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Évaluation de l'erreur périodique de la monture CGEM
  Pour la photographie longue pose du ciel profond, l'élément le plus important à évaluer est la précision de suivi de la monture. On la détermine en évaluant son erreur périodique. Chaque monture produit une erreur périodique plus ou moins prononcée. L'erreur périodique est surtout due à la mécanique interne de la monture. L'importance de l'erreur périodique varie d'une monture à l'autre. Certaines montures de très grande qualité ont une erreur périodique minime. Évidemment, le prix de la monture augmente avec la précision de suivi. On peut investir plus de 10 000 $ sur une monture de très grande qualité.

On évalue l'erreur périodique de la monture pour la durée de rotation complète de la vis sans fin en ascension droite. Il est à noter que l'évaluation en déclinaison est beaucoup moins importante, car la monture doit être en position équatoriale et alignée précisément sur le Pôle Nord Célestre (PNC), procurant ainsi très peut de variation en déclinaison.

Dans un premier temps, on évalue l'erreur périodique de la monture en ascension droite sans PEC et autoguidage. Ensuite, on évalue l'amélioration de l'erreur périodique avec un PEC actif. En dernier lieu, on teste la qualité de suivi de la monture avec un PEC et autoguidage actif.

Voici donc l'évaluation de l'erreur périodique de la monture CGEM dans les situations suivantes :
  • Erreur périodique sans PEC et autoguidage
  • Erreur périodique avec un PEC actif
  • Erreur périodique avec un PEC et autoguidage actif
Les tests sur le terrain ont été réalisés par moi, car je possède cette monture. Voici les paramètres qui ont été utilisés :
  • La durée de rotation en ascension droite de la vis sans fin de la monture CGEM est de 8 minutes
  • L'équipement suivant a été monté sur la monture
    • Le tube Celestron Edge HD 800
    • La lunette guide Orion d'un diamètre de 80 mm et d'une longueur focale de 400 mm, donc ouvert à f/5, qui est monté en parallèle sur le télescope Edge HD 800
    • La caméra DSI pour l'autoguidage qui est monté sur la lunette guide
    • La caméra NightScape pour l'imagerie
    • Le poids total ajouté sur la monture est 10,27 kg sur une capacité de charge maximale de 18,1 kg (40 livres), soit 57% de la capacité de charge de la monture. Je recommande de ne jamais dépasser 70% de la capacité de charge de la monture en imagerie du ciel profond
  • Utilisation du logiciel de guidage PHD guiding et du module GPUSB pour envoyer les commandes d'autoguidage à la monture
  • La monture a été configurée pour l'autoguidage selon les paramètres suivants :
    • RA rate : 60%
    • DEC rate : 99%
  • L'échantillonnage de la caméra en utilisation avec la lunette guide est de 4,92'' d'arc. Pour ajuster l'échantillonnage de la caméra à 1'' d'arc, j'ai configuré l'autoguidage en fraction de pixel à 0,20 (minimum motion 0,20 dans PHD Guiding, ce qui donne 4,92 x 0,20 = 0,984" d'arc). Cela permet d'envoyer des commandes de guidage à la monture à partir de 2'' d'arc, soit juste au-dessus de la turbulence de l'air dans de très bonnes conditions au Québec.
  • L'alignement de la monture sur le PNC a été réalisé avec précision
  • Les commandes d'autoguidage sont effectuées à toutes les secondes
  • J'ai pointé une étoile guide en direction Sud près du Méridien à une hauteur d'environ 35° au dessus de l'horizon
Erreur périodique sans PEC et autoguidage

Voici l'erreur périodique de la monture sans PEC et autoguidage pour la durée de rotation de la vis sans fin de 8 minutes :

Erreur périodique CGEM sans PEC et autoguidage

La courbe bleue représente l'erreur périodique en ascension droite et la courbe rouge celle en déclinaison. La courbe rouge montre que l'alignement de la monture sur le PNC est précis, car elle reste très près de la ligne centrale. L'erreur périodique de la monture est représentée par la courbe bleue. Chaque carré sur le graphique dans l'axe de la hauteur représente un pixel i.e un déplacement en ascension droite d'environ 5'' d'arc (4,92'' d'arc précisément). Les carrés dans l'axe de la largeur représentent le temps. 12 carrés représente une durée de 8 minutes, soit 40 secondes par carré.

Les valeurs, de la courbe bleue, au dessus de la ligne centrale représentent les déplacements (la décentralisation) de l'étoile guide vers la droite de sont point central. Les valeurs en dessous de la ligne centrale représentent les déplacements de l'étoile guide vers la gauche de son point central. Il y a donc un déplacement vers la droite de l'étoile guide de 10'' d'arc et vers la gauche de 5'' d'arc pour un écart périodique total de 15'' d'arc.

Erreur périodique avec un PEC actif

Voici l'erreur périodique de la monture avec PEC actif pour la même durée de 8 minutes :

Erreur périodique CGEM avec PEC actif

On remarque que la courbe bleue est inversée par rapport à celle sans PEC. L'écart périodique total reste à 15'' d'arc. Il n'y a donc aucun gain en activant le PEC. Donc pour cette monture, il n'est d'aucune utilité d'activer le PEC.

Erreur périodique avec un PEC et autoguidage actif

Voici l'erreur périodique de la monture avec PEC et autoguidage actif pour une durée d'un peu moins de 8 minutes (j'ai mal calculé la durée totale pour produire le graphique) :

Erreur périodique CGEM avec PEC et autoguidage

On peut constater que l'erreur périodique est ramenée à +/- 2,5'' d'arc pour un total de 5'' d'arc, soit juste un peut plus élever que la turbulence moyenne de l'air au Québec (entre 2'' et 3,5'' d'arc). On peut aussi apprécier que l'écart périodique en déclinaison est sensiblement la même, ce qui permettra d'obtenir des étoiles bien rondes.

Voici un graphique récent d'une durée de 13,33 minutes qui représente la durée maximum d'affichage dans PHD Guiding :

Erreur périodique durée 13,3 minutes

L'erreur périodique est un peut moins de 5'' d'arc (ici, chaque carré en hauteur vaut 4,10'' d'arc). J'ai ajusté le champ Mm mo à 0,25 pour tenir compte de l'échantillonnage de la caméra de guidage avec de ma nouvelle lunette de guidage Orion 80 ED f/6. L'échantillonnage demeure toujours à 1'' d'arc en fraction de pixel.

Pour évaluer cette performance, voici une grille d'évaluation de la qualité de suivi d'une monture en autoguidage :

Excellent Suivi de 2-3'' d'arc  
Très bon Suivi de 5-6'' d'arc  
Bon Suivi 8-12'' d'arc  
Minimum Suivi 15-20'' d'arc  
Source : The New CCD Astronomy, Ron Wodaski, New Astronomy Press, page 218

Selon cette grille d'évaluation, on peut constater que la monture CGEM produit un très bon suivi en autoguidage, ce qui est une performance très intéressante pour une monture dans cette gamme de prix (environ 1 500 $ canadiens en date du mois de mai 2013). Selon moi, il faudrait investir plusieurs milliers de dollars additionnels pour se procurer une monture avec un meilleur suivi. Il est à noter que j'utilise depuis plus d'un an cette configuration et j'obtiens toujours une précision de guidage à 5'' d'arc maximum, peu importe où je pointe le télescope dans le ciel. Avec cette stabilité et cette constance, on peut envisager des temps d'exposition par photo de 10 minutes et plus sans problèmes avec pratiquement aucune perte d'images.

Autoguidage en date du 2016/07/06

La version 2 de PHD Guiding permet d'afficher l'erreur périodique sur le graphique directement en seconde d'arc. Voici le graphique affiché en utilisant le logiciel PHD2 Log Viewer :

Erreur périodique CGEM 2016-07-06
Cliquer sur l'image pour l'afficher plein écran

La durée affichée de 8 minutes représente une rotation complète de la vis sans fin de la monture CGEM. Voici le matériel utilisé pour ce test :
  • L'équipement suivant a été monté sur la monture
    • Le tube Celestron Edge HD 800 avec réducteur de focal f/6,3. Longueur focale de 1 280 mm
    • Le diviseur optique Orion Thin Off-Axis Guider
    • La caméra ZWO ASI 120MM (monochrome) pour l'autoguidage
  • Utilisation du logiciel de guidage PHD guiding version 2 et du module GPUSB pour envoyer les commandes d'autoguidage à la monture en utilisant le port d'autoguidage de celle-ci
  • La monture a été configurée pour l'autoguidage selon les paramètres suivants :
    • RA rate : 99%
    • DEC rate : 99%
  • L'échantillonnage de la caméra ASI en utilisation avec le tube Celestron Edge HD 800 est de 0,60'' d'arc. Pour ajuster l'échantillonnage de la caméra à 1'' d'arc, j'ai configuré l'autoguidage en fraction de pixel à 1,67 (minimum motion 1,67 dans PHD Guiding, ce qui donne 0,60 x 1,67 = 1,0" d'arc). Cela permet d'autoguider à +/- 1'' d'arc (2'' d'arc au total), soit juste au-dessus de la turbulence de l'air dans de bonnes conditions au Québec (2'' d'arc)
  • L'alignement de la monture sur le PNC a été réalisé avec précision
  • Les commandes d'autoguidage sont effectuées à toutes les deux secondes
  • J'ai pointé une étoile guide en direction Sud près du Méridien (côté Est) à une hauteur d'environ 40° au-dessus de l'horizon
  • Le dithering n'a pas été activé pour ce test. Cela permet de mieux visualiser le graphique
  • Le PEC n'a pas été activé
  • Les autres détails de la configuration apparaissent dans le graphique
Pour visualiser le montage de cette configuration, cliquer sur ce lien.

La turbulence de l'air et la transparence du ciel étaient moyennes (3/5), comme c'est souvent le cas au Québec!

La ligne jaune représente la qualité de l'étoile guide qui est de médiocre à moyenne (l'étoile guide n'est jamais très bonne avec un diviseur optique). La ligne bleue affiche l'erreur périodique en ascension droite (AD) et la rouge en déclinaison (DÉC). En consultant le graphique, les écarts maximums en AD et DÉC sont d'environ +/- 2,5'' d'arc (5'' d'arc total). Les valeurs moyennes (RMS) étant de 1,84'' d'arc pour AD et DÉC (3,68'' d'arc au total). Voir les données RMS au bas du graphique. Ce sont les valeurs moyennes (RMS) pour toute la durée d'autoguidage qui est 25 min 52 s. Aussi, dans le graphique, on peut voir l'objet cible (en haut à droite) qui montre le déplacement de l'étoile guide toutes les 2 secondes. La majorité des déplacements se trouvent dans le cercle rouge qui a un diamètre de 1'' d'arc, ce qui est excellent.

Ce test représente donc un comportement constant de la qualité de suivi de la monture en autoguidage depuis les premières évaluations en 2013, soit depuis trois ans. La qualité de suivi demeure très bonne.



Richard Beauregard
Le Ciel Astro-CCD


Créer le 6 mai 2013

Révisé le 7 juillet 2016



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