而大多数人采用的方法，是根据自己所在的经纬度，算好空间站过境的时间（几秒到几分钟不等），然后配合手机或微单进行拍摄，然后啪得到这样一张小光点：

　　稍微进阶一点的，则会采用“凌日凌月”拍摄法，即在空间站飞过太阳或者月亮之前，以这两个天体为背景源，确定一个范围更小的区域。

　　然后等在中心线上，把持着几公斤到几十公斤重的大口径、长焦距望远镜进行长时间的稳定跟踪，直到空间站过月或过日的1秒之内，按下快门拍摄。

　　空间站平均每90分钟就能绕地球一圈。用知名的星空观测模拟工具Stellarium对比一下，相比空间站，金星和火星简直如同“静物”（实时模拟，没有加速）：

　　因此，不仅1秒内拍摄的帧数有限（无法用多帧叠加克服大气抖动）、只能拍到轮廓剪影，甚至很可能因为计算错误而错过拍摄的机会。

　　在这套自动跟踪系统的加持下，望远镜不再是只能在特定几秒钟拍摄几张静态图像，而是持续不断地跟了空间站2分钟。

　　虽然空间站移动速度极快，平均每90分钟就能绕地球一圈，而且高度平均距离地球也就400公里左右，属于肉眼可见的范围，但我们并不能随时观测到它。

　　观测时间指我们能观测到空间站的时机。空间站自身不会发光，只有在每天日落后两小时、或日出前两小时以内，空间站反射的太阳光最亮，才最适合拍摄。

　　只有这两个条件同时满足，我们才有机会在地面观测并拍摄到空间站，但效果也还受天气等因素影响（如图中就是遇到了多云天气）：

　　这种方法有一个缺陷，没办法拍摄非常高清的空间站。由于拍摄时必须靠人工跟踪，因此不能用长焦镜头直接找，否则就像是用显微镜去捕捉一只高速移动的蚂蚁，空间站一不留神就消失在镜头外了。

　　这种方法不需要移动镜头，而是反过来等空间站自己“经过”。但它又面临一些新的问题小火箭全自动油压机怎么用，例如空间站“路过”的时间很短，有时候往往只有几秒钟的时间，很可能抓拍不到；即使抓拍到的镜头，由于无法调整角度等原因，效果也无法保证。

　　这个功能通常只适用于用于追踪日月、行星、恒星等天体由于地球自转而产生的东升西落，毕竟它们移动的速度不快，基本与地球自转同步。但对于像空间站这种高速移动的天体，望远镜自己就追不上了。

　　第三种方法，是利用轨道根数（即轨道参数）跟踪，也就是利用在各种天文网站上（如Heavens-Above等）找到的天体信息，来调整望远镜的跟踪路径，并进行手动修正：

　　目前，大部分天文爱好者都是通过这种方法实现跟踪+微调，网上也已经有一些相对成熟的程序，例如这是用电动经纬仪根据轨道参数跟踪空间站的效果：

　　BUT，你永远不知道这些天文网站更新到底及不及时。有时候空间站临时调整了轨道、但网站没有更新的话，你的程序也就失效了。

　　他一开始的想法，是通过现有的一些软件寻找镜头中的“光点”，基于光学识别方法对目标实施识别和跟踪。

　　然而他在查找合适的程序时却发现，这些程序不是没维护（连Windows版都太古早没法用）、就是更新不及时且系统复杂，或者干脆就是闭源收费。

　　所以，刘博洋最终决定自己上手，写一个光学识别的自动跟踪脚本，手动找到空间站后基于PID控制跟踪。

　　他确实想过用参数+手动微调的方式进行跟踪，包括用摇杆无级控制赤道仪转速，以及用轨道根数进行粗跟、结合游戏手柄无级微调等，但试拍效果并不理想（微调时手不够稳）。

　　于是，他基于PID控制原理，编写了一种光学跟踪的方法。这是一种非常经典的控制算法，PID分别指比例、积分和微分单元，像让2轮机器小车保持平衡，用的就是这种算法。

　　刘博洋之前并没有学过这一知识，但是为了建立一个稳定的自动控制系统，他自然地引入了比例单元（P）和积分单元（I），以使系统的误差减少。

　　刘博洋的望远镜分为视野较大的寻星镜和视野较小的主镜两部分。这套算法的基本目标，就是根据当前空间站在寻星镜中的位置，计算出它偏离主镜视场的幅度，从而调整望远镜跟踪速度，以改正存在的偏离，使空间站落到主镜视场中。

　　利用这个程序，就能让寻星镜快速跟随移动的空间站“光源”，使得空间站总是保持在视野中央。刘博洋试着用激光笔在自己家墙上造了一个匀速移动的亮点，模拟空间站的运动，效果还不错：

　　它能将天文设备的所有配置，比如控制望远镜的对焦器、滤光片的转动、相机的开合都集成在一个单独的软件上，是在天文领域运用非常广泛的软件接口标准：

　　其中，望远镜大约4万元，佳能EOS R5相机租借了两周花费2200元（市价2.5万元），462c相机不到1000元，手柄则是和朋友以物换物拿到的（市价500多元）。

　　3月23日，由于未能及时对焦，自动光学跟踪没能起到作用；3月27日，由于寻星镜视场只有3左右，过小的视野导致初步捕获失败，再次没能进入自动跟踪流程。

　　此时距离中国空间站下次可见过境还有很久。因此，在修复操作问题后（将寻星镜视场增大到15），刘博洋决定，先用即将迎来几次绝佳过境的国际空间站“练练手”。

　　虽然还是有不完美的地方，例如软件崩溃导致寻星镜和主镜的位置校准数据丢失，针对这个问题刘博洋又增加了校准数据记录功能。

　　具体来说，望远镜对空间站的抓捕分为x和y两个轴，在按下catch后，y轴很快就稳稳跟上了目标，x轴则略慢了10秒。

　　在30秒左右时，两个轴都保持在了一个稳定的误差范围内（四个像素左右），这种高精度跟踪持续了一共120秒，完整记录了国际空间站从接近到远离的全流程：

　　最初得到的原始画面大约是100多像素，最终，在经过多帧叠加的超采样处理后，图片的像素提高到了200多像素。

　　在谈到整个项目中最难的一个阶段时，刘博洋印象最深刻的，就是如何让望远镜被Python代码调用：

　　这个专业要求掌握基本的编程技能，但是刘博洋大学时的相关课程，比如计算机概论、数据结构都是低分飘过或者缓考的。

　　这次之所以选择自编代码操控望远镜，除了没有找到现成可用的软件之外，也是想要继续锻炼自己的编程能力。

　　在成功拿国际空间站”练了手“后，刘博洋充满了信心，还在考虑是否要在接下来的捕捉中适当缩小视场，进而提高拍摄的精度。

　　中国空间站的拍摄如果顺利，将在4月21号之前结束，之后，他就要立刻赶往青海，开展新项目：发射一枚装着自己相机的小火箭。

　　再远一些，刘博洋还提到了今年下半年可能会有的神舟系列的火箭、以及实验舱的发射，他到时候会拿着自己的这套跟踪空间站的程序，再去跟拍大火箭。

　　不过随着为国内的航天任务越来越多，我能接触到相关活动的机会也就越来越多，于是航天方面的兴趣也就逐渐发展了起来，到现在已经发展成主要的业余爱好了。