Guider

Función

El módulo Guider realiza el guiado automático del telescopio. Detecta y sigue un campo de estrellas de referencia, mide la deriva en tiempo real y envía impulsos de corrección a la montura para mantener el apuntado.

Captura de pantalla del módulo Guider Captura de pantalla del módulo Guider

Equipos requeridos

EquipoFunción
Cámara de guiadoAdquisición de las imágenes del campo de guiado
Interfaz de guiadoRecibe los impulsos temporizados (TELESCOPE_TIMED_GUIDE_*) — la propia montura, o una caja que retransmite impulsos ST4

Fases de funcionamiento

El guiado se desarrolla en tres fases sucesivas.

Fase 1 — Inicialización

El módulo adquiere una imagen de referencia y conserva la lista de estrellas detectadas como referencia para toda la sesión de guiado. Cuando el guiado se inicia con una calibración guardada válida, solo esta fase precede al guiado: se toma una nueva referencia en el apuntado actual, lo que permite reutilizar la calibración tras un desplazamiento de la montura.

Fase 2 — Calibración

El módulo mide la respuesta de la montura a los impulsos de corrección.

  1. Se envía una serie fija de impulsos al Oeste, luego al Este, luego al Norte, luego al Sur (Paso de calibración impulsos por dirección).
  2. Se mide el desplazamiento imagen por impulso de cada pasada respecto a la imagen anterior.
  3. La tasa de impulso se obtiene de las combinaciones antisimétricas (Oeste − Este) / 2 y (Norte − Sur) / 2. Una pasada unidireccional está contaminada por la deriva de fondo constante (error de seguimiento sideral, error periódico, deriva de la puesta en estación); la diferencia de las dos pasadas opuestas anula esta deriva y proporciona una tasa RA limpia y una tasa DEC limpia. Las tasas brutas por dirección se siguen mostrando, a título de diagnóstico.
  4. La orientación del sensor se deduce de los dos ejes (una estimación por el eje RA y otra por el eje DEC, promediadas), resolviéndose la ambigüedad de 180° respecto al eje RA.
  5. La tasa RA se reduce al ecuador (tasa × cos(DEC de calibración)) para poder transponerla a cualquier declinación en el momento del guiado.

Antes de la serie Norte y antes de la serie Sur, un impulso opcional de recuperación de juego DEC toma primero el juego mecánico del eje DEC, para que los impulsos de medición temporizados no se pierdan en parte al reengranar. Su propio desplazamiento se excluye del cálculo de la tasa.

El resultado de la calibración se guarda y se reutiliza de una sesión a otra, siempre que el lado del pie y la orientación de la cámara no hayan cambiado.

Calidad de la calibración

Tras las cuatro pasadas, el módulo calcula un ratio de deriva — la magnitud de la deriva de fondo constante en relación con el desplazamiento debido a los impulsos — y un indicador Calidad de calibración (verde / naranja / rojo). Si el ratio supera el Ratio de deriva de fondo máx, la calibración se rechaza y se relanza, hasta Número de intentos de calibración veces, y luego se abandona con un mensaje que invita a comprobar la puesta en estación. Una calibración también se abandona si la estrella se aleja más de Excursión de estrella máx de su posición inicial, incluso antes de poder salir del sensor.

Fase 3 — Guiado

Bucle de corrección continua:

  1. Adquirir una imagen.
  2. Seguir el campo de estrellas respecto a la referencia (ver Seguimiento de estrellas abajo).
  3. Calcular la deriva, proyectada sobre los ejes RA y DEC con la orientación de calibración.
  4. Regulación PI — la corrección vale agresividad × deriva + ganancia integral × deriva acumulada. El término proporcional solo no puede anular una deriva constante (se estabiliza en deriva / agresividad); el término integral sigue creciendo hasta que el residuo sea realmente nulo. El acumulador está acotado (Límite de la integral) y se congela para un eje cuyo impulso ya está al máximo.
  5. La tasa RA se adapta a la declinación actual: tasa ecuatorial / cos(DEC actual).
  6. Si la Compensación de juego DEC está activa y la dirección DEC se ha invertido desde la última corrección, la estimación de compensación actual se añade por encima.
  7. Los impulsos de corrección se envían a la montura, limitados a Impulso mín / Impulso máx.
  8. Se actualizan las estadísticas (RMS RA, DEC, total).
  9. Si se envió un impulso de compensación de inversión en el ciclo anterior, la reducción de deriva realmente obtenida se compara con la predicción y la estimación de compensación se ajusta al alza (subcorrección) o a la baja (sobrecorrección), dentro de los límites configurados.

La primera imagen de una sesión se mide pero no se corrige — solo fija el cero de trabajo, para que unos pocos píxeles de estabilización tras el desplazamiento no desencadenen un primer impulso grande.

Una pérdida pasajera de correlación de estrellas simplemente salta la imagen (ningún impulso); el guiado solo se abandona tras Imágenes perdidas consecutivas máx seguidas. Un watchdog de hardware abandona la sesión si una exposición, un impulso, un reinicio de trama o una extracción de estrellas nunca termina dentro del plazo Plazo de hardware.

Compensación de juego DEC

Los engranajes de la montura tienen un juego mecánico: en cada inversión de dirección del guiado DEC, los primeros impulsos toman en parte este juego en lugar de producir un movimiento real, de ahí un pico de deriva temporal. El juego real varía con la posición de apuntado y la carga, por lo que un valor fijo subcorrige o sobrecorrige. La estimación adaptativa se autoajusta: cada inversión es a la vez una corrección y una medición, por lo que converge hacia el juego realmente presente.

Seguimiento de estrellas

Entre dos imágenes, el campo de estrellas sufre una traslación casi pura (la rotación de 180° de una inversión al meridiano se trata por separado mediante los indicadores de inversión). El seguimiento busca directamente la traslación dominante:

  1. Cada par (estrella de referencia, estrella actual) implica una traslación candidata; la verdadera es aquella en la que más estrellas coinciden (etapa de votación / RANSAC).
  2. Sus puntos coherentes se refinan mediante una ventana de dos etapas y un recorte sigma iterativo, y la deriva es una media de los residuos ponderada por el flujo — continua y subpíxel.

Este método es insensible a un cambio en la clasificación de las estrellas por flujo y a la aparición o desaparición de estrellas de una imagen a otra. Los ajustes asociados están en Emparejamiento de estrellas dentro de los parámetros.

Transposición en declinación de la tasa RA

Un impulso desplaza la estrella tasa × impulso × cos(DEC) sobre el sensor, por lo que los ms/px varían en 1 / cos(DEC). La tasa RA se registra por tanto reducida al ecuador en el momento de la calibración y se divide por cos(DEC actual) en el guiado, para que una calibración hecha en una declinación siga siendo correcta en otra.

Parámetros

Los parámetros son accesibles desde el menú Parámetros del módulo y un conjunto se puede guardar como perfil.

Equipos

ParámetroDescripción
ExposiciónDuración de exposición en segundos
GananciaGanancia de la cámara
OffsetOffset de la cámara

Calibración

ParámetroDescripción
Duración de impulsoDuración en ms de cada impulso de calibración
Paso de calibraciónNúmero de impulsos por dirección
Recuperación de juego DECImpulso adicional (ms) antes de las series Norte y Sur, para tomar primero el juego mecánico — 0 para desactivar
Ratio de deriva de fondo máxRechazar la calibración si la deriva de fondo constante supera esta fracción del desplazamiento debido a los impulsos — un valor elevado suele indicar una puesta en estación mediocre. 0 para desactivar el control
Número de intentos de calibraciónCuántas veces relanzar una calibración rechazada antes de abandonar
Excursión de estrella máxAbandonar la calibración si la estrella se aleja más de esta fracción de la dimensión más pequeña de la imagen respecto a su inicio. 0 para desactivar

Guiado

ParámetroDescripción
Impulso máxDuración máxima de un impulso de corrección (ms)
Impulso mínDuración mínima de un impulso de corrección (ms)
Agresividad RAFracción proporcional de la corrección RA calculada que se aplica
Agresividad DECFracción proporcional de la corrección DEC calculada que se aplica
Ganancia integral RAGanancia sobre el residuo RA acumulado — anula la desviación permanente frente a una deriva constante. 0 = puramente proporcional
Ganancia integral DECIdem, para el eje DEC
Límite de la integral (px)Anti-saturación: amplitud a la que se limita el acumulador integral. 0 para desactivar el límite
Umbral RMSMultiplicador del RMS actual por encima del cual una corrección se descarta
RMS calculado sobre xNúmero de imágenes sobre el cual se calcula el RMS
Inversión según lado del pieInvertir automáticamente las correcciones RA/DEC cuando el lado del pie difiere del de la calibración
Amplitud de dither (px)Desplazamiento aleatorio máximo aplicado durante un dither
Imágenes perdidas consecutivas máxSaltar una imagen de guiado en caso de pérdida de correlación; abandonar solo tras este número seguidas
Plazo de hardware (s)Abandonar si la cámara o la montura dejan de responder durante este tiempo. 0 para desactivar el watchdog

Emparejamiento de estrellas

ParámetroDescripción
Ventana de emparejamiento (px)Radio de búsqueda al emparejar una estrella de referencia en la imagen actual
Estrellas emparejadas mínNúmero mínimo de estrellas de referencia a encontrar para que la deriva se considere fiable
Estrellas usadas máxLímite del número de estrellas más brillantes retenidas en cada imagen

Compensación de juego DEC

ParámetroDescripción
ActivarAñadir un impulso adicional adaptativo en cada inversión de dirección del guiado DEC
Compensación actual (ms)Estimación adaptativa, ajustada tras cada inversión — fijar un valor inicial o dejarlo en 0 para que se aprenda
Compensación mínima / máxima (ms)Límites de la estimación adaptativa
Paso de ajuste (ms)Cuánto se retoca la estimación tras cada inversión, según la sub/sobrecorrección medida

Inversiones manuales

ParámetroDescripción
Invertir RAInvertir manualmente la dirección de corrección RA
Invertir DECInvertir manualmente la dirección de corrección DEC

Desactivación de correcciones

ParámetroDescripción
Desactivar RA+ / RA− / DEC+ / DEC−Desactivar los impulsos de corrección en esta dirección

Ayudas de prueba

ParámetroDescripción
SIM: falsa inversión al meridianoAñade 180° al ángulo de calibración al iniciar el guiado (el efecto que tiene una inversión real sobre la correspondencia deriva → RA/DEC), para probar la gestión de las inversiones de corrección con el simulador CCD, que nunca hace girar su propio campo. Dejar desactivado en uso real

Valores de calibración

ValorDescripción
Calidad de calibraciónIndicador: verde (limpia) / naranja (utilizable, deriva de fondo notable) / rojo (rechazada)
Tasa RA (ms/px)Tasa RA ecuatorial utilizada para el guiado (Oeste/Este combinados, deriva eliminada)
Tasa DEC (ms/px)Tasa DEC utilizada para el guiado (Norte/Sur combinados)
bruto N / S / E / W (ms/px)Tasas brutas por dirección, solo diagnóstico (aún llevan la deriva de fondo)
Orientación CCDÁngulo de calibración (grados)
DEC montura en la calibraciónDeclinación de la montura en el momento de la calibración
Invertir RA / DECInversiones de corrección registradas durante la calibración

Valores en directo

ValorDescripción
Impulso N / S / E / WDuración del último impulso en cada dirección (ms)
RMS RA / DEC / totalError cuadrático medio de la deriva (píxeles)

Gráficos

Deriva (nube de puntos)

Nube XY de la deriva de cada corrección respecto a la posición de referencia, con círculos de tolerancia.

Guiado (serie temporal)

Gráfico de estilo PHD2 que muestra, por corrección:

CurvaDescripción
Deriva RA / deriva DECDeriva medida en cada eje (píxeles)
Impulso RA / impulso DECDuración del impulso de corrección (ms)
SNRRelación señal/ruido de la detección de estrellas
RMSRMS total actual (píxeles)

Acciones

AcciónDescripción
CalibrarInicialización y luego solo calibración
GuiarIniciar el guiado — utiliza la calibración guardada, o calibra primero si no hay ninguna
AbandonarDetener inmediatamente la secuencia en curso
Reiniciar la calibraciónBorrar los datos de calibración guardados
DitherDesplazar aleatoriamente la posición de guiado hasta Amplitud de dither