# Schemaläggning

Ekos schemaläggningsmodul Ekos schemaläggningsmodul

## Inledning

Ekos schemaläggning erbjuder en ovärderligt arsenal för att bygga upp ett automatiserat observatorium. Ett automatiserat observatorium är ett sammansatt av flera delsystem som orkestreras tillsammans för att uppnå en mängd vetenskapliga mål utan mänsklig intervention. Det är den enda modulen som inte kräver att Ekos har startats, eftersom den utnyttjas för att starta och stoppa Ekos. Den är konstruerad för att vara enkel och intuitiv. Dock bör schemaläggning bara användas efter du har bemästrat Ekos, och känner till alla egenheter hos din utrustningen. Eftersom hela processen är automatiserad, inklusive fokusering, guidning och meridianvändning, bör hela utrustningen ha används grundligt med Ekos, och alla parametrar och inställningar injusterade för att uppnå bästa resultat.

Med Ekos kan användaren utnyttja den kraftfulla sekvenskön för att ta bildsekvenser av ett visst mål. Med enkla anordningar förväntas användaren fokusera CCD:n, rikta in stativet, rama in målet och starta guidning innan tagningsprocessen påbörjas. I mer komplexa observatoriemiljöer finns oftast fördefinierade anpassade procedurer som ska utföras för att förbereda observatoriet för avbildning, och en annan uppsättning procedurer för avstängning. Användaren kan planera att ta bilder av en eller flera mål under natten, och förväntar sig att data ska vara redo på morgonen. I &kstars; hjälper verktyg så som Observationsplanering och Vad händer i natt användaren att välja kandidater för avbildning. Efter att ha valt önskade kandidater, kan användaren lägga till dem i Ekos schemaläggningslista för utvärdering. Användaren kan också lägga till målen direkt i Ekos schemaläggning eller välja en FITS-fil med en tidigare bild.

## Inställningar

Ekos schemaläggning tillhandahåller ett enkelt gränssnitt för att hjälpa användaren ställa in villkoren och begränsningarna som krävs för ett observationsjobb. Varje observationsjobb består av följande:

- Målnamn och koordinater: Välj mål från sökdialogrutan eller Lägg till det från observationsplaneringen. Det går också att mata in ett eget namn.

- Valfri FITS-fil: Om en FITS-fil anges, ska astrometrilösningsverktyget lösa den filen och använda central RA/DEK som målkoordinater.

- Sekvens-fil: Sekvensfilen konstrueras i Ekos tagningsmodul. Den innehåller ett antal bilder att ta, filter, temperaturinställningar, prefix, nerladdningskatalog, etc.

- Prioritet: Ställ in jobbprioritet i intervallet 1 till 20, där 1 anger högsta prioritet och 20 den lägsta. Prioriteten används vid beräkning av vikt för att välja nästa mål att avbilda.

- Profil: Välj vilken utrustningsprofil som ska utnyttjas när Ekos startas. Om Ekos och INDI redan har startats och är uppkopplade, ignoreras valet.

- Steg: Användaren väljer vilka Ekos moduler som ska utnyttjas i observationsjobbets arbetsflöde.

- Startvillkor: Villkor som måste uppfyllas innan observationsjobbet startas. För närvarande kan användaren välja att starta så snart som möjligt, Så snart som möjligt, när målet är nära eller förbi kulmineringen, eller vid en specifik tid.

- Begränsningar: Begränsningar är villkor som alltid måste uppfyllas under hela observationsjobbets utförande. De inkluderar minimal målelevation, minimal månseparation, skymningsobservation och väderövervakning.

- Färdigvillkor: Villkor som leder till att observationsjobbet blir färdigt. Standardvalet är att helt enkelt markera observationsjobbet som färdigt när sekvensprocessen är färdig. Ytterligare villkor gör det möjligt för användaren att upprepa sekvensprocessen obegränsat, eller till en viss tidpunkt.

Man måste välja Mål och Sekvens innan ett jobb kan läggas till i schemat. När schemaläggning startas, utvärderar den alla jobb i enlighet med angivna villkor och begränsningar, och försöker välja bästa jobb att utföra. Val av jobb beror på en enkel heuristisk algoritm som poängsätter varje jobb givet villkoren och begränsningarna, som vart och en viktas i enlighet med det. Om två mål har identiska villkor och begränsningar, väljs oftast målet med högre prioritet följt av målet med högre elevation att utföras. Om inga kandidater är tillgängliga vid aktuell tid, går schemaläggningen till viloläge och vaknar när nästa jobb är redo att utföras.

Schemaläggning och planering Schemaläggning och planering

Beskrivningen ovan tar bara upp datainsamlingssteget i observatoriets arbetsflöde. Den totala proceduren som oftast används i ett observatorium kan sammanfattas i tre primära steg:

1. Start

2. Datainsamling (inklusive förbehandling och lagring)

3. Avstängning

## Startprocedur

Startproceduren är unik för varje observatorium, men kan omfatta:

- Sätta på strömmen till utrustningen

- Utföra säkerhets- och rimlighetskontroller

- Kontrollera väderförhållanden

- Stänga av ljuset

- Fläkt- och ljuskontroll

- Frigöra kupolen

- Frigöra stativet

- etc.

Ekos schemaläggning initierar bara startproceduren när starttiden för det första observationsjobbet närmar sig (normal ledtid är 5 minuter innan starttiden). När väl startproceduren har slutförts med lyckat resultat, väljer schemaläggningen observationsjobbets mål och startar sekvensprocessen. Om ett startskript anges, ska det köras först.

## Datainsamling

Beroende på användarens val, fortlöper ett typiskt arbetsflöde på följande sätt:

- Förflytta teleskopet till målet. Om en FITS-fil har angivits, löser det först filen och förflyttar till filens koordinater.

- Fokusera målet automatiskt. Den automatiska fokuseringsprocessen väljer själv den bästa stjärnan i bildrutan och kör den automatiska fokuseringsalgoritmen för den.

- Utför analys av astrobilder, synkronisera stativet och förflytta det till målkoordinaterna.

- Utför fokusering efter inriktning, eftersom bildrutan kan ha flyttat sig under lösningen av astrobilder.

- Utför kalibrering och börja automatisk guidning. Kalibreringsprocessen väljer automatiskt den bästa guidestjärnan, utför kalibrering och startar den automatiska guidningsprocessen.

- Läs in sekvensfilen i tagningsmodulen och startar avbildningsprocessen.

## Avstängning

När väl observationsjobbet har avslutats med lyckat resultat, väljer schemaläggningen nästa mål. Om schemalagd tid för nästa mål inte är inne ännu, parkeras stativet tills målet är redo. Dessutom, om tiden för nästa schemalagda mål inte är inom en användarkonfigurerbar tidsgräns, utför schemaläggningen en förebyggande avstängning för att bevara resurser, och utför startproceduren igen när det är dags för målet.

Om ett oåterkalleligt fel uppstår, initierar observatoriet avstängningsproceduren. Om det finns ett avstängningsskript körs det sist.

Följande video demonstrerar en tidigare version av schemaläggning, men grundprinciperna gäller fortfarande idag.

Ekos schemaläggning

## Väderövervakning

En annan kritisk funktion i alla fjärrstyrda automatiska observatorier är väderövervakning. För väderuppdateringar förlitar sig Ekos på den valda INDI-väderdrivrutinen för att kontinuerligt övervaka väderförhållanden. För enkelhetens skull, kan väderförhållanden sammanfattas med tre tillstånd:

1. Ok: Väderförhållandet är klart och optimalt för avbildning.

2. Varning: Väderförhållandet är inte klart, utsikten är mindre bra, eller delvis skymd och inte lämplig för avbildning. Eventuell ytterligare avbildningsprocesser skjuts upp tills vädret förbättras. Vädervarningsstatus utgör ingen fara för observatorieutrustningen, så observatoriet förblir operationellt. Det exakta beteendet vid varningsstatus kan ställas in.

3. Larm: Väderförhållandet är skadligt för observatoriets säkerhet och avstängning måste inledas så snart som möjligt.

## Start- och avslutningsskript

På grund av att varje observatorium är unikt, gör Ekos det möjligt för användare att välja start- och avstängningsskript. Skripten tar hand om alla nödvändiga procedurer som måste ske under start och avstängningsstadierna. Vid start kör Ekos startskripten och går bara vidare till resten av startproceduren (frigöra kupolen, frigöra stativet) om skriptet avslutas med lyckat resultat. Omvänt, börjar avstängningsproceduren med att parkera stativet och kupolen innan avstängningsskriptet körs som den slutliga proceduren.

Start- och avstängningsskript kan skrivas i vilket språk som helst som går att köra på den lokala datorn. Det måste returnera 0 för att rapportera att det lyckats, och alla alla andra avslutningsvärden anses vara en felindikering. Skriptets standardutmatning skickas också till Ekos loggfönster. Det följande är ett demonstrationsexempel av ett startskript i Python:

    #!/usr/bin/env python
    # -*- coding: utf-8 -*-

    import os
    import time
    import sys

    print "Sätter på observatorieutrustningen..."
    sys.stdout.flush()

    time.sleep(5)

    print "Kontrollerar nödströmbrytare..."
    sys.stdout.flush()

    time.sleep(5)

    print "Alla systems är REDO"
    sys.stdout.flush()

    exit(0)

Start- och avslutningsskript måste vara körbara för att Ekos ska anropa dem (använd exempelvis `chmod +x startskript.py` för att markera skriptet som körbart). Ekos schemaläggning möjliggör verkligt enkel automatisk operation utan behov av något mänskligt ingripande i något steg av processen. Utan mänsklig närvaro blir det alltmer kritiskt att återhämta sig från fel under alla observationskörningens stadier på ett snyggt sätt. Genom att använda underrättelser i &plasma; kan användaren ställa in hörbara larm och e-postunderrättelser för de diverse händelserna under schemaläggningen.

## Mosaikguiden

Mosaikguiden Mosaikguiden

Hubble-liknande super-bredfältsbilder av galaxer och nebulosor är verkligt imponerande, och även om det kräver stor skicklighet att framställa och behandla sådana bilder, utnyttjar många framstående personer i astrofotografering redskap som inte skiljer sig så väldigt från dina eller mina. Jag betonar väldigt, eftersom vissa verkligen har imponerande utrustning och dedikerade observatorier värda hundratusentals kronor. Likväl kan många amatörer framställa bredfältsbilder genom att kombinera mindre bilder till en enda storslagen mosaik.

Vi är ofta begränsade av kamerans och teleskopets synfält (Field of View, FOV). Genom att öka synfältet med hjälp av fokuseringsreducering eller ett kortare rör, får vi större himmelstäckning på bekostnad av optisk upplösning. Samtidigt spänner många lockande bredfältsmål över flera synfält över himlen. Utan någon ändring av dina astrofotograferingsredskap är det möjligt att skapa en supermosaikbild sammanfogad av flera mindre bilder. Två huvudsteg är nödvändiga för att kunna åstadkomma en supermosaikbild:

1. Ta flera bilder som spänner över målet med någon överlappning mellan bilderna. Överlappningen är nödvändig för att göra det möjligt för bearbetningsprogramvaran att rikta in och sammanfoga delbilderna.

2. Behandla bilderna och sammanfoga dem till en supermosaikbild.

Det andra steget hanteras av bildbehandlingsprogram såsom bland annat PixInsight, och är inte ämnet för den här beskrivningen. Det första steget kan åstadkommas i Ekos schemaläggning där det skapar en mosaik lämplig för din utrustning och i enlighet med önskat synfält. Ekos skapar inte bara mosaikpanelerna för målet, utan också motsvarande observatoriejobb som krävs för att ta alla bilderna. Det förenklar stort logistiken för att ta många bilder med olika filter och kalibreringsbilder över ett stort område av himlen.

Innan Skapa mosaikjobb startas i Ekos schemaläggning, måste ett mål och en sekvensfil väljas. Sekevensfilen innehåller all nödvändig information för att ta en bild, inklusive exponeringstid, filter, temperaturinställningar, etc. Starta mosaikjobbet genom att klicka på ikonen intill knappen Sök i Ekos modul.

Första gången måste du ange utrustningens inställningar, inklusive teleskopets fokallängd förutom kamerans bredd, höjd, och bildpunktsdimensioner. Slutligen måste du ange kamerans rotation i förhållande till norr eller positionsvinkeln. Om du inte känner till värdet, starta Ekos och förflytta dig till önskat mål, och använd därefter inriktningsmodulen för att lösa bilden och erhålla positionsvinkeln.

Ange därefter önskat antal horisontella och vertikala paneler (t.ex. 2x2, 3x3, etc.) och klicka sedan på Uppdatera. Målets synfält och överlappande mosaik ska visas. Normalt är procent överlappning mellan bilderna 5 %, men det går att ändra till önskat värde. Det går också att flytta omkring den fullständiga mosaikstrukturen för att finjustera positionen hos mosaikpanelerna. När du är nöjd, klicka på Skapa jobb så kommer Ekos att skapa ett observationsjobb och en motsvarande anpassad sekvensfil för varje panel. Alla jobb sparas i en Ekos schemaläggningslista i en fil (`.esl`) som kan läsas in vilken lämplig observationsnatt som helst, så fortsätter den där den slutade. Kontrollera att alla observationens jobbvillkor, begränsningar samt start- och avstängningsprocedurer är enligt dina krav, eftersom inställningarna kommer att kopieras till alla jobb som mosaikverktyget skapar.

Med Ekos schemaläggning är avbildning över flera nätter väldigt mycket enklare och det har aldrig varit så lätt att skapa supermosaikbilder.