Как работает эхолот море

Эхолот, теория и практика эхолокации

Если цену и технические навороты эхолота оставить в стороне, то механизм работы данного устройства выглядит так. Сначала формируется электрический импульс в блоке управления, далее импульс передается на датчик. Затем происходит преобразование электрического импульса в ультразвуковую волну, угол направления которой перпендикулярен поверхности воды. Волна проходит сквозь воду, достигает дна, отражается от него и возвращается назад. В конечном итоге ультразвуковая волна преобразуется назад в электрический импульс и обрабатывается блоком управления. Если на пути волны до дна встретились какие либо препятствия (рыбы, водоросли и т.п.) то информация о них также будет включена в итоговый сигнал, который получит датчик. После обработки сигнала блоком информация выводиться на экран справа в виде столбца. Последовательность таких сигналов и формирует изображение, которое перемещается по экрану справа налево.

Важным моментом в работе любого эхолота является скорость перемещения лодки, при которой он будет корректно отображать ситуацию под водой. Излучатель эхолота не отправит следующий импульс, пока не будет получен предыдущий.

Если учесть то, что в наших краях в основном небольшие глубины, где используются бытовые эхолоты, важным фактором становится скорость обработки сигналов процессором эхолота. Модели современных эхолотов работают на скоростях от 10 до 80 км/ч. Если хотите окунуться в расчеты то вот вам данные. Звуковая волна в воде распространяется со скоростью 1500 м/с. Скорость перемещения в лодке и глубину подставляете и получаете нужную цифру. Кроме быстродействия эхолота обязательно нужно смотреть на его дисплей, точнее на разрешение. Высокое разрешение по вертикали позволяет отображать мелкие объекты и поэтому 160 пикселей (или точек) уже вполне хорошее, а если 300 или 320 то такого точно будет достаточно. Разрешение по горизонтали это по сути история сканирования. Если вы используете эхолот на малых скоростях, то вам будет вполне достаточно и 160 пикселей, для больших скоростей лучше купить эхолот с разрешением по горизонтали 320.

Датчики и углы обзора эхолота

Эхолоты могут быть 1, 2, 3, 4 и 6 лучевые. Также бывают и 3D эхолоты (к примеру эхолоты Humminbird). Количество лучей зависит от типа датчика. Основа любого датчика эхолота это искусственный кристалл циркона свинца или титаната бария. Размер и геометрическая форма кристалла и определяют на каких частотах и со сколькими лучами будет работать датчик. Кроме количества лучей обязательно обратите внимание на пиковую и среднюю (RMS) мощность, частоту работы датчика и угол обзора. От части по пиковой мощности можно узнать максимальную глубину эхолокации. Польза от знания средней мощности так же есть. Чем меньше отношение пиковой и средней мощности тем на более больших скоростях сможет работать эхолот.

Современные эхолоты чаще всего используют частоты 50 и 200 кГц. Частота 50 кГц перекочевала в обычные эхолоты от морских судов. У этой частоты большой угол охвата и большая глубина сканирования, но низкое разрешение и плохое определение малых объектов, а также большая чувствительность к помехам. Датчики с 200 кГц предназначены для малых глубин и больших скоростей, они хорошо определяют мелкие объекты и не так чувствительны к помехам, но у них маленькая глубина сканирования и узкий угол охвата (обзора).

В теории звуковая волна, запущенная датчиком, распространяется в воде во все стороны, но ее распространение не является равномерным, т.к. датчик у нас узконаправленный. Мощность сигнала по центральной оси максимальна, чем дальше от этой оси, тем меньше его мощность и совсем на краях сигнал уже невозможно отличить от помех. Угол охвата принято измерять по уровню -10 дБ, т.е. на периферии мощность сигнала в 10 раз меньше чем на центральной оси. Но не стоит думать, что чем больше угол охвата, тем лучше в любом случае. К примеру глубину эхолот определяет по самой высокой точке дна, которая попала в конус луча. И если у 200 кГц датчика с углом 20 градусов на глубине в 10 метров пятно луча будет диаметром 3,5 метра, а у 60-ти градусного 83 кГц пятно будет уже 11,5 метров. Так вот первый может пропустить яму шириной не более 3,5 метров, а второй уже 11,5 метра. Разница ощутима, не правда ли? Небольшой угол охвата у датчика даст более точную картину дна.

Сегодня эхолоты все чаще используются не для сканирования дна, а для поиска рыбы, они так и называются – рыбопоисковые эхолоты (рекомендуем посмотреть эхолоты Lowrance). И для этих целей чаще всего используют двухлучевые датчики. К примеру датчик с частотой 200 кГц и углом 20 гр. сканирует дно, а 83 кГц и 60 гр. занимается поиском рыбы. Центральная ось у обоих лучей одна. На экране рыбы опознанные разными датчика обозначаются по разному. Опознанные узким лучом символы закрашиваются темным, а широким символы прозрачные. Но двухлучевой эхолот не может точно определить положение рыбы, слева она или справа от лодки. С этим справится уже трехлучевой эхолот. Кроме глубины, на котором определилась рыба будет обозначение L или R.

Для более точного определения местоположения рыбы используются четырехлучевые эхолоты. Они отлично подойдут для троллинга (ловли на дорожку). Но в таком эхолоте лучи находятся не на одной оси. Два луча работают как и у двух лучевых эхолотов, а вот два других сканируют под небольшим углом к центральной оси. Частота боковых датчиков обычно 455 гКц, угол 45 градусов. Экран таких эхолотов разделен на три части. В верхней показывается стандартная информация от двухлучевого датчика, а внизу слева и справа данные от высокочастотных боковых датчиков.

Самую полную информацию даст шестилучевой эхолот или 3D эхолот. У него датчик с шестью независимыми излучателями, угол охвата у каждого 16 градусов. Соседние лучи перекрывают друг друга и итоговый угол равен 53 градусов. Такой эхолот максимально точно показывает рельеф дна и расположение рыбы. На экране отрисовывается трехмерная картинка.

Что отображает эхолот на экране

Эхолот это ни в коем случае не телевизор, хотя что то похожее в них есть. Эхолот работает только в движении (смотрим теорию чуть выше). Если лодка стоит на месте и соответственно датчик неподвижен, то на экране вы увидите прямую линию, т.к. сигнал все время будет один и тот же.

Здесь вы видите экран эхолота Humminbird Matrix12. Практически все эхолоты умеют измерять глубину и эти данные они выводят на экран (45 ft-футов). Также у большинства есть встроенный термосенсор в датчик. Температура измеряется в поверхностном слое (56 F по фаренгейту). Если если еще и GPS датчик, то еще вы увидите и скорость своего перемещения (3,1 mph – мили в час). Напряжение питания выводиться внизу по центру (14.0 V). В правом нижнем углу диапазон глубины (60), он выбирается автоматически или вручную. Числа над символами рыб – это на какой глубине они были обнаружены.

Рельеф дна отрисует достаточно точно любой современный эхолот, а вот структуру дна нет. В этом случае все зависит от экрана и мощности эхолота. Для наших глубин большинству эхолотов вполне хватает мощности, а вот с качеством экрана могут быть проблемы. Для более менее нормального отображения структуры дна будет достаточным разрешение в 240 пикселей по вертикали и 4-х оттенках серого. Самым лучшим будет эхолот с цветным экраном. Цветные эхолоты разные структуры дна окрашивают в разные цвета. Но и у ч/б эхолотов есть методы отображения структуры дна.

• White Line – Белой линией на поверхности выделяются самые сильные сигналы, отделяя тем самым придонные структуры от твердого дна.

• Structure ID – Темным отрисовываются сильные отраженные сигналы, слабые светлым оттенком.

• Inverse – Сильные сигналы наоборот показаны светлым. Помогает определить именно слабые сигналы.

• Black – Отображает твердое дно без придонные структур. Используется для точного определения рельефа дна.

Для точного определения придонных структур, в которых может прятаться рыба (а это каряги, растительность, топляки) необходим уже экран с 300 пикселями по вертикали и 10 оттенками серого. Хорошо если эхолот может определять термоклин (граница водных слове с разной температурой). Термоклин может помочь в поиске рыбы.

Рыба на экране эхолота может отображаться или дугами или символами. Системы идентификации рыб совершенствуются с каждым годом и в основе их лежит главный принцип: у каждой рыбы есть воздушный пузырь, он дает очень сильный отраженный сигнал и по уровню этого сигнала можно достаточно точно определить размер рыбы. Но это только принцип, по факту каждый производитель использует массу параметров для определения типа и размера рыбы. Рыба отображается тремя символами обычно: большая, средняя, мелкая.

Дополнительные функции эхолотов

Эхолот в современном представлении это уже не просто прибор для определения глубины. Сейчас он с легкостью определяет структуру дна, придонную структуру, размеры и типы рыб, температуру воды.

Кроме всего этого эхолоты могут оснащаться дополнительным датчиком бокового обзора. Он показывает данные в стороне от текущего курса судна. Дополнительный беспроводной датчик Смарт Каст показывает рельеф дна и рыбу на расстоянии до 30 метров от стоящей лодки. Он также может использоваться при ловле с берега, т.к. не требует постоянного движения. Дополнительный датчик скорости показывает вашу текущую скорость и измеряет пройденное расстояние. Барометрический датчик – показывает данные о давлении воздух, по которым косвенно можно судить о погоде и прогнозировать ее изменения. GPS навигатор и картплоттер показывают ваше текущее местоположение на подробных картах местности, позволяют сохранять координаты с данными о глубине, траектории вашего движения.

Источник

Эхолоты для морской рыбалки

6 минут Автор: Сергей Елин 0

Морской эхолот – современный прибор, предназначенный для ловли в условиях больших глубин, очень разнообразного донного рельефа и сильных подводных течений. Состоит он из электронного блока с дисплеем и кнопками, и датчика (трансдьюсера), соединенного с блоком влагостойким длинным кабелем. Питание блока и датчика осуществляется специальной аккумуляторной батареей. Транспортировка прибора производится в специальных пластиковых кейсах.

Принцип действия

Работает эхолот для морской ловли по такому же принципу, что и пресноводные аналоги: генерируемые трансдьюсером ультразвуковые волны (лучи) различной частоты и охвата устремляясь вниз и наталкиваясь на препятствия (рыбу, затопленные объекты, дно) отражаются от них. Отраженные сигналы принимаются тем же датчиком и передаются на электронный блок, где после их обработки формируется графическое изображение рельефа дна и наличия одиночной или стайной рыбы.

Важно. Такой способ эхолокации не дает информацию о том, что показанная на экране прибора рыба или ее косяк находится там, в момент ее отображения. Между отражением сигнала от дна, его передачей и обработкой прибором проходит хоть и очень небольшое, равное долям секунды время. Однако при высокой активности и осторожности рыбы его очень часто достаточно, чтобы обитатели подводного царства, настороженные звуком двигателя лодки или его силуэтом, изменили свое местоположение. Поэтому эхолот показывает лишь нахождение рыбы в момент, когда от нее отразился сканирующий луч и не гарантирует ее наличие в этом месте в дальнейшем.

Критерии выбора

При выборе эхолота для морской рыбалки учитываются технические характеристики прибора (величина и четкость экрана, число и количество лучей и т. д.).

Размер и разрешение экрана

Для ловли в условиях больших глубин и пестрого донного рельефа подойдут приборы, оснащённые довольно большими цветными дисплеями с диагональю не менее 5 дюймов и разрешением не менее 400–480 пикселей. Не подходят для морской ловли небольшие эхолоты с черно-белыми монохромными дисплеями с диагональю до 4 дюймов, с низким разрешением и детализацией.

Важно. На больших водных просторах особо ощущается воздействие солнечного света на дисплей. Это является еще одной причиной, почему модели с монохромными черно-белыми экранами в морской рыбалке практически не применяются – на ярком солнце они очень сильно бликуют, не давая возможности оценивать выводимое на них изображение.

Количество, угол и частота сканирующих лучей

В условиях морских глубин используют эхолоты, имеющие не менее 2–3 сканирующих лучей с углом охвата от 20 до 60–900 и с частотой 200, 50 и 83 кГц. Лучи с небольшим углом охвата и частотой 200 кГц используются для детального сканирования рельефа дна на небольших глубинах и при большой скорости движения лодки, в то время как более низкочастотные лучи с большим углом охвата позволяют производить измерять рельеф дна на больших глубинах и обнаруживать находящуюся под лодкой в толще воды рыбу.

Важно. Новинками последних лет стало появление в морских эхолотах лучей с частотой 455 и 800 кГц. В отличие от стандартного конусообразного луча частотой 200 кГц они имеют в пространстве плоскую форму полукруга (дольки лимона), расположенного перпендикулярно движению лодки.

Такая форма и расположение хоть и значительно уменьшают сканируемую прибором площадь, но при этом улучшают детализацию получаемой на дисплее эхолота картинки, повышают точность производимым им измерений.

Максимальная глубина сканирования

Для морской ловли применяют эхолоты, имеющие максимальную глубину сканирования не менее 100–120 метров. Мелководные приборы, предназначенные для сканирования дна на глубинах от 0,5–0,7 до 45–60 метров на море очень быстро окажутся бесполезными.

Мощность трансдьюсера

Сканирование дна морских заливов и открытого моря требует применения эхолотов со средней и пиковой мощностью излучателя не менее 500 и 1000 Вт соответственно.

Приборы с меньшим значением данной характеристики будут неэффективны в очень плотной соленой воде.

Емкость аккумуляторной батареи

Для работы с эхолотами, имеющими энергозатратные цветные экраны, подбирают герметичные гелеевые аккумуляторные батареи 10–12 В с емкостью 7 А/час. Такая батарея должна обеспечивать прибор в режиме непрерывного сканирования на протяжении не менее 5–6 часов.

Наличие дополнительных функций

При рыбалке с лодки на морских просторах также эхолот должен иметь следующие дополнительные функции:

• отображение температуры воды;
• скорость движения лодки;
• GPS-навигатор;
• функция построения карт донного рельефа, маршрутов (треков) передвижения лодки.

Важно. Морской эхолот должен поддерживать такие передовые технологии вертикального и бокового сканирования, как «Down Scan» и «StructureScan». Данные технологии позволяют получать более детализированное и четкое изображение донного рельефа.

ТОП-3 эхолотов для морской рыбалки

Среди наиболее часто применяемых для ловли в морских условиях эхолокационных приборов наиболее популярны следующие модели:

Raymarine Dragonfly-7

Эхолот имеет 7-дюймовый цветной 24-битный дисплей с разрешением 640×480 пикселей. Сканирование дна и поиск рыбы прибор производит при помощи 2 лучей, один из которых объемный конический с частотой 200кГц и углом 250, второй – почти плоский конусообразный с частотой 350 кГц и углом 600. В условиях плотной соленой воды данные лучи способны отрисовывать дно и показывать стоянки рыбы на глубине до 189 м. Для удобства передвижения эхолот оснащен GPS-навигатором, поддерживающим карты Navionics, C-MAP, LightHouse Charts. Обеспечивает питание эхолота стационарная аккумуляторная батарея 12 В.

Покупка такого эхолота обойдется в среднем в 40000–42000 рублей.

Lowrance HOOK-7

Lowrance HOOK-7 – надежный 4-лучевой эхолот, идеально подходящий для морской рыбалки. Сканирование дна производится 2 лучами конической объемной формы с частотой 200 и 83кГц, с углом 200 и 600 и еще двумя, почти плоскими конусообразными лучами с частотой 455 и 800 кГц и углами 570 и 380, соответственно. Результаты эхолокации выводятся на большой и яркий 7-дюймовый цветной дисплей с разрешением 800×480 пикселей. Рабочий диапазон глубин прибора в морской воде составляет от 0,5 до 305 м. К дополнительным функциям, которыми оснащён прибор относится:

• встроенный GPS-навигатор с базовой картой мира;
• технология «Down Scan»;
• датчик температуры воды;
• датчик скорости движения плавсредства;
• функция записи эхограммы TrackBack.

Питание эхолота – аккумуляторная батарея 12 В.

Средняя стоимость такого прибора составляет 55 000 рублей.

Garmin Striker 7SV

Этот мощный 6-лучевой эхолот позволяет производить поиск рыбы на глубинах до 355. Для сканирования прибор использует 6 лучей, 2 из которых имеют объемную коническую форму, частоту 77, 200 кГц и направлены в дно, 2 луча с частотой 455 и 800 кГц имеют плоскую конусообразную форму и направлены вертикально в дно. Оставшихся 2 луча, направленные вправо и влево от лодки, имеют частоту 260, 455, 800 кГц. Рельеф дна, а также сигналы от рыб прибор отображает на 7-дюймовом цветном дисплее с высоким разрешением (800×480 пикселей). Помимо встроенного GPS-навигатора, измерения температуры воды и скорости движения лодки, эхолот поддерживает такие технологии сканирования «DownVü» (нижнее сканирование) и «SideVü» (боковое сканирование). Для обеспечения эхолота энергией применяется аккумуляторная батарея на 12 В. Купить такой прибор можно в среднем за 49 000 рублей.

Таким образом, такие рыболовные приборы, как эхолоты, очень важны не только при ловле в пресноводных водоемах, но и на морских просторах. Однако в отличие от применяемых на речках и озерах эхолотов, к техническим характеристикам и надежности морских приборов предъявляются более высокие требования, обусловленные условиями ловли.

Источник