Astrometricaを用いた彗星の位置測定（１）

DOS版Astrometricaを用いる場合の留意点

（はじめに）（2003年11月1日）

彗星観測ハンドブック ２００４ （高校生天体観測ネットワーク（Astro-HS）編）に、彗星の位置観測 について執筆しましたが、その中から精測用ソフトAstrometricaの使用法について記述した部分をこの ページでも公開したいと思います（公開については了承をいただいております）。 ３部に分け、（１）はDOS版Astrometrica、（２）はWindows版Astrometrica、 （３）は補足事項、といたします。原稿は2003年6月時点のものなので、その後のソフトのアップデート等は（３）に記したいと思います。

（2005年02月18日補足）
彗星観測ハンドブック 2004 WEB 版は、「彗星のホームページ」http://chiron.mtk.nao.ac.jp/~COMET/ (2020/06現在 https://pholus.mtk.nao.ac.jp/COMET/ ) の【 資料 】のところで全文が見られます。

( 7 ) 精測用ソフト

　いくつかの精測用ソフトが知られているが，日本のアマチュアの多くが，オーストリアの Herbert Raab 氏が開発した DOS 版の Astrometrica（バージョン 3 （最終バージョンは 3.26 ））を用いている．このソフトは測定の仕方に注意を払えば，彗星の精測にも安心して用いることができる．画像を 1 枚ずつ入力して表示させては，測定領域その他の条件を測定者が指定しながら，対話形式で測定していく方式のものである．一度に多数の画像を自動で測定するようなことはできないが，個々の画像の状況に応じた細かな対応が可能になるため，彗星測定の場合にも安定した測定値を得る事が可能である．

　Windows 版（バージョン 4 （原稿執筆時点でのバージョンは 4.2.0.318 ））の Astrometrica は同じ Raab 氏が最近開発したものであるが，DOS 版とは全く別のソフトと言ってよいほど，測定法や使い勝手で違いがある．自動整約の機能など，自動化がかなり進んでいて，多くの場合 DOS 版に比べて測定の手間を省くことができる．自動化されているため，彗星のように非対称なコマの分布をもつ天体の中心を DOS 版のように精度よく求めることができるかどうかが心配であったが，設定するパラメータの選択など使いこなす工夫により，彗星測定においても DOS 版と同等の位置精度を出すことが可能と思われる．現在もソフトの改良が進められており，原稿執筆期間中にもアップデートが行なわれ，新機能が追加されている．

　以下，彗星の精測用ソフトとして，DOS 版 Astrometrica 及び Windows 版 Astrometrica [7]を用いる場合の，測定の留意点について述べる．

( 8 ) DOS 版 Astrometrica を用いた測定

　先ず，従来のソフトで定評のある DOS 版 Astrometrica を用いて彗星の精測を行なう際にキーポイントとなるような注意点について述べる．

( 8 - 1 ) スケーリングと使用ピクセル数

　DOS 版 Astrometrica を用いた彗星の精測の際に注意しなければならないことがある．
このソフトでは，比較星と測定対象のそれぞれについてそれを取り囲むボックスのエリアを指定することによって重心計算に用いる領域を指定する．測定対象が恒星や小惑星の場合には星像を取り囲むようにボックスの大きさを指定するだけで精度よく測定できる．しかし測定対象が彗星の場合，もしこれと同じように単に彗星の中心部を取り囲むように適当な大きさのボックスを指定しただけで精測を行ったとすると，その精測値は大きな誤差を持つ可能性がある．

　原因の 1 つはボックスが大きすぎる事である．彗星は非対称なコマや尾などの影響で中心に対して非対称な形をしている．そのためボックスが大きいと測定した光強度の重心位置は，真の彗星の中心位置から，コマ等の明るい方向にずれたものになってしまう．これを防ぐためには，核付近の小さな領域を指定する必要がある．但し，重心位置計算に使うピクセル数が少なすぎると逆に重心位置の計算精度が悪くなる．1 ピクセルの画角が 3 秒角前後のシステムでは，状況によって多少異なるが，例えば 3 x 3 ピクセル程度の領域を指定することで実用になっている．

　重心計算の領域を核付近の小さなエリアに限定するだけで良いかというとそうではない．
原因の 2 つ目は，重心計算の領域をこの小さなエリアに限定すると，多くの場合（特に，明るい彗星の場合）には，そのままではボックスの中心を置いたピクセルの中心座標が殆どそのまま彗星の位置の測定値になってしまうため，1 ピクセルの精度しか得られないという事のためである．

　しかし，この問題点は，選択した小さなエリア内の最小カウント値をあらためてゼロと置きなおすようなスケーリングによって解決することができる．

　DOS 版 Astrometrica では， F7 キーがスケーリングのためのキーになっており，このキーを押すと，選択したボックス内の最小カウント値をゼロとみなした場合の重心位置を計算することができる．また，画像もそのように表示されるので，核近傍のピクセルのようすが見やすくなる．

　以上の注意点を考慮した DOS 版 Astrometrica による彗星の測定の実際（彗星の位置を確定する部分のみ）は，例えば，次のようになる．

（ 1 ピクセルが 3 秒角のシステムでは，測定対象の重心の X,Y 座標が 0.1 ピクセルだけ変わると測定位置が0.3 秒角だけ変わることを頭に入れておくとよい.）

　尚，バージョン 3.26 では，F8 キーで拡大表示する場合に測定枠の大きさが大きすぎるとフリーズする現象が認められるため，測定枠の大きさを大きくしすぎないよう注意する必要がある．

（ 図 8-1 ）

（ 図 8-2 ）

（ 図 8-3 ）


( 8 - 2 ) DOS 版 Astrometrica で用いる星表

　彗星の精測位置は，星表の比較星の位置を基準にして算出されるので，星表の位置精度がそのまま彗星の精測位置の精度に反映される．そのため，星表にはできるだけ位置精度の良いものを使用したい．DOS 版 Astrometrica で用いる星表としては，GSC1.1，GSC-ACT，USNO-A2.0，USNO-SA2.0 などが多く用いられている．

　精測位置の精度を向上させるために，できれば，GSC-ACT，USNO-A2.0，USNO-SA2.0 などの星表の使用が好ましい．

　尚，江崎裕介氏のサイト [5] には，門田健一氏作成の，GSC1.1の CD から GSC-ACT のデータを作成するためのバッチファイルが掲載されている．

( 8 - 3 ) 比較星の個数，配置，固有運動

　DOS 版 Astrometrica では，比較星の個数は最大 12 個まで可能である．比較星の個数を N 個とすると，星表のランダムな位置誤差の影響は 1/√N になるので，比較星の個数は多く採って星表のランダムな位置誤差の影響を小さくすることが望ましい．比較星個数は最低 6 個はほしく，8 個以上が望ましい．比較星の配置も目的天体の周囲にバランス良く採るのが理想である．このときの比較星の平均残差は，1 ピクセルの画角が 2 〜 3 秒角台のシステムの場合には，星表の精度や画像の写りが良ければ 0.3 秒角程度以内になるであろう．1 ピクセルの画角がもっと大きなシステムや低空などで画像の写りが悪い場合には，平均残差はもっと大きな値になる．

　時として，複数の比較星の残差が異常に大きくなることがあるが，そのような場合には比較星のうちの 1 つが固有運動の大きい星である可能性が高い．このような場合には，固有運動の大きい 1 つの星を比較星の選択から除外すると残りの比較星残差が正常値まで小さくなる．

（注）比較星の平均残差は，恒星状天体を測定する場合の精度の目安となる数字である．これから精測を開始しようとする観測者は，適当な位置を撮影した画像（彗星を撮らなくてもよい）で恒星の位置測定を試み，比較星の平均残差を確認するとよい．使用した機材で達成可能な精測の精度のレベルを知ることができる．尚，彗星状天体の測定精度は，一般に，比較星の平均残差よりも悪くなる．

（補足）　DOS 版 Astrometrica のWindows XPでの使用

（2005年02月18日）

Windows XP で　DOS 版 Astrometrica を使う場合の起動の一例を示します。

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