Евстратов Валерий Александрович. Эхолоты и GPS навигаторы

   Преобразователи должны крепиться горизонтально перед винтом, килем и любыми выступами, которые могут быть причиной образования пузырьков воздуха. Если поверхность днища наклонная, преобразователь ставят с помощью горизонтирующих прокладок. Для больших бронзовых преобразователей выпускаются специальные обтекатели (рис. 7).
 

 
   Рис. 7. Обтекатель для бронзового преобразователя

Эксплуатация эхолота

   Отображаемая информация
   Современный рыбопоисковый эхолот может получать и отображать самую разнообразную информацию о состоянии водной толщи и находящихся в ней объектах. Ниже перечислено то, что можно увидеть на экране дисплея (рис. 8).
 

 
   Рис. 8. Изображение на экране эхолота
   Управление эхолотом
   Управление эхолотом осуществляется с помощью нескольких кнопок и экранных меню (рис. 9).
 

 
   Рис. 9. Органы управления эхолота
 

 
   Рис. 10. Панель управления и информация на экране
   В верхнем левом углу экрана (рис. 10) можно видеть панель управления и различную информацию, в том числе глубину напряжение источника питания, температуру воды и скорость движения (при наличии соответствующих датчиков). В правой части экрана находится линейка шкалы глубин и функция «Луч». Символы сигнализации или системных сообщений представлены под изображением дна.
   Теперь познакомимся с основным опциями экрана, с помощью которых осуществляется управление работой эхолота.
   Панель управления
   Это меню (рис. 11), дающее доступ к установкам, наиболее часто используемым в работе эхолота – к шкале глубин (Depth Range), масштабирования (Zoom) и чувствительности/усиления (Gain). Для этого на панели управления кнопками-стрелками < и >»передвигают курсор (белое поле) на нужную опцию. Выбор желаемой установки осуществляется стрелками «^и V».
   Шкала глубин (Range) Шкала глубин (рис. 11) необходима для установки и просмотра на экране определенных участков толщи воды. Установка осуществляется курсором на раскрывающемся в левой части экрана меню глубин. Впрочем, прибор может автоматически выбирать шкалу, соответствующую глубине под судном в настоящий момент и изменять ее при движении судна – для этого достаточно установить курсор шкалы глубин на «Auto» и нажать «Enter».
 

 
   Рис. 11. Меню панели управления
   Масштаб (Zoom)
   Функция «Масштаб» используется для выбора степени увеличения изображения отдельных интересующих участков на экране. Функция «Масштаб» позволяет увеличить все объекты в выбранном диапазоне глубин. Величина масштаба устанавливается в раскрывающемся меню. После установки экран делится на две части, на одной из которых ведется полномасштабный просмотр, а в другом – только выбранный участок в установленном масштабе (рис. 12).
   Усиление, чувствительность (Gain) Ранее уже говорилось о влиянии чувствительности на эффективность работы эхолота. Высокая чувствительность позволяет получать большое количество деталей, но может привести к появлению шумов в виде засветки экрана и к приему отражений от предметов, расположенных в стороне от судна боковыми лепестками, Поэтому во всех приборах имеются органы для ее регулировки. В данном приборе чувствительность устанавливается стрелками в раскрывающемся окне GAIN (рис. 13).
 

 
   Рис. 12. Функция «масштаб» на экране эхолота
 

 
   Рис. 13 . Установка чувствительности эхолота
   По умолчанию в эхолоте устанавливается нормальный уровень чувствительности, соответствующий положению Normal Gain на шкале в левой части экрана. При необходимости получить большее количество деталей следует увеличивать чувствительность, выбирая на шкале положительные значения настроек, при необходимости уменьшения чувствительности следует выбирать отрицательные значения.
   Меню установок содержит также настройки эхолота, которые не требуют частых регулировок. Сюда входят настройки «Изображение»(Chart), «Инструменты» (Tools), «Цифры» (Nambers), «Сигнализация» (Alarm), «Системные настройки» (System), «Калибровка» (Calibr), «Единицы измерения» (Units) и «Управление памятью» (Memory), «Символ рыбы» (Fish Symbols). Если эхолот двухчастотный, то в состав меню войдет еще и установка частоты. Рассмотрим некоторые из них.
   Изображение (Chart)
   Данная настройка устанавливает скорость прокрутки, т.е. скорость обновления информации на экране. Осуществляется это с помощью функции Scroll Speed, позволяющей выбрать одну из трех скоростей – быструю (Fast), среднюю (Medium) и медленную (Slow) в соответствии с условиями работы.
   Частота (Frequency)
   Эта позиция меню предназначена для выбора частоты излучения – высокой частоты 200 кГц (устанавливается по умолчанию), низкой частоты 50 кГц или обоих сразу.
   Символы рыбы (FishSymbols)
   Эта установка позволяет пользователю выбирать отображать подводные объекты в виде символов-рыбок, либо в виде отраженных сигналов (дуг). Выбор осуществляется в раскрывающемся меню с символами рыб и позицией «Off» – выключить. В этой позиции на экран эхолота будут выводиться все принятые отраженные сигналы. При выборе любого символа при обнаружении любого объекта на экране будут появляться только символы рыб. Если эхолот будет работать в двухчастотном режиме, то рыбы, облучаемые узким лучом, будут черными, а облучаемые только широким лучом – белыми.
   Белая линия (Whiteline)
   Функция Whiteline позволяет определять структуру слоев породы, составляющих дно. Если при выключенной функции дно отображается черным цветом, то при включении этой функции дно будет рисоваться в соответствии с плотностью его слоев оттенками черного и серого цветов.
   Инструменты (Tools)
   Функция Tools имеет четыре набора инструментов – «Линия глубины» (Depth Line), «Луч» (Flasher), «Имитатор» (Simulator) и «Шумоподавитель» (Noise Reject), помогающих распознавать подводные объекты.
   Инструмент Depth Line используется для определения глубины до объекта или для его выделения. Представляет горизонтальную линию, управляемую кнопками-стрелками. Положение линии на оси глубин в цифровой форме отображается в информационном окне на экране.
   Активированный инструмент «Flasher» (Луч) создает изображение на вертикальной полосе. Этот инструмент позволяет яснее представлять на экране детали водной толщи и поверхности дна.
   Функция «Noise Reject» (Шумоподавление) позволяет удалять с экрана нежелательные помехи. Установка режима шумоподавления может осуществляться автоматически и вручную. Следует иметь в виду, что при высоких уровнях подавления может быть потеряна часть малых объектов.
   Инструмент «Simulator» используют для изучения эхолота и отработки навыков работы с ним.
   Сигнализация об обнаружении рыбы (Alarm) Эхолот может подавать звуковые сигналы об обнаружении рыбы. Сигнализация может быть настроена на обнаружение различных по размеру рыб (маленькая, средняя, большая и в различных вариантах). Сигнализация будет работать независимо от включения функции Fish Symbols.
   Помимо этого эхолот может подавать сигналы тревоги при изменении измеряемой глубины меньше заданного значения или при превышении его.

Изображение на экране

   Для работы с эхолотом очень важно понимать, что мы можем реально видеть на экране и не ожидать большего, чем он может дать. Чтобы разобраться во всем этом, вспомним, с чего мы начали наше знакомство с эхолокацией – со способа излучения и приема.
   Как уже кратко отмечалось в главе «Устройство и характеристика эхолотов», преобразователь эхолота излучает звуковые волны в направлении дна. Область, покрываемая излучением, условно описывается конусом с вершиной в излучателе и зависит от величины этого угла и глубины водоема. На рисунке 5 показаны сечения конусов плоскостями на разных глубинах для преобразователей с частотой 50 кГц и углом конуса 20°, и с частотой 200 кГц и углом конуса 10°. При использовании таких преобразователей поверхности покрытия на глубине 9 м будут представлять соответственно круг диаметром 6 и 1,8 м.
   Для пользователя очень важно понимать, что в соответствии с принципом действия эхолот измеряет только одну координату – глубину, и поэтому не может давать пространственную картину водного пространства в конусе излучения (рис. 14). Прибор не может определить, где в пределах конуса находится рыба, где водоросли, а только лишь сообщает, что они находятся на одной глубине. Особенно важно помнить об этом при использовании преобразователей с широкими диаграммами направленности.
   Распознавание типа дна
   Эхолот может распознавать тип дна под ним – твердый грунт, ил, водоросли. Твердые породы лучше отражают звуковые волны, чем мягкий ил или песок. Слой твердого дна будет показан на экране более широкой полосой, чем у мягкого дна.
   Для улучшения распознавания сильных и слабых сигналов в эхолотах существует функция White Line – «Белая линия» (в ряде случаев используется термин «серая линия»). При включении этой функции дно отображается оттенками черного и серого цвета. Например, ил на дне дает слабый отраженный сигнал, который отображается на экране с тонкой серой окантовкой, а изображение твердого дна изображается с широкой серой окантовкой (рис. 15).
 

 
   Рис. 14. Картина в конусе излучения
 

 
   Рис. 15. Изображение дна на экране при использовании функции «белая линия»
   Функция «Белая линия» позволяет определить структуру слоев пород, составляющих дно. Получая сведения о сравнительной плотности этих слоев, можно точнее определить их структуру (рис. 16).
   Наблюдение за рыбой
   При правильно установленном преобразователе и должной настройке эхолота рыба будет отображаться на экране в виде дуг (рис. 17). Такое изображение получается из-за изменения расстояния до рыбы при ее прохождении через конус излучения. При пересечении границы конуса расстояние от нее до преобразователя будет максимальным.
 

 
   Рис. 16. Структура дна при использовании функции «белая линия»
   По мере подходу к оси конуса расстояние будет уменьшаться, что будет отображаться на экране. После прохождения оси расстояние до рыбы начнет увеличиваться, в результате чего на движущейся развертке экрана появится изображение дуги.
   Размер и кривизна дуги зависит от ширины диаграммы направленности преобразователя. Чем шире конус излучения, тем более ярко выражена дуга.
   При вхождении рыбы в конус излучения ее изображение будет тонким из-за ослабления мощности на краях диаграммы. При ее приближении к центру толщина дуги будет увеличиваться и, в центре диаграммы станет наибольшей. При выходе рыбы из зоны излучения картина будет изменяться в обратном порядке – уменьшаться.
   Если рыба проходит по краю конуса, то дуги может не получиться или она будет очень небольшой. Наличие в эхолотах функции Fish Symbols позволяет отображать принятые сигналы в виде символов – «рыбок» различных размеров. Эта функция может использоваться только при работе эхолота в автоматическом режиме. При включенной функции Fish Symbols отображает только символы, не выводя на экран никакие другие отметки.
 

 
   Рис. 17. Изображение рыбы в виде дуг
   Ряд моделей рыбопоисковых эхолотов имеют возможность подключения датчиков бокового обзора. В этом случае они могут вести обнаружение рыбы не только под судном, но и по обеим сторонам от него.

Что дает эхолот рыбаку

   Ответ на этот вопрос, казалось бы, весьма прост – эхолот ищет и находит рыбу, и это является его основным предназначением. Однако однозначность этого ответа может казаться абсолютно справедливой только начинающему рыболову. Каждый мало-мальски грамотный рыбак знает, что рыба не распределяется равномерно по пространству водоемов, а собирается в определенных местах, определяемых рельефом дна, резкими изменениями глубин и даже перепадами температур между слоями воды. Интерес могут представлять коряги, камни, ямы, растительность. Иными словами, рыба не только ищет, где глубже, но и где ей лучше ночевать, охотиться, маскироваться, кормиться. Поэтому первостепенная задача эхолота – это определение глубин водоема и изучение рельефа дна.
   Результаты измерения глубины на экране эхолота осуществляются двумя способами – в графической форме (отображение рельефа дна на фоне шкалы глубин) и в цифровой форме в углу экрана. Следует иметь в виду, что при работе эхолота на предельно малых глубинах могут возникнуть проблемы с измерениями, связанными, в первую очередь, с наличием у любого эхолота «мертвой зоны», а также наличием сильных отражений от находящихся вне конуса излучения предметов и участков дна, облучаемых боковыми лепестками диаграммы. Такие помехи особенно заметны в эхолотах, не имеющих автоматической регулировки усиления.
   Отображение рельефа дна
   При измерении глубины вдоль правой границы экрана отображается в виде точки текущее значение измеряемой глубины. Для обеспечения возможности наблюдения за рельефом эта точка сохраняется на экране и сдвигается по нему справа налево на один шаг, а ее место занимает новая точка, соответствующая очередному отсчету глубины. Затем происходит следующий сдвиг – так запоминается каждая последующая точка через промежутки времени, равные периоду следования зондирующих ультразвуковых импульсов. В результате на экране появляется линия, являющаяся отображением рельефа дна. Следует особо отметить, что полученная линия отображает рельеф на пути, уже пройденным судном, что следует учитывать при выборе позиции для ловли.
   Следует также иметь в виду, что текущее значение глубины под судном отображается на шкале на правой стороне экрана. Это значение повторяется так же на экране и в цифровой форме.
   Если судно неподвижно, то глубина под ним не меняется и, следовательно, линия будет прямой и горизонтальной (рис. 18).
   При движении судна над неровным дном отметка глубины в правом углу экрана будет менять свое положение соответственно изменению глубины под датчиком эхолота. При уменьшении глубины каждая последующая точка будет располагаться выше предыдущей, при увеличении глубины – ниже предыдущей (рис. 19). В результате на экране появляется линия, повторяющая рельеф дна на пути следования судна.
 

 
   Рис. 18. Изображение на экране при неподвижном судне
 

 
   Рис. 19. Изображение рельефа дна на экране при движении судна
   Для рыбака наибольший интерес представляют самые различные неоднородности рельефа дна, так как на них чаще всего ловиться рыба. Это могут быть песчаные «косы», намываемые течением с внутренней стороны на повороте реки (рис. 20), и резкие переходы на подмытых течением внешних берегах (рис. 21). Места с такими резкими переходами должны интересовать рыбака, т.к. на них может находиться крупная рыба.
 

 
   Рис. 20. Изображение на экране песчаной косы
 

 
   Рис. 21. Изображение на экране внешнего берега при повороте реки
   На озерах Карелии и Белом море часто встречаются подводные скалы самых разных размеров – небольшие «луды и корги» (рис. 22), и обширные галечные либо каменистые «банки» – любимые места крупной хищной рыбы. Недаром профессиональный лов рыбы в море ведется, в основном, на банках. Автору этих строк как-то довелось на одной луде в Белом море в компании двух приятелей за каких-то 20 минут наловить на голые крючки ведро трески.
 

 
   Рис. 22. Изображение на экране подводных скал
 

 
   Рис. 23. Изображение на экране подводных ям
   Еще один предмет поиска для рыбака – это ямы, в которых может находиться крупная хищная рыба (рис. 23).
   Вообще, любые резкие изменения глубин привлекают рыбу и позволяют надеяться на ее обнаружение на данных участках. При ведении поиска с использованием эхолота следует искать участки, отличающиеся от преобладающего рельефа дна. На мелких участках нужно искать впадины и ямы, на глубоких участках – гребни, косы, луды, перекаты, на изрезанных участках – ровные площадки.
 

 
   Рис. 24. Изображение на экране грунтов различной плотности
   Еще один важный показатель, позволяющий определить перспективность того или иного участка для лова рыбы – структура дна. Структура дна говорит о том, из каких грунтов состоит дно – глина, песок, ил, скала или галька. С помощью эхолота точно распознать тип грунта невозможно, можно только различать его по плотности. На экране эхолота плотный грунт (глина, камень) отображается светлым тоном, а мягкие грунты – темным (рис. 24). По наличию ила и растительности можно судить о том, какая рыба может водиться на данном участке.
   Большой интерес для рыбака представляют коряги или затонувшие стволы деревьев, около которых с большой степенью вероятности можно обнаружить рыбу. Они отличаются по плотности от грунта и обычно хорошо видны на экране эхолота (рис. 25). Такие предметы целесообразно запоминать в памяти приемника GPS, т.к. их повторное обнаружение осуществить намного сложнее, чем косу или перекат. То же самое относится и к другим относительно малоразмерным объектам – лудам, ямам и т.п.
 

 
   Рис. 25. Изображение на экране коряги или ствола дерева
   Отображение рыбы
   Ранее уже упоминалось, что на экране эхолота рыба отображается в виде дуг. Это происходит из-за того, что при прохождении рыбы через конус излучения расстояние от нее до преобразователя меняется – сначала оно уменьшается, а затем увеличивается снова. Поскольку по мере удаления от оси диаграммы направленности преобразователя энергия излучения убывает, то при прохождении рыбы через облучаемую зону толщина дуги изменяется – сначала она увеличивается, затем снова уменьшается. Размер дуги зависит, прежде всего, от ширины конуса излучения – чем шире конус, тем длиннее дуга (рис. 26), а также от скорости движения рыбы относительно судна. Чем выше эта скорость, тем слабее и бледнее эта дуга. Поэтому, при поиске рыбы с катера на ходу, получив на экране слабые дуги, стоит вернуться и на малой скорости пройти это место.
   На форму дуги могут влиять и характерные особенности рыбы, позволяя, при наличии опыта, с некоторой вероятностью, определять вид рыбы, хотя не все опытные рыбаки разделяют эту точку зрения. Возможно, и проводились какие-либо теоретические и экспериментальные работы по распознаванию видов рыб с использованием эхолотов в интересах промыслового рыболовства, но мне такие материалы не встречались. Да и задачи обнаружения и распознавания профессионала и рыбака-любителя совершенно разные.
 

 
   Рис. 26. Принцип образования дуги
   В некоторых моделях эхолотов с цветным экраном (например, в эхолотах Garmin) отраженные сигналы окрашиваются различным цветом в зависимости от уровня их мощности. Красным цветом обозначаются самые мощные сигналы, оранжевым – сильные, желтым – средние, зеленым – слабые и синим – самые слабые. В монохромных версиях тех же эхолотов уровни принимаемых сигналов обозначаются Оттенками серого цвета – чем сильнее сигналы, тем темнее его отметка, и наоборот.
   Обобщая имеющиеся в прессе материалы по распознаванию рыбы и результаты опроса среди пользователей эхолотов, можно сделать следующие предположения.
   Многие представляют щуку как смещенную в один конец толстую дугу, сома – как одинокую толстую дугу. Некоторые виды рыб изображаются на экране эхолота в виде нескольких тонких дуг – например, судак или лещ. Однако, при отсутствии каких-либо экспериментальных данных достоверность этих оценок невелика.
   Поскольку однозначно распознать рыбу невозможно, то для повышения достоверности оценки необходимо одновременно сопоставлять полученную дугу с рельефом и структурой дна, характерным для обитания тех или иных видов рыб. Такая работа требует большого опыта работы с эхолотом, понимания характерных особенностей, повадок и привычек различных рыб.
   Для облегчения обнаружения и распознавания для рыбаков с малым опытом в большинстве любительских эхолотов имеется функция отображения обнаруженной рыбы в виде символов – «рыбок» различных размеров. Они формируются путем анализа по определенным алгоритмам мощности отраженных от подводных объектов сигналов. В большинстве эхолотов используются три градации размеров – мелкая, средняя и крупная, обозначаемые соответствующими символами (рис. 27).
 

 
   Рис. 27. Отображение эхо-сигналов в виде символов – «рыбок»
 

 
   Рис. 28. Изображение символов на экране двухлучевых эхолотов
   Однако не следует считать, что, включив режим автоматического распознавания, можно будет получить от эхолота достоверную информацию о размере рыбы – автомат, он и есть автомат, вырабатывающий по уровню мощности отраженных сигналов символы установленных размеров. Уровень мощности отраженных сигналов зависит от множества факторов – от степени загрязнения воды, от наличия в ней планктона, растительности, температурных перепадов, которые эхолот не учитывает при анализе принимаемых сигналов. Помимо этого, прибор не различает всех тонких нюансов отраженных сигналов, которые легко распознает глаз человека, поэтому он может присваивать символы рыб дрейфующим в воде топлякам, воздушным пузырям, водорослям.
   Символы в монохромных эхолотах обычно окрашены в черный цвет. В двухлучевых эхолотах символы рыб, полученные узким лучом, будут закрашены, а полученные широким лучом – будут обозначены в виде контура (рис. 28).
   Еще одна проблема автоматического распознавания заключается в невозможности определения размера рыб, обозначаемых самым крупным символом – он может быть присвоен и килограммовому окуню, и сому весом несколько десятков килограммов.
   Для распознавания крупных экземпляров рыб в некоторых современных эхолотах имеется функция реального сканирования. Приборы, оснащенные такой функцией, выдают на экран изображение рыбы, пропорционально ее истинному размеру (рис. 29). Имея шкалу глубин, можно достаточно легко определить размер рыбы.
   В заключение рассуждений на тему автоматического распознавания следует отметить, что самым лучшим устройством для этого пока еще является человеческий глаз и мозг – недаром в профессиональных эхолотах на экран выводятся только отображения реальных сигналов.
   Масштабирование
   Масштабирование является весьма эффективным приемом для наблюдения за рыбой. Сущность масштабирования заключается в увеличении (растягивании) отдельных выделенных по глубине участков в несколько раз обычно в два и в четыре раза. Для осуществления этой операции в эхолотах существует функция «ZOOM» (масштаб). Картину с измененным масштабом можно рассматривать на полном экране, а также в режиме с разделенным экраном, когда на одной половине экрана будет полномасштабное изображение, а на второй половине – увеличенный вдвое или в четыре раза выбранный участок изображения (рис. 30), что очень удобно для просмотра интересующих мест – покрытых растительностью, коряг, ям.
 

 
   Рис. 29. Изображение символов на экране эхолотов, имеющих функцию реального сканирования
   В эхолотах существует еще одна интересная функция, которую так же можно отнести к автоматическому распознаванию – функция «Alarm» (сигнализация), позволяющая подавать звуковые сигналы при наступлении каких-то заранее установленных событий. Такими событиями могут быть:
   – Появление на экране изображения рыбы определенного размера;
   – При вхождении в район со слишком малой глубиной, либо со слишком большой;
   При выходе из заданного диапазона глубин («Дрейф»).
 

 
   Рис. 30. Изменение размера разделенного экрана эхолота
   Для более внимательного изучения изображения отраженных сигналов в некоторых моделях эхолотов существует функция остановки изображений («Режим паузы»). В этом режиме активизируется стрелка-курсор, который можно перемещать по остановившейся картинке и отмечать путевые точки (если к эхолоту подключен приемник GPS), а также глубину и координаты отмеченных курсором отметок отраженных сигналов (рис. 31). Функция паузы облегчает поиск таких объектов, как сваи, камни, коряги, которые могут оказаться полезными при выборе места для рыбалки.