Особенности регистрации эхо-сигналов рыболокаторов вертикального действия

При оценке и анализе эхограмм рыболокаторов вертикального действия должны учитываться значительная разница в вертикальном и горизонтальном масштабах регион рации и большое влияние на горизонтальный масштаб регистрации скорости перемещения бумажной ленты и скорости хода судна.

При обычной эксплуатационной скорости судна вертикальный масштаб регистрации во много раз (в 20 раз и более) больше горизонтального, что приводит к искажениям относительных размеров и форм зарегистрированных скоплений рыбы. В связи с этим реальные очертания скоплений сильно отличаются от получаемых записей их на самописце часто описываемых эксплуатационниками как "кометы", "перья" и др. Эти характеристики записей, часто используемые для идентификации и классификации показаний, не всегда можно сравнивать, если они получены на различных судах с помощью различных типов рыболокаторов и не оговариваются условия работы. Значительные различия в масштабах регистрации часто вызывают сомнения в оценке реального наклона дна, особенно у неопытных операторов.

Рыболокаторы вертикального действия на устройствах воспроизведения фиксируют эхо-сигналы не только от отдельных рыб и их скоплений, но и от других объектов и предметов в воде: морского дна, судов, скал, губки, планктона, температурных градиентов и т. д. Эхо-сигналы, отраженные от нерыбных объектов, могут затруднять расшифровку показаний приборов. Однако иногда они дают полезную для промысла информацию.

При поиске донных и придонных скоплений часто важны данные о глубине места и рельефе дна в районе лова.

При вертикальной локации верхняя кромка отметок эхо-сигналов от грунта и верхняя граница изображения эхо-сигналов от скопления на ленте самописца являются результатами регистрации отраженных сигналов от ближайших к антенне точек дна и рыбы. При неровном дне и особенно широкой характеристике направленности аппаратуры самая близкая точка дна может быть не под судном, а в стороне от него - в зоне крайних лучей ультразвукового пучка, это и обусловливает несоответствие между истинным рельефом дна и записью его на эхограмме. При попадании значительных выступов грунта в зону крайних лучей акустического пучка могут появляться слабые отраженные сигналы, записи которых на ленте рыболокатора очень напоминают записи эхо-сигналов от рыбы.

В основном же дополнительные эхо-сигналы от неровностей дна фиксируются на фоне основных эхо-сигналов от грунта и ниже их, увеличивая продолжительность донных эхо-сигналов, что в ряде случаев облегчает оценку характера грунта [25, 57]. Кроме информации о глубине места и рельефе грунта при вертикальной локации получают другие сведения о морском дне (степень ровности грунта и его характер - мягкий или твердый). Эхо-сигналы от "мягкого" дна являются более слабыми и на эхограмме имеют вид менее ярких отметок, чем эхо-сигналы от твердого скалистого дна. Ширина трассы также зависит от глубины, чувствительности аппаратуры (коэффициента усиления), излучаемой мощности (если она может изменяться), рабочей частоты и других параметров (если они могут изменяться в процессе эксплуатации), поэтому требуются определенный опыт и тренировка в оценке характера грунта по получаемым эхограммам.

Трасса отметок эхо-сигналов от ровной плоской поверхности дна обычно является более узкой, чем от наклонной или неровной поверхности. Расширение трассы при наклонной или неровной поверхности обусловлено приемом эхо-сигналов от боковых лучей характеристики направленности и будет большим при работе с широкими характеристиками направленности антенны. В случае песчаного дна верхняя кромка записи регистрируется четко, ширина отметок и трассы небольшая. Еще более четкая и яркая верхняя кромка записи наблюдается в районах с каменистым плиточным дном. При этом на экране электронного индикатора с амплитудной отметкой эхо-сигнал воспроизводится в виде большого по амплитуде всплеска, широкого и ровного в верхней части и быстро сужающегося книзу. При лоцировании илистых грунтов эхотрассы от них будут более широкими вследствие большего проникновения звука в их толщу. Подобное явление наблюдается и в местах скопления губки, водорослей. В случае неровного дна или илистого грунта амплитуда всплеска на экране индикатора убывает медленно [33].

В связи с тем, что каменистый, песчаный, илистый, плоский или неровные грунты по-разному отражают, рассеивают или поглощают падающую на них акустическую энергию, можно по получаемым эхограммам и показаниям электронных индикаторов определять характер грунта и его состав, что особенно важно при ведении донного промысла рыбы и других объектов лова.

Неплохими возможностями по различению структуры и характера грунта обладает устройство, состоящее из диода, резисторов и конденсаторов и подключаемое между выходом приемного тракта рыболокатора и регистратором эхо-сигналов (рис. 44) [55]. Оптимальные возможности различения обеспечиваются при емкости конденсаторов C₁ и С₂ по 0,1 мкФ, сопротивлении резисторов R₁ и R₂ по 1000 Ом и переменного резистора R₃ - 25 кОм. Резистор R₃ служит для оперативной регулировки устройства в зависимости от конкретных условий работы аппаратуры. Выходное напряжение устройства, выделяемое на резисторе R₄, усиливается транзисторным каскадом на T₁ и подается на регистратор рыболокатора. Указанное устройство введено в рыболокаторы ЕКО-1500СС и ЕКО-1600СС фирмы "Эколит" (США).

Рис. 44. Схема устройства различения эхо-сигналов

Некоторые типы мощных низкочастотных рыболокаторов вертикального действия позволяют получать также запись слоев донных осадков, что иногда используется для нахождения слоев илистого грунта (мест обитания креветки). В данном случае целесообразно использование раздельных регуляторов усиления для записи эхо-сигналов от рыбы и донных эхо-сигналов.

При работе в мелководных районах обычно регистрируется несколько отражений от дна. При повторной записи донных отметок изменения глубины фиксируются в удвоенном масштабе, поэтому мелкие неровности на эхограмме выглядят крупнее, чем на основной записи контура грунта. Повторные записи помогают и при оценке характера дна по разности в интенсивности записей основного и последующих отражений.

При наклонном дне зарегистрированная глубина места под килем судна будет меньше фактической. Если установленный диапазон самописца меньше действительной глубины (может быть при поиске рыбы в случае нахождения ее на небольших отстояниях от поверхности воды или неправильной установке диапазона записи), на ленте самописца могут фиксироваться отметки эхо-сигналов от дна при втором или последующих оборотах пишущего электрода (или при следующих развертках времени регистратора). Это связано с тем, что перо возвращается к нулевому положению прежде, чем будут приняты эхо-сигналы от грунта, поэтому они фиксируются во время следующей развертки времени.

Такие записи "теней" дна часто приводили к неправильным выводам об обнаружении ранее неизвестных мелководных банок или больших концентраций рыбы (при дальнейших исследованиях эти выводы не подтверждались).

Подобные "ложные" записи донных эхо-сигналов часто появляются и при приеме повторных отражений от грунта, особенно в случае использования регистраторов с двумя или тремя пишущими электродами, (т. е. с малым обратным ходом). Проверка таких донных эхо-сигналов может быть проведена, например, переключением регистратора на другой, близкий диапазон записи.

Регистрация рыболокаторами вертикального действия слоя температурного скачка в ряде случаев может служить источником полезной для промысла информации. Это связано с тем, что есть пелагические рыбы, которые обитают над слоем скачка, некоторые наиболее часто встречаются в слое скачка, и есть рыбы, обитающие главным образом ниже слоя скачка (на больших глубинах). Таким образом, информация о глубине залегания слоя скачка и его протяженности может использоваться для выбора глубины установки ярусов (например, для лова тунцовых рыб) или дрифтерного порядка, определения оптимальной глубины разноглубинного траления, а также принятия решения о целесообразности облова обнаруженного косяка кошельковым неводом с определенной высотой стенки. Так, если слой скачка находится на небольшой глубине, то есть уверенность, что при кошельковании рыба не сможет уйти под невод на большую глубину, в более холодную воду. Для многих рыб характерны суточные миграции в направлении как к поверхности, так и к дну, которые ограничиваются наличием слоя резкого скачка, играющего роль естественного барьера. Данные о глубине залегания слоев скачка помогают обнаруживать рыб, скапливающихся в слоях скачка, и особенно в слоях, упирающихся в дно у побережья.