Astrofotografie: Mein Workflow mit Plate Solving und APT Schritt für Schritt

Gehört zu: Astrofotografie
Siehe auch: Plate Solving, APT

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Meine Arbeitsweise für Astrofotografie: Schritt für Schritt

1) Am Anfang steht die Planung. Ich suche mir also ein Objekt als “Beobachtungsobjekt” (z.B. NGC 7000) aus, entscheide mich für dafür geeignete Geräte (speziell die Optik) und einen geeigneten Standort.

Meine Hardware für den Standardfall ist:

HEQ5 Pro Montierung  (12V) mit Handbox

Orion ED 80/600 Refraktor

Kamera Canon EOS 600Da  (7,6V)

Flattener/Reducer für den ED 80/600    (optional für scharfe Sterne bis zum Bildrand)

Motor Fokusser Pegasus (12V)   (optional zu komfortablen Fokussierung)

QHY PoleMaster   (optional zur komfortablen Einnordung)

Laptop Windows 10 Pro (19V)

LogiLink Konverter – Adapter USB auf RS232 seriell (Artikel-Nr. CE821035) Chipsatz: PL2303TA.

Serielles Kabel für Synscan-Handbox  https://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p10188_TS-Optics-RS232-Kabel-fuer-Skywatcher-SynScan-Handkontrollbox.html

Steckernetzteil 12V 5A

Steckernetzteil 7,6V 2A

Laptop-Netzteil 19V  3,46A

Meine Software für den Standardfall ist:

Windows 10 Pro

Windows-Treiber für Seriell-USB-Adapter von LogiLink (Chipsatz PL2303TA)

ASCOM Plattform

ASCOM-Treiber (EQASCOM) für die Montierung HEQ5 Pro   (enthält auch die EQMOD Toolbox)

Cartes du Ciel  für visuelle Gotos

APT  für die Steuerung der Kamera (Serienaufnahmen), das Platesolving mit SYNC und das Fokussieren

ASCOM-Treiber für den Motor-Fokusser (optional)

Software für den QHY PoleMaster (optional)

2) Am Standort angekommen, baue ich meine Gerätschaften auf (noch bei Tageslicht).

3) Die Montierung HEQ5 Pro wird mit HIlfe einer Wasserwaage waagerecht aufgestellt und grob eingenordet.

4) Stromversorgung herstellen

12V an die HEQ5 Pro Montierung und Motor-Fokusser, 7,6 Volt an die Cannon EOS, 19 V an den Laptop

4) Kabelverbindung zwischen Montierung und Laptop herstellen:

Handbox per Kabel mit der Montierung verbinden

An der Handbox einstellen: Datum (MM/DD/YYYY), Uhrzeit, dann Modus “PC Direct Mode

Handbox per Kabel mit dem Laptop verbinden: Serielles Kabel (von Synscan) unten in die mittlere Buchse der Handbox; die andere Seite des Kabels mit Seriell-USB-Adapter (Chip-Satz PL2303TA) an Laptop anschließen

5) Kabelverbindung zwischen Montierung und Laptop testen:

An der Handbox die vier Pfeiltasten ausprobieren. Die Montierung muss sich dadurch in beiden Achsen bewegen

Auf dem Laptop die ASCOM-Verbindung zur Montierung testen

Im Geräte Manager nachschauen, welchen COM-Port der Seriell-USB-Adapter benutzt

EQMOD-Toolbox aufrufen

Dort diesen COM-Port im ASCOM-Treiber-Setup einstellen (Schaltfläche “Driver Setup“)

Dann die Schaltfläche “ASCOM Connect” klicken -> das EQMOD-ASCOM-Fenster muss dann aufgehen

Im EQMOD-ASCOM-Fenster die vier Pfeiltasten ausprobieren. Die Montierung muss sich dadurch in beiden Achsen bewegen (“Slew Controls”)

6) ASCOM-Verbindung zwischen Montierung und Cartes du Ciel errichten und testen

7) Kabelverbindung zwischen Kamera Canon EOS 600Da und Laptop herstellen (USB-Kabel)

8) Software APT testen

Cartes du Ciel starten; dann APT starten

Connect APT zu Cartes du Ciel

Connect APT zur Montierung “Gear”; Test: Pfeiltasten

Connect APT zur Kamera; Test: Live View

9) Grobe Fokussierung auf ein Horizont-Objekt

10) Wenn es dunkel genug ist, mache ich die genaue Einnordung mit QHY PoleMaster.

11) Wenn es dunkel genug ist, das Teleskop auf einen hellen Stern zielen (z.B. Wega) und das Sucherfernrohr auch darauf einjustieren

12) Dann Fein-Fokussierung in APT: Reiter “Tools”, dort Schaltfläche “Focus Aid” für FWHM (Full Width Half Maximum) oder HFD (Half Flux Diameter)

13) Das Teleskop manuell auf die Home-Position stellen (einigermassen genau)

14) Auf dem Windows-Computer mit der Software Cartes du Ciel ein Goto auf (z.B.) Deneb (alpha Cyg) – das Telskop wird nicht genau auf Deneb zeigen, das macht aber nichts

15) mit APT ein Foto machen, dieses Foto in APT Platesolven, SYNC und SHOW

16) Im Cartes du Ciel erneut ein Goto auf Deneb (müsste ganz nahe sein)

17) mit APT ein Foto machen, dieses Foto in APT Platesolven, SYNC und SHOW

18) im Cartes du Ciel müsste Deneb jetzt genau mittig im Gesichtsfeld stehen (wenn nicht, Schritte 15 und 16 wiederholen)

19) Nun das Beobachtungsobjekt in der Nähe von Deneb z.B. NGC 7000 mit Cartes du Ciel ansteuern (Goto)

20) Zur Sicherheit wieder ein Foto mit APT machen, dieses Foto Platesolven, SYNC und SHOW

21) Im Cartes du Ciel müsste das Beobachtungsobjekt (hier: NGC 7000) jetzt mittig im Gesichtsfeld stehen (wenn nicht, Schritte 19 und 20 wiederholen)

22) Nun eine Serienaufnahme als APT “Plan” programmieren (ggf. Autoguiding aktivieren, ggf. Dithering aktivieren)

Bei APT gibt es noch weitere elegantere Möglichkeiten z.B. Goto++, die ich aber nocht nicht ausprobiert habe…

 

 

Astrofotografie: Plate Solving mit PlateSolve2 von PlaneWave

Gehört zu: Plate Solving, Astronomie: Software-Liste
Siehe auch: Welche Sterne sind auf meinem Foto?

Die Software “PlateSolve2”

Die zweite Software, die ich zum Plate Solving benutze, ist “PlateSolve2” von der Firma PlaneWave. Auch PlateSolve2 kann “stand alone”, verwendet werden. Die Bildquellen können ganz einfach JPG-Bilder oder FITS-Bilder sein, die irgendwo auf dem Notebook liegen (also keine Kamera, kein ASCOM, kein garnichts, einfach “Stand Alone”).

Das Plate Solving leistet kein “blind solving”, sondern erfordert die Angabe eines “ungefähren” Ausgangspunkts (R.A. und Dekl.) sowie die Angabe des Gesichtsfeldes (z.B. 9° x 6°).

Als Ergebnis des Solven werden die Koordinaten des Bildmittelpunkts, der Drehwinkel und der Abbildungsmaßstab bzw. das Gesichtsfeld (FoV) ermittelt.

Bezugsquelle

http://planewave.com/downloads/software/

  • PlateSolve 2.28    (stand alone version)
  • APM Katalog
  • UCAC3 Katalog

Leider gibt es keine Dokumentation für die Stand-Alone-Version von PlateSolve2, so muss man raten bzw. ausprobieren, was die Eingaben und Ausgaben bedeuten.

Versionen

Standalone Version von PlateSolve utility.

Eingebaute Versionen:

  • If you are downloading PlaneWave PWI3, STI, or PWI2 for CDK700, PlateSolve is already included and does not need to be downloaded separately.
  • PlateSolve2 mit APT
  • PlateSolve2 mit SGP
  • PlateSolve2 mt XYZ

Installation von PlateSolve2

PlateSolve2 installiert man, indem man die Dateien des ZIP-Files auspackt und in den Ordner für Programme kopiert (z.B. Progran Files). Das ausführbare Programm ist dann “PlateSolve2.exe”.

Bevor man Solven kann, muss man Kataloge installieren und unter “Menü –> File –> Configure Catalog Directories…” die Ordnernamen der Kataloge angeben:

PlateSolve2-00.jpg

Platesolve2-00: Catalog Directories

Woher bekommt man die Kataloge?

Der Katalog UCAC3PS ist Bestanteil des Installationspakets von PlateSolve2 und muss nur ent-zippt werden und in einem geeigneten Ordner abgelegt werden; z.B. \Data\UCAC3PS.

Der Katalog APM (= Automatic Plate Match) ist ebenfalls im Installationspaket von PlateSolve2 enthalten, muss aber mit dem Setup-Programme “installiert” werden in einen geeigneten Ordner z.B. \Data\Starry Ridge\APM.

Erste Schritte mit PlateSolve2

Dann kann’s losgehen: Ich nehme (Menü -> File -> Open Image) ein vorhandenes Astrofoto: DK_20170708_01380.jpg, das ich am 8. Juli 2017 mit der Sony NEX-5R und einem 135mm Objektiv aufgenommen habe.

  • Gesichtsfeld ca. 9,9° x 6,6°
  • Bildmitte ca.  20h 51m, +46° 13′
PlateSolve2-01.jpg

Platesolve2-01: Plate Match Found

Bei den “Starting Parameters” muss das Gesichtsfeld (hier: 9×6 degrees) eingetragen werden.
Meine Astrofotos werden meist nach 5 bis 10 Sekunden “gesolved” d.h. Rektaszension und Deklination des Bildmittelpunkts sowie der Drehwinkel gegen die Nordrichtung werden angzeigt.

Edit Parameters

Hier gebe ich an, ob als Katalog der APM oder der UCAC3 benutzt werden soll und das dazu geltende Äquinoktikum (J2000).

Da bei Digitalkameras Sterne oft etwas gößere “Bobbels” werden, stelle ich die “Max Star Size” von 6 auf 12 hoch. Wenn dann andere Objekte als Sterne erkannt werden, war der Wert zu groß.

Die “Detection Threshold” sorgt dafür, das Rausch-Artefakte nicht als ganz schwache Sterne missverstanden werden. Da meine Digitalkamera deutlich rauscht, stelle ich den Wert von 6 auf 8 hoch. Dadurch werden weniger Sterne erkannt. Wenn es zu wenig werden, hat man den Wert zu groß eingestellt.

Wenn ich einen Haken bei “Highest Accuracy Plate Solution” setze, stürzt der PlateSolve2 ab.

Auch die Default Location (geografische Breite und Länge) des Beobachtungsorts können hier angegeben werden.

PlateSolve2-02.jpg

Platesolve2-02: Parameters

Was kann ich damit anfangen?

  1. Als unmittelbares Ergebnis des Plate Solving bekomme ich angezeigt:
    1. Koordinaten des Bildmittelpunkts (R.A. und Dekl.)
    2. Pixel Size
    3. Drehwinkel
    4. Gesichtsfeld  9,97° x 6,62°
    5. Anzahl der gefundenen Sterne:  12 (die haben auf dem Bild einen kleinen Kreis)
    6. Wurzel aus der Summe der quadratischen Abweichungen (RMS): 2.022″
  2. Wenn ich auf die Schaltfläche “Show Image” drücke, kann das Bild mit gewissen Zusatzinformationen betrachtet werden.
    1. Ich kann mit der Maus über das Bild fahren und sehe unten die Koordinaten
    2. Ich kann mir die im Bild erkannten Sterne als Kreuze (waagerecht/senkrecht) anzeigen lassen
    3. Ich kann die benutzen Katalog-Sterne als Kreuze (45°) anzeigen lassen
    4. Ich kann mir die “gematchten” Sterne mit kleinen Kreisen anzeigen lassen
PlateSolve2-03.jpg

Platesolve2-03: Show Image

Weitere Funktionen von PlateSolve2

  • Die Stand Alone Version selbst hat keine ASCOM Funktionen (z.B. Steuerung von Kameras und Montierungen).
  • Integration in Host-Software wie APT, SGP etc.
  • Nur in den eingebauten Versionen (z.B. Host-Software APT) werden Plate-Solving-Ergebnisse an die Host-Software zurückgegeben und können dort zeitnah weiterverwendet werden; z.B. zum genaueren Positionieren des Bildausschnitts (sog. “Framing”).

Astrofotografie: Plate Solving

Gehört zu: Astro-Software
Siehe auch: All Sky Plate Solver, PlateSolve2, APT

Software zum Plate Solving

Plate Solving Software kann entweder “stand alone” (also ganz alleine ohne eine weitere Software) oder “eingebaut” von einer anderen (führenden), sog. Host-Software aufgerufen werden (z.B. von APT aus oder von SGP aus oder neuerdings auch von SharpCap aus).

Im einfachsten Fall, dem “stand alone” Plate Solving können die Bildquellen ganz einfach JPG-Bilder oder FITS-Bilder sein, die irgendwo auf dem Notebook liegen (also keine Kamera, kein ASCOM, kein garnichts, eben einfach “Stand Alone”). Als Ergebnis des Solven werden die Koordinaten des Bildmittelpunkts der Drehwinkel und einige weitere Daten ermittelt.

Zum Plate Solving gibt es zwei Software-Lösungen, die sehr verbreitet sind:

Ausserdem gibt es eine sehr beliebte Web-Lösung zum Plate Solving, die mit geringstem Aufwand schöne Ergebnisse liefert:

  • Nova Astrometry
  • Was auch als lokale Plate Solving Lösung unter dem Namen ansvr möglich ist z.B. mit AstroImageJ, ACP, PinPoint

Neuerdings (24.5.2018) bin ich aufmerksam geworden auf:

Mein Weg zum Plate Solving

Mein Einstieg in das Plate Solving war (natürlich) erst einmal die einfachste Möglichkeit, nämlich der Web-Dienst nova.astrometry.net, der mir sehr schön für einzelne Bilder im Nachhinein zeigen konnte, was da alles auf meinem Bild drauf war.

Um ein Plate Solving auch unabhängig vom Internet und auch in größeren Mengen vornehmen zu können, bin ich dann auf den  All Sky Plate Solver gekommen. Der kann zwar Bilder mit ASCOM-Kameras aufnehmen, aber nicht mit meiner Canon EOS 600D. Damit konnte ich z.B. die Genauigkeit meiner Goto-Montierung im Nachhinein messen.

Später, als ich mich mit APT beschäftigte (weil das die Canon EOS 600D steuern kann), habe ich mich auch näher mit PlateSolve2 beschäftigt. Über APT kann ich nun Aufnahmen mit meiner Canon schießen und dann innerhalb von Sekunden ein Plate Solving durchführen, was sofort zur genaueren Ausrichtung der Kamera (sog. framing) auf das gewünsche Objekt benutzt werden kann.  Der Vorteil von APT war demnach: Mit ein und derselben Software ein Bild aufnehmen und damit gleich ein Plate Solving vornehmen.

Als weiteren Schritt habe ich meine Goto-Montierung mit APT verbunden und kann dann nach einem Foto mit sofortigem Plate Solving auch gleich ein “SYNC” durchführen, womit der Montierung gesagt wird, wo sie hinzeigt – nämlich auf den Bildmittelpunkt gemäß Plate Solving. Dadurch kann ich im Prinzip auf ein 3-Star-Alignment (Goto-Alignment) verzichten (denn die SYNCs machen ja quasi das Gleiche).

Plate Solving mit All Sky Plate Solver

Der “All Sky Plate Solver” (auch ASPS abgekürzt) ist eine Windows-Software, die stand alone Plate Solving leistet.

All Sky Plate Solver benötigt vorab:

  • Pixelgröße des Sensors
  • Brennweite der Optik
  • Eine Art Sternkatalog (sog. Index-Files)

Einzelheiten hier

Plate Solving mit PlateSolve2

Von der Firma PlanWave kommt “PlateSolve2”. Das ist eine Windows-Software, die ein sog. Near Plate Solving leistet. “Near” bedeutet, dass man ungefähre Anfangs-Koordinaten eingeben muss.

PlateSolve2 benötigt vorab:

  • Größe des Gesichtsfelds
  • Einen Sternkatalog

Einzelheiten hier

Plate Solving mit APT

APT enthält ebenfalls Plate Solving. Es wird in APT “Point Craft” genannt. Das PointCraft bei APT ist aber kein eigentliches APT-Modul, sondern es ist “nur” eine Schnittstelle zu den oben beschriebenen Plate Solvern All Sky Plate Solving und PlateSolve2.

Das hat mehrere Vorteile:

  • Die eigentlichen Plate Solver kennt man schon und man kann sie ggf. auch separat (d.h. ohne APT) austesten.
  • Man muss APT nicht verlassen, um Plate Solving zu machen. Man hat also einen durchgängigen Workflow innerhalb von APT, inklusive Plate Solving…

Einzelheiten hier

Plate Solving zur Polausrichtung

Auch bei den Techniken zur Polausrichtung (Polar Alignment) kann Plate Solving hilfreich sein. So arbeitet beispielsweise SharpCap mit einen Polar Alignment Routine, bei der zuerst die Himmelsgegend um den Himmelspol fotografiert wird und dann ein sofortiges Plate Solving den genauen Ort des Himmelspols liefert…

Plate Solving und SYNC mit der Goto-Montierung

Wenn ich meine Kamera-Aufnahme-Software mit Software zum Plate Solving und mit Software zur Teleskop-Steuerung (Steuerung der Montierung)  verbinde (wie z.B. mit APT), kann ich in einem Rutsch:

  • Ein Astrofoto aufnehmen
  • Die Koordinaten des Bildmittelpunkts durch Plate Solving ermitteln
  • Die Montierung auf die Koordinaten “Sync”-en  (bei unveränderter Teleskop-Position)

Astrofotografie: Plate Solving: Welche Sterne sind auf meinem Bild?

Gehört zu: Astro-Software
Siehe auch: APT, All Sky Plate Solving, PlateSolve2

Astrofotografie: Plate Solving Software

Was ist Plate Solving?

Unter “Plate Solving” versteht man eigentlich nur die Funktion, dass eine Software einem sagt, was auf einem Astrofoto eigentlich zu sehen ist; also welche Sterne und sonstige Objekte (DSO) mit ihren Koordinaten (R.A. und Dekl.).

Das Solving ermittelt immer die Koordinaten des Bildmittelpunkts, den Drehwinkel und weitere Daten; sehr nützlich wäre es, wenn zusätzlich noch die Sterne und DSOs mit ihren Namen beschriftet würden.

Ein wesentlicher Unterschied bei Plate-Solving-Lösungen ist, ob man einen ungefähren Anfangspunkt für das Solving angeben muss oder nicht. Wenn nicht, spricht man vom sog. “Blind Solving”; was natürlich einfacher zu handhaben ist – wenn es trotzdem schnell genug ist.

Ein weiterer Unterschied bei Plate-Solving-Lösungen ist, ob das Plate Solving im Nachhinein (Stunden oder Tage nach der Aufnahmes des Bildes) oder “near real time” möglicht ist; z.B. kann etwa APT ein Bild aufnehmen (mit verbundener Kamera), dieses sofort Plate Solven und dann der per ASCOM verbundenen Montierung sofort Befehle schicken, wie z.B. SYNC oder GOTO für ein Alignment oder eine Bewgung auf ein Objekt etc. etc.

Anwendungsbereiche von Plate Solving

  • Bestimmung welche Sterne, DSOs etc. sind auf meinem Bild; optional mit entsprechender Beschriftung des Bildes.
  • Messung der Genauigkeit einer Bildpositionierung (Pointing) z.B. einer Goto-Montierung.
  • Messung der Genauigkeit einer Nachführung (Zeitreihe bei laufender Nachführung).
  • Feinpositionierung auf ein Beobachtungsojekt bzw. einen Bildausschnitt  ( sog. Framing)

Wenn es gelungen ist, die Sterne auf einem Astrofoto zu identifiziern, wäre eine nächste Frage etwa die Frage nach der Grenzgröße. Dazu dieses.

Lösungen zum Plate Solving

Plate Solving Software kann entweder “stand alone” (also ganz alleine ohne eine weitere Software) oder “eingebaut” von einer anderen (führenden), sog. Host-Software aufgerufen werden (z.B. von APT aus oder von SGP aus).

Im einfachsten Fall, dem “stand alone” Plate Solving können die Bildquellen ganz einfach JPG-Bilder oder FITS-Bilder sein, die irgendwo auf dem Notebook liegen (also keine Kamera, kein ASCOM, kein garnichts, eben einfach “Stand Alone”). Als Ergebnis des Solven werden die Koordinaten des Bildmittelpunkts der Drehwinkel und einige weitere Daten ermittelt.

Zum Plate Solving gibt es zwei Software-Lösungen, die sehr verbreitet sind:

Ausserdem gibt es eine sehr beliebte Web-Lösung zum Plate Solving, die mit geringstem Aufwand schöne Ergebnisse liefert:

Als Software, die angeblich Plate Solving kann, wird genannt:

Meine eigenen Erfahrungen mit Plate Solving habe ich hier aufgeschrieben:

Mein Weg zum Plate Solving

Mein Einstieg in das Plate Solving war (natürlich) erst einmal die einfachste Möglichkeit, nämlich der Web-Dienst nova.astrometry.net, der mir sehr schön für einzelne Bilder im Nachhinein zeigen konnte, was da alles auf meinem Bild drauf war.

Um ein Plate Solving auch unabhängig vom Internet und auch in größeren Mengen vornehmen zu können, bin ich dann auf den  All Sky Plate Solver gekommen. Der kann zwar Bilder mit ASCOM-Kameras aufnehmen, aber nicht mit meiner Canon EOS 600D. Damit konnte ich z.B. die Genauigkeit meiner Goto-Montierung im Nachhinein messen.

Später, als ich mich mit APT beschäftigte (weil das die Canon EOS 600D steuern kann), habe ich mich auch näher mit PlateSolve2 beschäftigt. Über APT kann ich nun Aufnahmen mit meiner Canon schießen und dann innerhalb von Sekunden ein Plate Solving durchführen, was sofort zur genaueren Ausrichtung der Kamera (sog. framing) auf das gewünsche Objekt benutzt werden kann.  Der Vorteil von APT war demnach: Mit ein und derselben Software ein Bild aufnehmen und damit gleich ein Plate Solving vornehmen. Erst in einem späteren Schritt will ich meine Goto-Montierung mit APT verbinden.

Plate Solving: Welche Sterne sind auf meinem Bild?

Leider wird die simple Funktion des Plate Solving von Software oft mit einer Vielzahl anderer komplexer Funktionen verbandelt, sodass man am Ende ASCOM-Treiber braucht (wofür eigentlich?), eine GoTo-Montierung mit ST4-Schnittstelle ist angeblich auch erforderlich (wozu eigentlich, wenn man nur zeitnah wissen will, was auf einem Foto drauf ist?).

Software Kosten Blind Solving Bildformate Beschriftung
DSOs
Beschriftung
Sterne
Schnelligkeit Internet Sonstiges
nova.astrometry frei ja  jpg, gif, png, fits  ja  ja  4 Minuten  nur mit  Gutes Blind Solving. Sterne werden benannt und beschriftet.
All Sky Plate Solver frei ja  jpg, fits  ja  nein  20 Sekunden  ohne  Soll Kamera über ASCOM steuern. Funktioniert aber nicht.
Soll in APT integrierbar sein.
Platesolver2 frei nein  nein  nein  wenige Sekunden  ohne  Ist in APT integrierbar
AstroTortilla frei nein
PixInsight 278,30 Eur nein  ja  ja