使用手機 App 輔助雙筒望遠鏡方位角及高度角定位(1) - 構想篇

當初在 fb 看到到這篇文章：

https://www.facebook.com/familystar.org.tw/posts/10153721377742185

內容是說, 以 DOB 望遠鏡搭配方位器及仰角器的使用, 加上手機 App 得知所在地天體的方位及仰角, 可得到不錯的定位效果。在佩服之餘, 突然想到, 我的雙筒加腳架, 似乎也可比照辦理！？

仔細研究觀星會的相片, 是把印製的方位及角度盤黏貼在 DOB 望遠鏡適當的位置上, 但觀查我的雙筒連腳架,  難以找到適當的位置來黏貼, 就在我左思右想, 快要放棄時, 突然想到, 我何不就直接將手機架在腳架上, 再利用適當的 App 取得方位及角度值！？

第一個問題就是如何將手機架在雙筒及腳架上? 仔細觀查, 我可以用一片鐵片鎖在腳架雲台的快拆及雙筒 L 型固定架上, 再將手機的固定夾鎖在此鐵片上, 只要調整得宜, 在操作腳架的方位及仰角時, 就可讓手機及雙筒都指向同一方位。

↑ 左是L型架, 右是快拆

所以這個裝置的重點之一就是要找到適當的鐵片, 硬度要夠, 才不會承載手機時水平變形(手機是有重量的)；但這鐵片又要夠薄, 這樣才能鎖在快拆及L型架上, 但我又擔心不知是否能在五金行能找到適當大小的鐵片, 而鐵片用電鑽鑽孔是否容易？

後來在農地找到當初蓋鐵皮屋的剩餘鐵皮材料, 似乎是可用, 費了一番功夫切下一段適當的大小, 但很快發現它的問題, 就是不夠堅硬, 手機一上就變形了。

正煩惱找到不到適當材料, 有天睡午覺時, 突然靈光一閃, 當初的電路板不就是適當的材料, 翻箱倒櫃將剩材找出, 確定夠硬也夠薄, 立馬加工作了一個, 還發現這種電路版不管要割要鑽都很容易：

↑ 就是這種電路版

但因為是剩材, 所以長度不太夠, 等實際架起來後手機被雙筒給擋住一部份, 這樣就不太好操作。

為此跑了一趟光華商場的源達, 發現這種電路版我希望的大小還真不便宜也！一片(20X30cm)要價 $250, 後來找到以下這種的, 一片只要 $70

↑ 背面

↑ 正面

大家可以發現這個板子跟之前綠色的板子有以下的差異：

1. 綠色板子已經有鑽孔, 這在切割時會比較好切。

2. 綠色版子有金屬銲面, 在銲接時會比較容易, 這點我不需要, 但其金屬銲面形成縱橫交錯的直線郤是很有幫助的, 因為可以作為 L 型腳架鎖上去之後較準垂直及水平的基線。

3. 便宜的板子其雙面顏色不一樣, 原本這點我並不在意, 但後來在實作時才發現這是有玄機的(請參閱

使用手機 App 輔助雙筒望遠鏡方位角及高度角定位(2) - 實作篇

)。

幾經考量後, 價格才是王道, 後來還是買了便宜的！

第二個問題就是要找到適當的 App, 上網搜尋後才發現大部份 App 只有單獨的方位角或仰角測量的功能, 但我理想的狀況下是方位角及仰角能顯示在同一畫面上, 這樣我就不用在不同的 App 上作切換, 好不容易找到以下 App：

←首頁, 左鈕測量方位 , 右鈕仰角                                     ↑ 測量方位

                                     

 ←測量仰角



雖然我希望數據都能顯示在同一畫面, 找不到只好勉強接受, 但此 App 最大的問題是, 它不能校正方位, 我想, 方位測量如果不能校正的話, 似乎失去了它的意義。

 後來, 我上網 Google 一下, 又試用了幾個 App 還是無法符合我的需求, 就在快要放棄時, 看到以下這篇文章：

《指南針 : Smart Compass》讓手機指引方向

稍微看了一下後, 似乎合乎了我的需求, 下載試用後, 一試成主顧, 這就是我要的菜啊XD(我的手機是 Android 版, 目前在 IOS 上似乎沒這家 Smart Tools co. 公司的產品)：

1. 方位角及仰角顯示在同一畫面

↑ Smart Compass 主畫面(背景是我的魚缸)

2. 它可以校正方位

原本我以為校正方位是將畫面對準北極星, 然後按下鈕告訴軟體是這是正北方, 但後來發現它更實用。以 Smart Compass 對準亮星後取得方位角數據, 再用星座軟體(如 Stellarium) 查詢該星正確的方位角, 比較兩數字如果不同後再設定 Smart Compass 
作加減。

我以現在(冬天)最亮星 - 天狼為例, 用 Stellarium 查詢得知在我目前位置(註1)天狼星的方位角是：134度, 今天假設我用 Smart Compass 測得目前天狼星(實測方式請參考 - 實戰篇)的方位角郤是 136 度, 有了 2 度的誤差, 那我就必需設定我的 Smart Compass 再減 2 度才得到正確的值, 步驟如下：

1. 按下主畫面的 【Menu1】
2. 按下【設定】功能
3. 選擇【方位校正】
4. 選擇【-2。】
5. 主畫面的右下角就會顯示『校準 = -2。』的字樣

↑ 回到主畫面

所以現在測量任何天體, 都會減 2 度了。所以 Smart Compass 不用一定要對準北極星來校正, 因為北極星不是很亮也(2 等), 這是我認為它最棒的功能之一。

3. 它可以設定磁北極或是正北極

一般指南針的 App 顯示的是磁北極, 而觀星軟體所查出來的方位則是地理的方位, 所以會有磁偏角的誤差,  而 Smart Compass 則有設定正北方的功能, 勾選【Menu1/設定/真北】選項即可。

如下圖顯示, 左圖是尚未開啟【真北】選項時, 調整手機方向 面對 0。N(即磁北極), 接下來在不調整手機方位, 開啟【真北】選項, 即可看到原本指向的方位由 0。N(左圖) 變為 356。(右圖), 由此可知我目前位置的磁北極是正北極偏西 4 。處(註2), 而主畫面的右下角顯示『真北：-4.2。』

                         ↑ 左圖                                                          ↑ 右圖

4. 手機可直立測定方位, 而不用平放, 這功能在校正時特別有用。

5. 結合相機的功能, 按下主畫面右上角的【相機】鈕即可照相, 但我覺得此功能最棒的不是用來照相, 還是用來校正。當初找到其他指南針 App 我是黏上一段吸管在手機上, 再透過吸管孔來尋找要校正的目標, 這種方式在白天時還好, 因為光線夠亮, 但到了晚上光線不足時要用這種方式對準星體天殺的你知道會有多難！而現在有了 Smart Compass 的照相功能, 整個螢幕都都可用在尋星, 真是佛心來著^^。

6. 按下主畫面右上角的【Menu2】, 則可改成橫式, 這對手持校正時比較好拿。

 所以有了硬體及軟體, 接下來就是實際 DIY, 請期待續集『使用手機 app 輔助雙筒望遠鏡方位角及高度角定位(2) - 實作篇』

註1：天體所在的方位角及仰角會因為所在位置座標的不同而不同。

註2：磁偏角也可能會因所在位置座標的不同而不同。