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Le
temps de réaction
(méthode visuelle)
Dans le cas d'une observation visuelle positive, l'observateur doit
soustraire son temps de réaction
des temps de disparition et de réapparition qu'il obtient. Les
personnes croyant qu'elles sont capables de réagir instantanément
n'ont qu'à faire le test ci-dessous, elles seront surprises !
:)
Il est extrêmement simple de mesurer votre temps de réaction
moyen :
Prenez un chronomètre dont vous cachez la partie affichant les
secondes. Démarrez le chrono et arrêtez-le immédiatement
lorsqu'il se produit un changement de minute. Notez alors la fraction
de seconde affichée dans la partie cachée : vous venez
d'effectuer une mesure de temps de réaction.
Recommencez l'expérience plusieurs dizaines de fois, en notant
chaque valeur trouvée. Ménagez-vous quelques poses pour
ne pas entrer dans un rythme qui vous ferait intégrer la valeur
d'une minute. Lorsque vous aurez effectué au minimum 20 ou 30
mesures, faites-en la moyenne : vous avez déterminer votre
temps de réaction moyen (en général ça
tourne autour de 0.40s).
Calculez l'écart-type (sigma) sur l'ensemble de vos mesures à
l'aide d'une calculette et multiplier le par 2 : vous obtenez l'incertitude
à 2 sigmas sur votre temps de réaction. Cette incertitude
couvre 95% de vos mesures et c'est généralement celle
qu'on utilise en physique.
Vous pouvez donc enfin écrire que votre temps de réaction
est de, par exemple, 0.43 +/- 0.08s.
Dans la pratique, il est évident qu'il peut en être autrement,
notamment si vous êtes anormalement surpris par le phénomène.
Vous serez alors obligé d'estimer un temps de réaction
spécifique, en prenant comme point de départ votre temps
de réaction mesuré. L'incertitude sur ce temps de réaction
sera bien entendu plus grande.
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La
réduction des mesures
Voici quelques éléments concernant la réduction
des mesures dans le cas d'une occultation positive,
pour différentes méthodes. Notez que si vous débutez,
cette réduction ne doit pas vous effrayer : si vous avez acquis
tous les éléments nécessaires au moment de l'observation,
une autre personne pourra ensuite facilement vous aider dans vos premières
réductions.
Méthode visuelle
Après l'observation, vous disposez d'une liste
de temps chrono avec, en face, les événements correspondants
: heure référence, début observation, disparition
étoile, etc. Si votre chronomètre est affecté d'une
dérive non négligeable (que vous avez mesurée),
vous commencez par corriger vos temps chrono de cette dérive,
en évitant de vous tromper de sens :). Ensuite, le plus simple
est de rentrer dans une calculette tous les temps chrono (x) associés
à des références temps (y) et de calculer la droite
de régression correspondante. De cette manière,
vous lisserez les petits écarts des déclenchements chrono
sur les temps absolus et pourrez prédire les temps absolus de
tous les autres événements.
Lorsque chaque événement sera daté, vous n'oublierez
pas de retirer votre temps de réaction
des temps de disparition et de réapparition de l'étoile.
La démarche est évidemment la même pour une observation
visuelle avec tops vocaux. L'idéal est alors de travailler sur
une bande son numérisée, pour déterminer les temps
relatifs sans perte de précision.
TUTORIEL COMPLET DE REDUCTION D'UNE OBSERVATION
VISUELLE (bientôt)
Méthode CCD drift
scan
Après un événement positif, l'observateur dispose
de la trace de l'étoile cible dont un segment est occulté
par l'astéroïde. Il dispose également, en début
et fin d'observation, d'interruptions de la trace qu'il a effectué
en synchronisation avec des temps absolus précis (ou d'une datation
de la trace type Eventaude).
L'exploitation d'une telle trace consiste à produire une courbe
photométrique de l'occultation pour mesurer précisément
les instants qui nous intéressent. Pour cela, on utilise un logiciel
de traitement astro comme Iris ou Prism. On applique une rotation à
la trace pour la rendre horizontale. On retire le niveau du fond de
ciel et on effectue un binning dans la largeur de la trace. On représente
finalement le résultat obtenu sous la forme d'une courbe du flux
en fonction de la position le long de la trace (pour toutes ces étapes,
consultez la page
de Christian Buil sur la manipulation d'un drift scan avec Iris).
C'est sur cette courbe qu'on va repérer les événements.
Attention, une occultation instantanée
ne produit pas une chute immédiate de la courbe du drift scan.
On observe une pente photométrique due au fait que l'image de
l'étoile recouvre plusieurs lignes de pixels sur le CCD. Chaque
ligne du drift scan est en fait la somme des intensités de toutes
les lignes recouvertes par l'étoile. Cette somme est obtenue
après plusieurs poses élémentaires consécutives
(autant que de lignes occupées par l'étoile). Lorsque
l'étoile disparaît, il faut aussi plusieurs décalages
de ligne pour que la trace disparaisse complètement.
La conclusion importante pour notre propos est que ce ne sont ni les
bouts de la trace, ni les zones de pleine intensité de la trace,
qui matérialisent l'occultation.
Les instants précis de disparition et
de réapparition sur la courbe photométrique du drift scan
se situent à mi-hauteur entre les plateaux précédant
et suivant l'événement mesuré. On comprend
tout l'intérêt de l'analyse photométrique de la
trace pour repérer la position exacte de ces instants particuliers
(il en est de même pour les interruptions de calibration).
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Rezia - 2003/03/08
(observation Rondi et al, T60 Pic du Midi) |
Une
fois les positions mesurées pour chaque événement,
on fait de même avec les interruptions de calibration associées
aux temps référence. On calcule enfin les temps absolus
recherchés en utilisant la droite de régression
qui passe par les points de calibration.
TUTORIEL COMPLET DE REDUCTION D'UN DRIFT SCAN
(bientôt).
Cette réduction peut également s'appliquer à un filé
CCD.
Méthode vidéo
Nous allons examiner ici la réduction d'une vidéo dont le
temps est incrusté dans l'image. La datation avec un tel système
se fait généralement au niveau de la trame
(field en anglais), c'est-à-dire
d'une demi-image. Deux trames entrelacées constituent une image
(frame) complète. Dans le système
européen PAL (et dans son équivalent noir et blanc CCIR),
la prise de vue s'effectue à 25 images par seconde, soit 50 trames
par seconde. Si on travaille à la trame près, on atteint
ainsi une précision temporelle de 1/50s (20ms). |
Exemple
de datation d'une trame vidéo à
l'aide d'un incrustateur.
0ccultation par Polyxo le 2004/01/29 (négative sur le site).
L'étoile cible est au centre du champ. L'incrustateur fournit altitude,
latitude, longitude, heure, date et deux champs en millisecondes correspondant
aux instants de début et de fin de pose de la trame en cours (pose
de 20ms). |
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Pour
la réduction, 2 méthodes sont possibles : soit on
examine à l'oeil la vidéo en relevant directement
les temps incrustés des instants qui nous intéressent, soit
on réalise une courbe photométrique
sur laquelle on détermine les temps recherchés.
La première méthode peut suffir pour les disparitions et
réapparitions franches. Elle a l'avantage d'être rapide à
mettre en oeuvre (pas d'acquisition nécessaire), à la condition
que le camescope permette l'accès à toutes les trames.
Sur mon camescope Canon, je visualise les trames en mode image par image.
Dans le sens de lecture normal, je vois les trames paires - dans le sens
de lecture inverse, je vois les trames impaires.
La deuxième méthode est plus précise. Elle sera indispensable
pour mesurer des cas de disparition et réapparition progressives
(diamètre de l'étoile cible), en palier (étoile double),
ou en cas d'occultation rasante. Dans ces conditions, il sera nécessaire
de travailler sur des valeurs précises de flux plutôt que
sur une estimation à l'oeil, la scintillation visible dans un petit
instrument rendant délicate la détermination des instants.
A partir de l'enregistrement, on réalise une acquisition
sur l'ordinateur pour obtenir un AVI. A partir de cet AVI, on génère
une séquence d'images avec un logiciel
de montage vidéo. Cette séquence sera ensuite traitée
avec un logiciel de traitement astronomique (Iris, Prism...) pour sortir
une courbe photométrique du couple étoile cible + astéroïde.
L'analyse pourra se faire sur les images
(25 par sec) ou sur les trames (50 par sec)
pour gagner en résolution temporelle.
TUTORIEL COMPLET DE REDUCTION D'UNE VIDEO
(bientôt)
Note sur l'utilisation de l'incrustateur vidéo de BlackBoxCamera
:
Cet incrustateur vidéo fonctionne avec un GPS 1PPS et date chaque
trame de l'enregistrement à 0.1ms près. 2 champs en millisecondes
séparés par 20ms (une pose élémentaire) s'incrustent
dans chaque trame. Il s'agit des temps exacts de
début et de fin de pose de la trame en cours.
Attention, dans la documentation papier de Simon Blake livrée avec
l'incrustateur, il était question d'ajouter (puis dans une version
plus récente de soustraire) 20ms aux temps de début et de
fin de trame affichés. Ce sont des erreurs ! L'incrustateur a été
testé au cours d'un week-end technique occultations en janvier
2005 sur une étoile artificielle pulsante réalisée
par Bernard Christophe. Le temps GPS 1PPS, utilisé pour la pulsation
de la diode, a été validé à 3µs près,
par comparaison directe sur oscilloscope avec les horloges atomiques de
l'observatoire de Paris. Les datations d'un GPS Garmin 16 incrustées
dans les trames vidéo issues d'une Watec 902H encadrent bien les
temps exacts d'allumage et d'extinction de l'étoile.
A la lecture, si vous voyez les trames individuellement, les deux champs
seront lisibles. Si vous lisez bien toutes les trames, vous constaterez
que les valeurs se suivent d'une trame à l'autre. Vous constaterez
également qu'entre les trames paires et les trames impaires, les
champs de gauche et de droite s'intervertissent (le plus grand à
gauche puis le plus petit à gauche).
Si vous lisez seulement les images, le champ de droite sera brouillé
et celui de gauche lisible (celui-ci est commun aux 2 trames grâce
à l'inversion d'affichage citée ci-dessus). Ce champ indique
le temps milieu de la pose de l'image. On lui retranche donc 20ms pour
avoir le début de la pose de 40ms de l'image (1 image = 2 trames).
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Les
incertitudes
Même
si elles ne sont pas toujours exploitées aujourd'hui (car parfois
totalement fantaisistes), il est nécessaire de fournir une incertitude
pour chacune des mesures données dans le rapport final.
Pour cela, on essaie de déterminer l'incertitude amenée
par chaque élément ou étape de la méthode
utilisée. Evidemment, plus la technique d'observation sera compliquée,
plus la détermination des incertitudes sera difficile, voire
impossible dans certains cas.
L'incertitude globale sur la mesure est la moyenne
quadratique des incertitudes, à savoir la racine de la somme
des carrés des incertitudes.
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La
rédaction du rapport
Une fois l'observation réalisée, l'observateur
doit rédiger un rapport contenant toutes les informations
nécessaires à l'exploitation de ses mesures. Les observations
d'occultations stellaires n'ont effectivement d'intérêt
que si les résultats individuels sont compilés et mis
en perspective les uns avec les autres. Ce rapport doit être envoyé
sur la liste Planoccult
si vous êtes inscrit, ou à Gilles Regheere (gillesregheere@yahoo.fr),
Jan Manek (jan.manek@worldonline.cz) et Eric Frappa  .
Quand doit-on faire un rapport ? Lorsqu'on
a pu observer l'étoile pendant un intervalle de temps qui contient
la prédiction.
Le résultat peut être positif
(l'étoile a été occultée) ou négatif
(l'étoile n'a pas été occultée).
On ne fait pas de rapport si l'observation de l'étoile a échoué
(nuages, problème technique, etc).
Le rapport d'occultation doit faire apparaître les éléments
suivants (les données indispensables sont en gras) :
- Date de l'observation (année/mois/jour)
- Numéro de l'étoile (HIP, TYC...)
- Numéro de l'astéroïde
- Nom de l'astéroïde
- Nom et prénom de l'observateur
- Email de l'observateur
- Lieu de l'observation (ville la plus proche)
- Latitude (dd mm ss.s)
- Longitude (ddd mm ss.s)
- Altitude (m)
- Datum pour les coordonnées (WGS84, carte IGN...)
- Résultat de l'observation (positive ou négative)
- Début de l'observation (S : hh mm ss TU)
- Disparition de l'étoile (D : hh mm ss.ss TU) + temps
de réaction si obs. visuelle
- Réapparition de l'étoile (R : hh mm ss.ss TU)
+ temps de réaction si obs. visuelle
(préciser si le temps de réaction a été
appliqué ou non aux temps D et R)
- Fin de l'observation (E : hh mm ss TU)
- Télescope (type, diamètre, grossissement, monture,
motorisation)
- Base de temps (horloge parlante, pendulette radiopilotée,
GPS 1PPS...)
- Capteur
(oeil, caméra CCD, caméra vidéo...)
- Enregistrement (chronomètre, cassette vidéo,
drift scan...)
- Conditions météo, si particulières (vent,
brume, froid intense...)
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