Sternsuche

Die Idee

Bei der Suche geht es jetzt darum, die Sterne aus dem Bild den Sternen der Kartendaten zuzuordnen.

Die ganze Musterberechnung hatte ja das Ziel, vergleichbare Daten zu bekommen. Vergleichbar in dem Sinne, das die Zahlen direkt verglichen werden können. Die Unterscheidung von Bild und Kartendaten ist ja in Abstand (zwei Sterne im Bild z.B. 578 Pixel und in den Kartendaten 2,43 Bogenminuten), Lage (Stern im Bild z.B. an Position (227; 188) und in den Kartendaten an Position RA=18:52:13 DEC=+33:02:59) und Drehung (Bild hat z.B. links unten Norden, Kartendaten haben oben mitte Norden). Durch die Bestimmung der Winkel zwischen den Sternen bezogen auf zwei (Referenz-)Sterne sind die Unterschiede zwischen dem Bild und den Kartendaten eliminiert.

Damit kann also die Suche nach Übereinstimmungen zwischen Bild und Kartendaten recht einfach gestaltet werden. Die Winkel der Sterne müssen einfach verglichen werden und bei entsprechend vielen Übereinstimmung ist das (dann hoffentlich korrekte) Ergebnis gefunden.

Übereinstimmungen

Zur Prüfung auf Übereinstimung nehme ich die ersten beiden Referenzsterne des Bildes und die Winkel zu den anderen Sternen. Zu jedem normalen Stern sind zwei Winkel bestimmt worden, je einer aus Sicht eines (Referenz-)Sterns in der Ebene mit dem anderen (Referenz-)Stern.

Als Vergleichssatz an Sternen und (Referenz-)Sternen nehme die die (mit gleichem Algorithmus) berechneten Werte der Kartendaten.

Nun vergleiche ich die beiden Winkel des ersten normalen Sterns mit den beiden Winkeln jedes normalen Stern der Kartendaten. Der Vergleich erfolgt mit einem kleinen Delta-Winkel. Bei einer Übereinstimmung erhöhe ich einen Zähler. Auf dem Bild rechts sieht man am Stern #3, welchen Bereich (grau) bei der Suche erfasst wird.

Habe ich alle normalen Sterne des Bildes so immer wieder mit allen normalen Sternen der Kartendaten verglichen, sollte bei einer exakten Übereinstimmung der Zähler gleich der Anzahl der normalen Sterne des Bildes sein.

Habe ich keine Übereinstimmung, so nehme ich die nächsten (Referenz-)Sterne aus der Karte und suche nochmal.

Um nicht alle Sterne der Kartendaten im Vergleichsbaum drin zu haben, hab ich im Moment die Anzahl auf 1,4mal die Anzahl der erkannten Sterne im Bild gesetzt. Die Anzahl 1,4mal ist rein aus dem Bauch geschätzt, da die Helligkeiten der Sterne des Bildes nicht 1:1 zu den hellsten Sternen der Kartendaten entsprechen. Kleinere Abweichungen bei der Helligkeit hab ich bei den Tests bemerkt. Ich denke, das die Abweichungen aber nicht so groß sind, so das die 1,4fache Anzahl an Sternen ausreichend ist.

Da auch nicht immer alle Sterne exakt (mit einem kleinen Delta-Winkel wohlgemerkt) an der Postion zu finden sind, wird der Zähler auch nicht exakt der Anzahl der normalen Sterne des Bildes entsprechen. Im Moment hab ich zwar noch keine rechte Idee, wo diese (teils doch recht großen) Abweichungen herrühren, reagiere aber darauf mit einer verminderten Mindestgrenze von übereinstimmenden Sternen zur Aussage, ob die Übereinstimmung gegeben ist.

Bei der so gefundenen Übereinstimmung hab ich dann als Ergebnis zwei (Referenz-)Sterne, von denen ich die Koordinaten im Bild (x_Pixel; y_Pixel) und die Koordinaten in der Karte (ra; dec) kenne. Diese beiden Koordinaten ziehe ich dann für die nachfolgende Transforation heran.

Schwachpunkte

Das einfache Zählen der übereinstimmenden Winkel kann im Moment auch zu einer Anzahl größer als die normale Sternanzahl führen. Durch den Delta-Winkel können nah beieinanderliegende Sterne je zweimal gezählt werden. Hier würde sich anbieten, einen gezählten Stern als gezählt markieren und diesen nicht nochmal zum Vergleich heranziehen. Dies bedingt dann aber auch, das die zwei dicht beieinanderliegenden Sterne erst nochmal im Abstand selbst von der eigentlichen, berechneten Zielposition bewertet werden sollten.

Die bei den Tests beobachteten Abweichungen der Position machen mir im Moment einiges zu schaffen. Ich hab mal aus einem anderen Katalog die Bewegungsdaten (Bogensekunden pro Jahr) mir angeschaut. Dabei hab ich aber feststellen müssen, das diese Wanderung der Sterne diese Abweichung nicht ausmachen kann. Auch hab ich in anderen Katalogen mal reingeschaut und mit die Sternkoordinaten in dem Feld extrahiert. Da war ich aber sehr unglücklich, da ich da überhaupt keine Übereinstimmung finden konnte, sprich die Sternkoordinaten haben gar nicht gepasst.

Stellt sich für mich eigentlich die Frage, in wie weit die Katalogdaten überhaupt passen, bzw. wie die Katalogdaten überhaupt zu Stande gekommen sind. Vielleicht hat ja der ein oder andere entsprechend Erfahrung und kann etwas dazu beisteuern.

Stand: 5. Oktober 2009