01
引言
在转向广域深空摄影后，笔者一直在市面上搜寻重量体积小、双轴可导星、性价比高的星野赤道仪替代深空用的中大型赤道仪（EQ6、45Pro等）。原因有二：一，携带天文器材出远门旅行需要充分考虑器材的便携性；二，广域深空摄影需要中长焦（135-350 mm）摄星镜单张曝光5分钟以上，导星成为必选项。然而，2018年之前，市面上仅有信达Star Adventurer、艾顿SkyTrackerPro等星野赤道仪供选择，单轴跟踪下赤纬轴误差变得不可控。不过，信达在2019年率先推出了首款多用途赤道仪—AzGti，虽然赤道仪模式是赠送的，但依然不能掩盖Gti能够双轴goto和导星的优势
02
信达AzGTi赤道仪初体验
初见AzGTi，你会被它小巧的身躯所迷惑，外形跟德式赤道仪基本不沾边，倒是与经纬仪相像（毕竟赤道仪功能是赠送的 (ง •̀_•́)ง ）。将赤道仪本体、纬度调节底座、重锤安置在安全箱内，然后上秤，嗯...5.5kg，一切仿佛回到了星野赤道仪那种便携。不过，包含辅助编码器的双轴跟踪功能却又提醒着使用者这可是一个正规的赤道仪
图1 GTi赤道仪（除重锤杆）安置在安全箱
花费半小时架设好赤道仪、相机和镜头把玩一番后，笔者也找到了GTi赤道仪的一些不足：1）赤道仪的赤经轴直接插在信达纬度调节底座鸠尾槽，所以底座上的纬度数字需要用90度相减才是真实的纬度（仰角），使用起来有些不便；2）松开赤经轴离合后阻尼比较大（存在个体差异，笔者手中的赤道仪阻尼属中等水平），重锤调平衡只能估计个大概，无法精调平衡；3）信达纬度调节底座仰角调节虚位明显（还是做工粗糙的通病），极轴校准精细调节难度较大
在充分了解GTi特点后，很快迎来了首次实战。第一次测试使用了振旺air盒子进行控制，然而，赤纬轴在导星校准阶段就屡屡报错提示赤纬移动距离不足，然后导星开启后赤纬轴曲线直接起飞，这是我万万没想到的，GTi导星难道有bug？
在仔细研究ASIAIR软件的导星参数后发现，软件在导星校准阶段仅移动10步左右，由于赤纬轴空程比较大，导星校准反向移动时10步根本不足以抵消赤纬轴的空程。为了摸清楚的赤纬轴空程大小，不死心的我又打开PHD2，将校准距离和步数都设置非常大，终于成功通过导星校准环节。但是赤纬轴的校准曲线实在惨不忍睹，反向移动才走出可怜的2步⊙﹏⊙（图2）。为了抵消这个巨大的空程，笔者专门设置了长达2.5秒的回差补偿，这个补偿时间已经超过了导星曝光时间
导星校准过后，终于迎来了第一条导星曲线，导星的误差基本源于赤纬轴（RMS高达4角秒），峰-峰值更是接近20角秒（图3），而且峰-峰值出现周期大约在6-8分钟。以笔者的135mm镜头+533MC相机（分辨率6角秒/像素）为例，20角秒的赤纬轴峰-峰值相当于星点拖线至少3个像素，这种精度对于双轴导星的赤道仪是无法接受的
图2 PHD2导星校准曲线（左）和设置导星校准步数和校准距离（右）
图3 拆解调试前PHD2导星曲线（22.09.30补拍的导星数据）
03
AzGTi拆解&导星精度改进
眼下这种导星精度显然是个不合格品，虽然笔者之前没有调试或拆解赤道仪的经验，但是整套GTi赤道仪价格不到3k，最后狠下决心尝试拆解（zuosi）一探究竟
拆开赤道仪外壳后，可以发现整个赤经赤纬轴机构还是相当紧凑的，几乎没有任何空位（图4），涡轮蜗杆之间还有弹簧消间隙结构，保持涡轮与蜗杆之间紧密贴近，减小两者之间的空程。但是，减速齿轮组跟蜗杆末端有一对齿轮组，通过转动赤经和赤纬轴发现齿轮组存在明显的空程，在2X移动速率下，两者间隙导致齿轮传动延迟至少1秒以上（图5）。但是，由于赤道仪跟踪时赤经轴一直处于单方向转动，这种空程误差就不会体现在赤经轴的导星曲线上。既然找到了空程的根源，最直接的方法就是减小两个齿轮之间的间隙
重点来了！通过进一步拆解发现，要调整这一对齿轮组的空程就必须将整个蜗杆和减速齿轮组机构全部拆出来，而且还需要松开减速齿轮组固定螺丝才能调节齿轮组之间的间隙（图6），每次调节之后都要将减速齿轮组固定螺丝上紧重新装回蜗杆和减速齿轮组机构才能上电观察齿轮组间隙，这意味着每次调节都要拆装一次减速齿轮组固定螺丝，相当耗费时间
图4 GTi赤道仪内部结构（源自知乎用户_苏星的图加上标注）
图5 减速齿轮组和蜗杆末端的一对齿轮组（红框部分）以及减速齿轮组三颗固定螺丝（黄框部分）
大约调节一小时后，齿轮组的空程被消除了不少，在2X移动速率下，齿轮传动延迟控制在0.3秒以内。这里需要注意的是，两个齿轮间隙调太小会导致齿轮间摩擦增大，使电机难以带动齿轮转动，需要兼顾好这个平衡。最后，既然都已经把赤纬轴拆开，干脆也把赤经和赤纬轴涡轮/蜗杆上的旧润滑油全部擦掉，然后重新上润滑油，这里推荐WK的亚超细无尘布（一般千级无尘车间使用）擦除润滑油，擦拭过程中不会残留布屑在齿轮上
一切调试完成，最后就是实战检验。在微风的夜晚，当晚选择了一个接近天赤道的拍摄目标（马卡良星系链）。首先看导星校准曲线，经过空程调节，赤纬轴反向移动距离虽然还是无法回到原点，但已能回归一半。再看导星曲线，当晚整体导星状况都不错，赤经和赤纬轴的峰-峰值基本维持在5角秒以内，总RMS误差1.7-1.8角秒（图7），10分钟内RMS误差更是下降到1.4-1.5角秒，并且赤纬轴的回差补偿可以下调至1秒左右。导星误差意味着星点拖线可以控制在1个像素内，在大部分亮帧图像上星点都是圆的（图8）。但是，我们也发现赤经轴导星曲线偶尔会出现大波动，推测有可能是涡轮/蜗杆的精度问题
图6 拆解调试后PHD2导星校准曲线
图7 调赤纬轴空程和重新上油后的PHD2 Log导星曲线（23.02.26导星数据）
图8 拆解调试后的亮帧图像（单张曝光10min，100%大小）
04
下一步该如何改良？
赤纬轴的空程已经解决得七七八八，接下来还能干什么呢？笔者思考了一下
1）赤经赤纬轴的齿轮组更换为同步轮+皮带形式，进一步解决空程问题。但需要锯掉部分齿轮支架为皮带留出位置，而且同步轮厚度需要定制；
2）赤经轴阻尼问题，需要打磨赤经锁紧机构以及调节赤经轴垫圈同心度，这里推荐参考B站NGC马拉松和知乎放一张帖子调教。本人的GTi赤经轴阻尼尚可接受还未尝试；
B站 —NGC马拉松 调GTi阻尼
https://search.bilibili.com/all?keyword=%E4%BF%A1%E8%BE%BEgti%E6%B5%8B%E8%AF%84&from_source=webtop_search&spm_id_from=333.1007&search_source=3知乎 — 精调GTi阻尼
https://zhuanlan.zhihu.com/p/591076885相信在解决上面的空程、阻尼问题后，GTi精度还能稍微提升一些，RMS误差应该可以跑到1.0-1.2角秒（10分钟，无风或微风状态下），完全可以应付350mm焦距以内的摄星镜单张曝光10min
最后，总结下GTi赤道仪给予笔者的印象：体积小巧便携还具备双轴导星功能，做工粗糙个体差异大，需要不断磨合方能人机合一，适合具备一定天文摄影基础的萌新把玩
图9 广域深空组合器材照
05
广域深空拍摄作品鉴赏
最后，附上使用三阳135mm定焦/ASI 533相机/AzGTi赤道仪的广域深空装备拍摄的彗星作品，相信这套广域装备会继续陪伴我天文摄影路途
C/2021 A1与C/2022 E3彗星
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