5 Spheres and Coordinates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
5.2 Altitude and Azimuth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5.3 Equatorial Coordinate System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
5.4 Galactic Coordinates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
5.5 Other Minor Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
5.6 Spherical Geometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
6 Catalogues and Constellations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
6.2 Constellations, Asterisms, and Bright Stars . . . . . . . . . . . . . . . . 63
6.3 Catalogues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
6.4 Databases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
7 The Astronomical Detector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
7.1 The Detector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
7.2 Noise and Uncertainty in CCD and CMOS . . . . . . . . . . . . . . . 78
7.3 Binning and Subframing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
7.4 The FITS File Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
7.5 Calibration Frames . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
7.5.1 Practical 1: The Bias and Dark Frames . . . . . . . . . . . . 88
7.5.2 Practical 2: Flat Frames . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
7.6 Linearity of CCD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
7.6.1 Practical 3: Measuring CCD Linearity . . . . . . . . . . . . . 94
7.7 Bad Pixels and Cosmic Rays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
7.7.1 Practical 4: Bad Pixels and Cosmic Rays . . . . . . . . . . . 96
7.8 Gain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
7.8.1 Practical 5: Measuring Camera Gain . . . . . . . . . . . . . . 97
7.9 Saturation, Blooming, and Other Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
7.10 DLSR Astrophotography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
7.11 File Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
8 Imaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
8.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
8.2 Planning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
8.3 In-Dome Pre-observation Preparation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
8.3.1 Calibration Frames . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
8.3.2 Pointing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
8.3.3 Focusing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
8.4 Guiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
8.5 Target-Specific Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
8.5.1 Imaging Open Clusters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
8.5.2 Imaging Globular Clusters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
8.5.3 Imaging Galaxies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
8.5.4 Planetary, Emission, and Dark Nebulae . . . . . . . . . . . . 121
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Contents
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
5.2 Altitude and Azimuth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5.3 Equatorial Coordinate System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
5.4 Galactic Coordinates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
5.5 Other Minor Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
5.6 Spherical Geometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
6 Catalogues and Constellations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
6.2 Constellations, Asterisms, and Bright Stars . . . . . . . . . . . . . . . . 63
6.3 Catalogues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
6.4 Databases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
7 The Astronomical Detector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
7.1 The Detector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
7.2 Noise and Uncertainty in CCD and CMOS . . . . . . . . . . . . . . . 78
7.3 Binning and Subframing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
7.4 The FITS File Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
7.5 Calibration Frames . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
7.5.1 Practical 1: The Bias and Dark Frames . . . . . . . . . . . . 88
7.5.2 Practical 2: Flat Frames . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
7.6 Linearity of CCD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
7.6.1 Practical 3: Measuring CCD Linearity . . . . . . . . . . . . . 94
7.7 Bad Pixels and Cosmic Rays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
7.7.1 Practical 4: Bad Pixels and Cosmic Rays . . . . . . . . . . . 96
7.8 Gain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
7.8.1 Practical 5: Measuring Camera Gain . . . . . . . . . . . . . . 97
7.9 Saturation, Blooming, and Other Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
7.10 DLSR Astrophotography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
7.11 File Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
8 Imaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
8.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
8.2 Planning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
8.3 In-Dome Pre-observation Preparation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
8.3.1 Calibration Frames . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
8.3.2 Pointing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
8.3.3 Focusing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
8.4 Guiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
8.5 Target-Specific Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
8.5.1 Imaging Open Clusters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
8.5.2 Imaging Globular Clusters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
8.5.3 Imaging Galaxies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
8.5.4 Planetary, Emission, and Dark Nebulae . . . . . . . . . . . . 121
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