-data-4200-4

Les paquets Debian conviennent à toute distribution fondée sur Debian (Ubuntu, Mint, &etc;). Si vous avez téléchargé les paquets Debian couvrant votre champ de vision, vous pouvez les installer avec votre gestionnaire de paquets favori ou en exécutant la commande suivante :

`sudo dpkg -i astrometry-data-*.deb`

Mais si vous avez téléchargé les fichiers index FITS directement, il vous faudra les copier dans le dossier `/usr/share/astrometry/`.

Il est recommandé d'utiliser un gestionnaire de téléchargement comme DownThemAll! pour &firefox; pour télécharger les paquets Debian puisqu'il arrive que certains gestionnaire de téléchargement de navigateurs rencontrent parfois des problèmes à télécharger de gros fichiers.

## Comment les utiliser ?

Le module d'alignement d'Ekos propose de multiples fonctions pour vous aider à réaliser des pointages GOTO précis. Commencez avec votre monture en position parquée (home position), c'est-à-dire pointant directement vers le pôle céleste. Pour les utilisateurs de l'hémisphère Nord, pointez le télescope aussi près que possible vers l'étoile polaire Polaris. Il n'est pas nécessaire de faire un alignement sur deux ou trois étoiles bien que ça peut être utile pour certains types de montures. Assurez-vous que la mise au point de votre caméra soit réalisée et que les étoiles soient bien résolues.

- Acquisition & pointage : commencez par acquérir une image et déterminez la région du ciel où le télescope pointe. Les résultats de l'astrométrie incluent les coordonnées équatoriales (AD & DEC) du centre de l'image, ainsi que l'échelle de pixel et la rotation du champ. Selon les réglages des actions du résolveur, les résultats peuvent être utilisés pour synchroniser la monture ou synchroniser et ensuite pointer vers l'endroit de la cible. Par exemple, supposons que vous avez pointé la monture vers Vega et qu'ensuite vous avez utilisé la fonction Acquisition & Résoudre. Si la position actuelle du télescope est différente de Vega, alors il commencera par se synchroniser aux coordonnées résolues et ensuite Ekos donnera l'ordre à la monture de pointer vers Vega. Après que la rotation soit terminée, le module d'alignement relancera le processus d'Acquisition & Résoudre jusqu'à ce que l'erreur entre la position rapportée et la position actuelle soit plus faible que le seuil de précision préalablement défini (par défaut 30 secondes d'arc).

- Charger & Pivoter : charger une image FITS ou JPEG, la résoudre et ensuite pivoter.

- Assistant d'alignement polaire : un outil simple d'aide à l'alignement polaire pour les montures équatoriales allemandes.

Ne Jamais résoudre une image proche du pôle céleste (sauf quand l'outil d'assistance à l'alignement polaire est utilisé). Pivoter à au moins 20 degrés du pôle céleste avant de commencer à résoudre la première image. Une résolution trop proche des pôles péjore le pointage de la monture, alors évitez-là.

## Réglages de l'alignement

Réglages astrometry.net Réglages astrometry.net

Avant de démarrer la procédure d'alignement polaire, il faut sélectionner le télescope et le CCD. Vous pouvez explorer les options d'astrometry.net qui sont passées au résolveur à chaque acquisition d'image :

- CCD : choix du CCD d'acquisition.

- Exposition : durée d'exposition en secondes.

- Précision : différence acceptable entre les coordonnées rapportées du télescope et les coordonnées résolues.

- Bin X : réglage du groupement de pixels horizontal du CCD.

- Bin Y : réglage du groupement de pixels vertical du CCD.

- Tube : choix du télescope actif dans le cas où vous possédez un télescope pour l'acquisition d'images et un autre pour le guidage.

- Options : les options qui seront passées au résolveur astrometry.net. Cliquez sur le bouton pour examiner le détail des options.

- Résolveur : choix du type de résolveur (en ligne, hors ligne, à distance). Le résolveur à distance n'est disponible que pour les connexions à distance à un périphérique.

Par défaut, le résolveur cherchera une solution dans le ciel entier de l'image acquise. Cela peut prendre beaucoup de temps. Par conséquent vous pouvez accélérer la résolution en restreignant la recherche à une zone limitée du ciel déterminée par les options ci-dessus d'AD, de DEC et de rayon.

## Options astrometry.net

Options des résolveurs en ligne et hors ligne.

Options astrometry.net Options astrometry.net

La plupart des options sont suffisantes par défaut. Si votre installation d'astrometry.net se trouve à un emplacement non standard, vous pouvez modifier les emplacements comme nécessaire.

- WCS : le système de coordonnées mondiales (World-Coordinate-System) est un mécanisme permettant d'intégrer les coordonnées équatoriales à une image. Ainsi, lors de l'affichage d'une image, un survol affiche les coordonnées de chaque pixel. Vous pouvez également cliquer n'importe où dans l'image et ordonner au télescope de pivoter vers ce point. Il est hautement recommandé de conserver cette option. Veuillez noter que cela ne fonctionne que pour les images FITS (les images brutes des APN ne permettent pas ce mécanisme).

- Bavard : si le résolveur échoue à plusieurs reprises, cochez cette case pour obtenir une sortie bavarde du résolveur afin de vous aider à corriger le problème.

- Superposition : superpose l'image acquise à la carte du ciel de &kstars;.

- Téléverser JPEG : lors de l'utilisation en ligne d'astrometry.net, téléverse les images au format JPEG afin de limiter la bande passante puisque la taille des images FITS peut être très importante.

## Options du résolveur

Ekos choisit et met à jour les options optimales par défaut pour accélérer les performances du résolveur. Vous pouvez modifier ces options si celles par défaut ne conviennent pas.

Réglages du résolveur Réglages du résolveur

## Acquisition & Résolution

Avec le module d'alignement d'Ekos, l'alignement de la monture sur une, deux ou trois étoiles avec la commande de la monture n'est pas strictement nécessaire, mais pour certaines montures, il peut être recommandé de réaliser un alignement sommaire sur une ou deux étoiles avant d'utiliser le module d'alignement d'Ekos. Mais si vous utiliser EQMod, vous pouvez commencer d'utiliser tout de suite le module d'alignement. Une marche à suivre typique pour les alignement GOTO implique les étapes suivantes :

1. Placez votre monture en position de parcage (généralement pointée vers un pôle céleste pour les montures équatoriales).

2. Sélectionnez Pivoter vers cible pour l'option Action du résolveur.

3. Pivotez vers une étoile brillante proche.

4. Après que le pivotage soit terminé, cliquez sur le bouton Acquisition & Résolution.

Si la résolution est un succès, Ekos va se synchroniser et ensuite pivoter vers l'étoile. Les résultats sont affichés dans l'onglet Résultats de la solution ainsi que dans un diagramme qui montre le décalage entre les coordonnées rapportées du télescope (c'est-à-dire où le télescope croit qu'il pointe) et la position actuelle dans le ciel déterminée par le résolveur.

Chaque fois que la résolution s'est terminée avec succès, Ekos peut exécuter les actions suivantes :

- Synchroniser : synchronise les coordonnées du télescope avec les coordonnées de la solution.

- Pivoter vers la cible : synchronise les coordonnées du télescope avec les coordonnées de la solution puis pivote vers la cible.

- Rien : résolution de l'image et affichage des coordonnées de la solution.

## Alignement polaire

Un des aspects critiques de l'installation d'une monture équatoriale allemande pour l'imagerie longue durée est un alignement polaire aussi précis que possible. Ces montures ont deux axes : l'ascension droite (AD) et la déclinaison (DEC). Idéalement l'axe d'AD devrait être aligné avec l'axe polaire de la sphère céleste. Le travail d'une monture est de suivre le déplacement d'une étoile dans le ciel depuis son lever à l'horizon est jusqu'au passage au méridien puis enfin jusqu'à son coucher vers l'ouest.

Assistant d'alignement polaire

Dans l'imagerie longue durée, une caméra est montée sur le télescope qui enregistre les photons qui arrivent sur son capteur depuis une région particulière du ciel. Ces photons doivent frapper le même pixel encore et encore pour obtenir une image claire et étincelante. Bien sûr, les vrais photons ne se comportent pas exactement comme cela. Les défauts d'optique, l'atmosphère turbulente, la qualité du ciel (le seeing en anglais) génèrent une légère dispersion des photons sur le capteur. De plus, ils n'arrivent pas uniformément mais suivant une distribution de Poisson. Pour des sources ponctuelles comme les étoiles, une fonction de dispersion de point (point spread function ou PSF en anglais) décrit leur distribution spatiale à travers les pixels. Cela dit, l'idée principale est de faire en sorte que les photons frappent toujours le même pixel. Sinon, l'image finale sera polluée de divers trainées et autres artéfacts.

Alignement polaire Alignement polaire

Les montures n'étant pas parfaites non plus, elles ne peuvent suivre parfaitement un objet lors de sa course dans le ciel. Cela peut provenir de plusieurs facteurs, l'un d'entre eux étant l'alignement imparfait de l'axe d'ascension droite par rapport à l'axe du pôle céleste. Un alignement polaire précis supprime (ou minimise) l'une des plus importantes sources d'erreur de suivi de la monture mais d'autres sources d'erreur ont également un impact. Une monture correctement alignée peut suivre un objet pendant plusieurs minutes avec seulement 1 ou 2 secondes d'arc d'erreur RMS.

Toutefois, même avec un monture alignée très soigneusement, vous souhaiterez probablement utiliser un guide pour conserver une étoile verrouillée à la même position dans le temps. Malgré tout cela, si l'axe de la monture n'est pas correctement aligné avec le pôle céleste, même un monture mécaniquement parfaite ne permettra pas un suivi dans le temps. Les erreurs de suivi sont proportionnelles à la grandeur de l'erreur d'alignement. Il est par conséquent très important pour les longues poses d'obtenir un alignement le plus précis possible afin de réduire les erreurs résiduelles lors du déplacement dans le ciel.

Avant le début de la procédure, pointez la monture aussi près que possible vers le pôle céleste avec le contre-poids vers le bas. Si vous habitez dans l'hémisphère nord, pointez vers l'étoile polaire Polaris. Si Polaris n'est pas visible (par exemple masquée par des arbres ou des bâtiments), vous pouvez pointer ailleurs mais de préférence vers le méridien. Assurez-vous qu'il y a au moins 30 à 60 degrés de ciel visible à l'est ou à l'ouest de la position choisie. Choisissez la direction du ciel libre, le nombre de degrés de déplacement pour chaque rotation, la vitesse de rotation et si la monture se déplace automatiquement (ce qui est recommandé) ou manuellement.

L'outil fonctionne en prenant et en résolvant trois images. Après chaque acquisition, la monture tourne d'une quantité fixe et une nouvelle image est prise et résolue. Si vous choisissez le mode manuel, vous devrez tourner la monture de l'angle choisi.

Assistant d'alignement polaire Assistant d'alignement polaire

### Schéma de correction de la résolution

Les images affichées ci-dessous montrent le flux de travail quand la technique de correction de la résolution est utilisée. L'image ci-dessous montre l'affichage après que trois images aient été acquises et résolues. On voit une erreur de 18' en altitude et donc que l'axe de la monture doit être réajustée en fonction. On voit de même une erreur de 15' en azimut et un réajustement de l'axe de la monture vers la droite (vu de derrière le télescope).

Assistant d'alignement polaire Assistant d'alignement polaire, flux de travail 1 de la résolution

Si l'erreur est suffisamment petite (moins d'une minute d'arc), il est inutile de faire des ajustements. Cliquez sur stop et c'est terminé.

Si vous faites des corrections sur l'axe de votre monture, vous devriez choisir l'approche des ajustements (nous utilisons la résolution dans cet exemple) et précisez le rythme d'acquisition des images pour les mesures d'erreur de l'alignement polaire. L'intervalle de rafraîchissement devrait être fréquent mais il ne fait pas de sens de le rendre plus rapide que ce que le processeur est capable de faire pour les acquisitions et la résolution des images. Nous utilisons un intervalle de 2 secondes dans cet exemple. Ensuite cliquez sur le bouton Rafraîchissement pour démarrer la procédure de correction.

Le système procédera à l'acquisition des images, puis ré-estimera l'erreur d'alignement polaire après chaque image. Vous pouvez essayer de diminuer ces erreurs en ajustant les molettes d'altitude et d'azimut de la monture. L'image ci-dessous montre l'écran après que l'erreur en altitude ait été réduite quasiment à zéro. Observez la différence sur la ligne Erreur mesurée qui montre l'erreur mesurée de départ après l'acquisition de trois images et la ligne de l'erreur mise à jour qui montre l'estimation de l'erreur actuelle.

Assistant d'alignement polaire Assistant d'alignement polaire, flux de travail 2 de la résolution

Ci-dessous, l'opérateur a aussi ajusté l'azimut afin de réduire encore plus l'erreur. Elle est maintenant très petite et la procédure est terminée. L'opérateur doit cliquer sur le bouton stop.

Assistant d'alignement polaire Assistant d'alignement polaire, flux de travail 3 de la résolution

### Schéma de correction de déplacement d'étoile

Il existe un schéma alternatif pour corriger les erreurs d'alignement polaire. Les deux variations sont Déplacement d'étoile & Calcul d'erreur et Déplacement d'étoile. En choisissant ce schéma, le système place un triangle jaune/vert/violet sur l'écran. Il peut être déplacé en cliquant près d'une étoile et le coin jaune/violet se déplace vers cette étoile. L'utilisateur corrige les erreurs d'alignement polaire en ajustant d'abord l'azimut de la monture afin que l'étoile sélectionnée se déplace le long du côté jaune du triangle. Une fois que l'étoile se trouve près du prochain sommet, l'azimut doit être ajusté pour l'étoile se déplace le long du côté vert du triangle. Une fois que l'étoile est sur le sommet vert/violet, la monture est alignée sur la polaire et l'opérateur peut cliquer sur le bouton stop.

La différence entre les deux méthodes réside dans le fait que dans la première le système tente de suivre l'étoile sélectionnée et place un cercle autour d'elle. Il tente également de mettre à jour la ligne Erreur mise à jour. Si le suivi de l'étoile n'est pas fiable, ignorez-le simplement ou utiliser le schéma Déplacement d'étoile et déplacez l'étoile visuellement jusqu'à ce qu'elle est près de la cible finale. Un exemple d'utilisation de cette technique est montré dans cette vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=iOp7hrxw0oU.