# Планування

Модуль планування Ekos
Модуль планування Ekos

## Вступ

Планувальник Ekos — абсолютно необхідна зброя у вашому арсеналі роботизованої обсерваторії. Роботизована обсерваторія складається з декількох підсистем, які працюють разом для забезпечення виконання певних наукових цілей без втручання людини. Це єдиний модуль Ekos, який не потребує запуску Ekos під час роботи, оскільки сам запускає і завершує роботу Ekos. Його компонування просте та інтуїтивно зрозуміле. Втім, планувальником слід користуватися, лише якщо ви повністю випробували Ekos і ознайомилися із усіма особливостями його використання у поєднанні з вашим обладнанням. Оскільки увесь процес повністю автоматизовано, зокрема автоматизовано фокусування, наведенні та перехід за меридіаном, усе обладнання має використовуватися Ekos належним чином, а його налаштування і параметри роботи має буде скориговано для отримання якнайкращих результатів.

За допомогою Ekos користувач може створювати черги завдань зі створення пакетів знімків певної цілі. У найпростіших конфігураціях користувач очікує від обладнання фокусування ПЗЗ, вирівнювання лафета, визначення цілі і автоматичний супровід цілі до започаткування процедури створення знімків. У складніших середовищах обсерваторій, зазвичай, існують складніші попередньо визначені нетипові процедури приготування обсерваторії до створення знімків і набір процедур для вимикання обсерваторії. Користувач може запланувати створення знімків однієї або декількох цілей протягом ночі і очікувати готові дані станом на ранок. У &kstars; користувачу допомагають у виборі варіантів для створення знімків спеціальні інструменти — Планувальник спостережень та Цікаві об'єкти. Після вибору бажаних варіантів користувач може додати їх до списку планувальника Ekos для наступного оцінювання. Також користувач може додати пункти цілей безпосередньо до планувальника Ekos або вибрати цілі за допомогою попередньо створеного файла зображення FITS.

## Параметри

Планувальник Ekos є простим інтерфейсом, який допомагає користувачеві встановити умови та обмеження, які слід накласти на завдання зі спостереження. Кожен запис завдання зі спостереження складається з таких компонентів:

- Назва і координати цілі: виберіть ціль за допомогою вікна пошуку або додайте її з вікна планування спостереження. Ви також можете вказати нетипову назву цілі.

- Необов'язковий Файл FITS: якщо вказано файл FITS, астрометричний розв'язувач може визначити координати за файлом і скористатися координатами центра зображення як координатами цілі за прямим сходженням і схиленням.

- Файл Послідовність: файл послідовності спостережень створюється у модулі захоплення Ekos. У ньому містяться дані щодо кількості знімків, які слід створити, фільтрів, параметрів температури, префіксів, каталогу отримання даних, тощо.

- Пріоритетність: встановіть пріоритетність завдання у діапазоні від 1 до 20, 1 позначає найвищу пріоритетність, а 20 — найнижчу. Пріоритетність використовується для обчислення ваги, яка впливає на вибір наступної цілі для створення знімків.

- Профіль: виберіть профіль обладнання, яким слід скористатися при запуску Ekos. Якщо Ekos і INDI вже запущено і програми працюють, вибраний тут профіль буде проігноровано.

- Кроки: користувач може вибрати, які модулі Ekos має бути використано для виконання завдання зі спостереження.

- Умови запуску завдання: для запуску завдання зі спостереження усі умови має бути виконано до the observation job is started. У поточній версії користувач може наказати виконати завдання якнайшвидше, Якнайшвидше, коли ціль перебуватиме у положенні поряд або після кульмінації, або у вказаний користувачем час.

- Обмеження: обмеження — це умови, які має бути виконано завжди під час виконання завдання зі спостереження. Це, зокрема, умови щодо мінімальної висоти цілі над горизонтом, мінімальної відстані від місяця, умови щодо спостереження у сутінках, обмеження на висоту щодо штучного горизонту та погодні умови.

- Умови завершення завдання: умови, виконання яких спричиняє завершення завдання зі спостереження. Типовою умовою є просте завершення спостереження, коли виконано усю послідовність спостережень. За допомогою додаткових умов користувач може наказати програмі повторювати послідовність спостережень нескінченно довго або до вказаного моменту часу.

Вам слід вибрати Ціль і Послідовність, перш ніж ви зможете додати завдання до списку планувальника. Після запуску планувальник оцінює усі завдання відповідно до визначених умов і обмежень і намагається вибрати найкраще завдання для виконання. Вибір завдання залежить від результатів роботи просто евристичного алгоритму, який зважує усі завдання за умовами і обмеженнями. Якщо у двох цілей будуть однакові умови і обмеження, спочатку буде вибрано ціль із вищою пріоритетністю, а потім — ціль із більшим значенням висоти на час виконання завдання. Якщо на поточний момент часу варіантів виявлено не буде, планувальник перейде у режим очікування і вийде з нього, коли до виконання буде готове наступне завдання.

Планувальник
Планувальник

Наведений вище опис стосується лише етапу отримання даних робочого процесу обсерваторії. Загальна стандартна процедура, яку використовують у обсерваторіях, складається з таких трьох основних етапів:

1. Запуск

2. Отримання даних (із попередньою обробкою і зберіганням)

3. Вимкнути

## Процедура запуску

Процедура запуску (початку роботи) може бути різною для різних обсерваторій, але має, приблизно, складатися з таких кроків:

- Вмикання живлення обладнання

- Запуск перевірок захисту та коректності даних

- Перевірка погодних умов

- Вимикання світла

- Керування охолодженням та освітленням

- Зняття з паркування купол

- Зняття з паркування лафета

- тощо

Планувальник Ekos започатковує процедуру запуску обсерваторії, щойно наблизиться момент першого спостереження (типовий випереджальний період при цьому складає 5 хвилин до часу запуску). Щойно процедуру запуску буде успішно завершено, планувальник вибере ціль завдання зі спостереження і розпочне виконання послідовності спостереження. Якщо вказано скрипт запуску, його буде виконано першим.

## Отримання даних

Процедура дій залежить від вибраних користувачем параметрів. Втім, типовою є така:

- Навести лафет на ціль. Якщо було вказано файл FITS, спочатку буде використано розв'язувач для визначення координат цілі, потім виконано наведення за координатами з файла.

- Автоматичне фокусування цілі. Під час процедури програма автоматично вибере найкращу зірку у кадрі і використає алгоритм автоматичного фокусування для неї.

- Виконання розв'язування кадру, синхронізація лафета і наведення на координати цілі.

- Виконання фокусування після вирівнювання, оскільки кадр може бути зрушено під час процедури розв'язування.

- Виконання калібрування та початок процедури автонаведення: підпрограма калібрування автоматично вибирає найкращу еталонну зірку, виконує калібрування і розпочинає процедуру автоматичного наведення.

- Завантаження файла послідовності знімків з модуля захоплення і початок процесу створення знімків.

## Вимикання

Щойно завдання зі спостереження буде успішно завершено, планувальник вибере наступну ціль. Якщо час спостереження наступної цілі ще не настав, лафет буде запарковано до моменту готовності до спостереження наступної цілі. Крім того, якщо спостереження наступної цілі не вкладається у налаштований користувачем проміжок часу, планувальник виконає пріоритетне вимикання обладнання для збереження ресурсів і увімкне його знову, коли наблизиться час спостереження цілі.

Якщо станеться критична помилка, буде ініційовано процедуру вимикання обсерваторії. Якщо було передбачено скрипт вимикання, його буде виконано останнім.

У наведеному нижче відео продемонстровано роботу ранньої версії планувальника, але базові принципи роботи планувальника є актуальними і для поточної версії:

Планувальник Ekos

## Спостереження за погодою

Ще одним із критичних факторів роботи будь-якої дистанційно керованої роботизованої обсерваторії є погодний фактор. Для неперервного стеження за даними щодо погодних умов Ekos використовує драйвер погодних даних INDI. Заради простоти, погодні умови можна розділити на три класи:

1. Гаразд: погодні умови є добрими і оптимальними для створення знімків.

2. Попередження: на небі спостерігаються хмари, видимість є неоптимальною, зоряне небо частково перекрито, а створені знімки є непридатними. Процедури створення знімків має бути відкладено до поліпшення погодних умов. Несприятливі погодні умови не загрожують обладнанню обсерваторії, отже обсерваторія лишається працездатною. Поведінку обсерваторії у таких умовах можна додатково налаштувати.

3. Небезпека: погодні умови є загрозливими для безпеки обсерваторії, обсерваторію має бути якнайшвидше вимкнено.

## Скрипти запуску і вимикання

Через унікальні особливості кожної з обсерваторій Ekos надає змогу користувачеві визначати скрипти запуску і вимикання обсерваторії. Скрипти мають визначити команди, які призведуть до виконання усіх необхідних процедур, які слід виконати на початковому та завершальному етапах роботи обсерваторії. На початку роботи Ekos виконує скрипти запуску і переходить до решти процедури запуску (зняття з паркування купола та лафета), лише якщо скрипт запуску було виконано успішно. І навпаки, процедура вимикання розпочинається з паркування лафета і купола, а потім, на останному кроці, виконується скрипт завершення роботи.

Скрипти запуску та завершення роботи можна писати будь-якою мовою програмування, команди якої може виконувати локальна операційна система. Скрипт має повертати 0, якщо його виконано успішно, і будь-яке інше значення, якщо під час виконання сталася помилка. Стандартне виведення даних скрипту буде спрямовано до вікна журналу Ekos. Нижче наведено демонстраційний зразок скрипту запуску мовою Python:

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

    import os
    import time
    import sys

    print "Вмикаємо обладнання обсерваторії..."
    sys.stdout.flush()

    time.sleep(5)

    print "Перевіряємо безпечність умов..."
    sys.stdout.flush()

    time.sleep(5)

    print "Усе запущено!"
    sys.stdout.flush()

    exit(0)

Скрипти запуску і завершення роботи мають бути придатними до виконання, щоб Ekos міг їх викликати (щоб зробити скрипт виконуваним, ви можете скористатися командою `chmod +x скрипт_запуску.py`). Планувальник Ekos уможливлює насправді просте роботизоване виконання завдань без будь-якої потреби у втручанні людини на усіх кроках процедури спостережень. Оскільки у втручанні людини не повинно виникати потреби, критичною є правильна обробка будь-яких помилок на усіх етапах спостереження. За допомогою сповіщень Плазми, користувач може налаштувати звукові сповіщення та сповіщення електронною поштою для найрізноманітніших подій у планувальнику.

## Майстер створення мозаїк

Майстер створення мозаїк
Майстер створення мозаїк

Габблоподібні широкоформатні зображення галактик і туманностей вражають уяву. Втім, хоча для створення і обробки таких зображень потрібні складні навички, багато всесвітньо відомих астрофотографів користуються обладнанням, яке не надто відрізняється від вашого чи мого. Наголошую на слові надто, оскільки дехто з них справді працюють із чудовим обладнанням та спеціалізованими обсерваторіями, які коштують тисячі доларів. Втім, багатьом аматорам до снаги отримати широкоформатні зображення зоряного неба шляхом поєднання менших зображень у єдину велику мозаїку.

Часто нас обмежує поле зору нашого комплекту камери і телескопа. Збільшуючи поле зору шляхом зменшення фокальної відстані та скорочення тубусу, ми розширюємо видиму область неба ціною зменшення просторової роздільності. Водночас, розміри багатьох привабливих широкоформатних цілей на небі можуть перевищувати декілька полів зору телескопа. Втім, без внесення будь-яких змін до вашого астрофотографічного обладнання можна створити супермозаїчне зображення, яке зшито з декількох менших зображень. Існує два основних кроки створення супермозаїчного зображення:

1. Створення набору знімків, які покривають ціль із певним перекриттям між собою. Перекриття потрібне для того, щоб програмне забезпечення для обробки знімків могло вирівняти та з'єднати фрагменти мозаїки.

2. Обробка зображень і зшивання їх до загального мозаїчного зображення.

Другий крок виконується програмами для обробки зображень, наприклад PixInsight, специфіка роботи у яких не є предметом цієї документації. Перший крок можна виконати у планувальнику Ekos. Програма здатна створити мозаїку для вашого обладнання у відповідності із бажаним полем зору. Ekos не лише створити панель мозаїки для вашої цілі, але і побудує відповідні завдання зі спостереження, які потрібні для створення усіх зображень мозаїки. Це значно спрощує логістику створення набору зображень із різними фільтрами та кадрів калібрування на великих ділянках небесної сфери.

Засіб створення мозаїчних зображень у планувальнику Ekos створює декілька завдань Планувальника на основі центральної цілі. Для початку, вам слід вибрати ціль і файл послідовності завдань. У файлі послідовності завдань міститимуться усі дані, які потрібні для захоплення зображення, зокрема дані щодо часу витримки, фільтрів, параметрів температури тощо, і ці дані буде використано для кожної панелі мозаїки. Також слід визначити умови завдання зі спостереження і обмеження, тому перевірте, ви відповідають вони вашим вимогам. Ви можете просто приготувати нове завдання без додавання або вибрати наявне завдання, якщо ціль і поля файла послідовності зображень у формі Планувальника є коректними. Якщо ви раніше додали завдання до списку спостереження, Ekos запитає у вас, хочете ви зберегти чи вилучити їх перед вставлянням до списку завдань зі створення мозаїки.

Коли ціль і умови буде визначено, запустити засіб створення мозаїки можна за допомогою натискання піктограми, розташованої поряд із кнопкою Знайти у модулі Ekos. У відповідь на натискання піктограми буде відкрито нове вікно із формою у лівій частині і центрованою ціллю на карті зоряного неба. Для зручності, розгорніть це вікно. У верхній лівій частині карти зоряного неба буде показано піктограму довідки. Наведіть на неї вказівник миші, щоб переглянути найсвіжішу документацію щодо роботи засобу. Для кожного елемента передбачено власну підказку.

При першому використанні вам слід вказати параметри вашого обладнання, зокрема фокальну відстань телескопа, а також ширину, висоту та розмірності у пікселях матриці. Вам також слід ввести обертання камери відносно небесного полюса, на який спрямовано ваш лафет. Якщо Ekos вже запущено, ви можете отримати оптичні дані натисканням кнопки Отримати і заповнити ці поля автоматично. втім, якщо кут обертання камери на цьому кроці є невідомим, вам слід спочатку скористатися модулем вирівнювання для розв'язання поля, бажано близько до небесного екватора, для точного визначення цього параметра. Кут обертання є важливим параметром вашої мозаїки, оскільки ґратку буде створено за відповідними даними орієнтації.

Інструмент мозаїки модуля планування
Інструмент мозаїки модуля планування

Далі, вкажіть бажане значення перекриття та кількість горизонтальних і вертикальних панелей ґратки мозаїки (наприклад 2x2, 3x3 тощо) і натисніть кнопку Оновити. Невдовзі після натискання карту зоряного неба буде автоматично оновлено і показано дані щодо поля зору вашої камери, обчислені на основі заданої кількості панелей ґратки. Типово, зображення перекриватимуться на 5%, але ви можете вказати будь-яке бажане для вас значення. Зміна значення перекриття призведе до коригування ґратки мозаїки так, щоб вона вкривала ту саму площу, а зміна ґратки мозаїки призведе до розширення або стискання області мозаїки. Щоб скинути розміри поля зору мозаїки до області, яка, як очікується, вкриватиметься ґраткою, натисніть кнопку Покрити поле зору.

Інструмент мозаїки модуля планування — поле зору
Інструмент мозаїки модуля планування — поле зору

Більші значення перекриття роблять простішим «зшивання» кадрів під час остаточної обробки, але потребують більше панелей для покриття бажаних розмірів кадру. Втім, якщо вам вже відома мінімальна кількість підкадрів, які буде використано у вашому алгоритмі відкидання під час остаточної обробки, вам, можливо, варто збільшити перекриття для досягнення цієї кількості на областях, покритих декількома панелями одночасно. Наприклад, ґратка мозаїки 4x4 із перекриттям 75% містить 16 підкадрів, які покривають центральну область перетину. Цього достатньо для алгоритму відкидання з вінзоризованою сігмою. Хоча стос-результат не матиме однакової висоти в усіх частинах остаточного зображення, цей спосіб надасть вам змогу керувати співвідношенням сигналу до шуму і надавати контекст вашій цілі з використанням відносно малої кількості знімків.

Інструмент мозаїки модуля планування — 75% перекриття
Інструмент мозаїки модуля планування — 75% перекриття

Велике число, яке буде показано у куті кожної з панелей ґратки, відповідає порядку, у якому буде захоплено панелі. Типовий S-подібний вибір (захід-схід, потім почергові рухи вгору-вниз/вниз-вгору) забезпечує мінімальний рух лафета під час спостереження. Зніміть позначку з пункту Мінімальний рух лафета, щоб повернутися до алгоритму захід-схід/вгору-вниз. Координати кожної з панелей буде показано у центрі у градусах, мінутах і секундах. Нарешті, кут обертання кожної з панелей відносно центра мозаїки буде показано внизу. Якщо поле зору є великим або мозаїку розташовано поблизу небесного полюса, можливе видиме обертання показаних панелей через їхню горизонтальну позицію або високе схилення. Скористайтеся пунктом перекриття для забезпечення належного покриття бажаних розмірів кадру.

Інструмент мозаїки модуля планування — значне обертання
Інструмент мозаїки модуля планування — значне обертання

Якщо вам потрібно скоригувати розташування мозаїки, click on the view and drag the chart to recenter your target. Якщо ви хочете пересунути мозаїку, закрийте вікно засобу і виберіть іншу ціль у планувальнику. Після вибору цілі встановіть частоту вирівнювання та кроки фокусування під час виконання завдання зі створення мозаїки, виберіть теку для зберігання даних і підтвердьте введені параметри натисканням у вікні відповідної кнопки. Ekos створить завдання зі спостереження і відповідний нетиповий файл послідовності знімків для кожної панелі. Збережіть план до файла списку планувальника Ekos (`.esl`) за допомогою кнопки Зберегти, щоб потім мати змогу завантажити його будь-якої придатної до спостереження ночі за допомогою пункту Запам'ятати поступ завдання і продовжити на будь-якому місці, на якому його було зупинено.

Планувальник Ekos значно спрощує багатоденні спостереження та робить створення супермозаїк дуже простою справою.