Возможности определения видового состава рыбных скоплений при гидроакустическом поиске

Существующая рыболокационная аппаратура не позволяет непосредственно получать исчерпывающую информацию по такому важному вопросу, как видовой состав обнаруживаемых скоплений.

Определение вида рыбы по эхограммам, полученным при вертикальном лоцировании, возможно только при достаточной изученности распределения и поведения различных видов рыб в каждом конкретном районе лова, структуры концентраций в разное время суток и года и т. д. и соответствующей связи указанных факторов и характеристик реальных скоплений с получаемыми эхограммами на регистраторах приборов.

Если скопление рыбы одного вида держится обособленно от скоплений рыб других видов и известны районы обитания этого вида и глубины распределения, то расшифровка показаний рыболокатора не связана с большими затруднениями. Если же в одном промысловом районе имеются скопления рыб разных видов, то для правильной расшифровки показаний необходимо знание особенностей распределения этих видов. Например, мойва и сельдь могут держаться стайно, а треска - разреженно, причем в показаниях концентраций тресковых часто бывают видны записи одиночных рыб (их можно различить даже при стайном распределении трески; этим, в частности, отличаются эхограммы стай крупной трески от эхограмм стай мелкой, образующей плотные стаи значительно больших размеров).

Определению видового состава скоплений по эхограммам помогает знание характера суточных вертикальных миграций разных видов рыб. При этом должны учитываться температура воды, глубина и другие факторы. Знание характеристик грунтов также облегчает расшифровку показаний.

Как указывалось, при видовой расшифровке эхограмм необходимо учитывать влияние основных параметров рыболокаторов, акустических и геометрических характеристик обнаруживаемых объектов на вид и характер эхозаписей, их форму и размеры.

Например, при постоянстве параметров рыболокаторов можно по размерам, характеру и яркости отметок и записей отдельных рыб определить вид регистрируемых объектов. Это связано с тем, что отражения от крупных рыб сильнее, чем от мелких, а характеристика дальности действия прибора для них шире, чем для мелких рыб. В результате эхо-сигналы от крупных рыб отмечаются на эхограмме ярче и штрихами больших размеров, чем эхо-сигналы от мелких. Такая разница в записях эхо-сигналов позволяет, например, выделять показания трески из показаний салаки или других мелких рыб [42]. При одновременном нахождении в районе концентраций пузырных (например, ставриды) и беспузырных рыб (например, скумбрии) записи пузырных рыб отличаются большей яркостью (интенсивностью) отметок.

Значительно большие трудности представляет расшифровка эхограмм в случае смешанных скоплений (из нескольких видов рыб). При этом для идентификации иногда используется реакция рыбы на звук или свет.

Разрабатываются различные физические методы непосредственного определения видового состава рыб с помощью гидроакустической аппаратуры, в частности с использованием эффекта Допплера, широкополосных многочастотных установок для определения вида по резонансу плавательного пузыря, комплекса параметров эхо-сигналов и их статистических характеристик (12, 60-63]. Перспективным представляется метод использования резонанса плавательного пузыря. После определения резонансной частоты ориентировочно могут быть оценены размеры плавательного пузыря рыбы на данной глубине, а отсюда ее размеры и, может быть, вид. Для определения возможностей указанного метода необходимы проведение большого количества экспериментов и накопление статистических данных с помощью низкочастотной гидроакустической аппаратуры, а также оценка корреляционных зависимостей между размерами плавательных пузырей и видами различных рыб. В то же время следует учитывать, что многие виды рыб не имеют плавательного пузыря.

Другой метод распознавания биологических объектов основан на использовании эффекта Допплера, приводящего к изменению частоты принимаемых отраженных колебаний от движущейся рыбы при озвучивании ее непрерывными или импульсными сигналами гидроакустической аппаратуры. Приемное устройство аппаратуры выделяет получаемую разностную частоту. Если объект неподвижен, допплеровский сдвиг равен 0. При движении цели (рыбы) частота принимаемых колебаний изменяется в зависимости от скорости ее перемещения. Если скопление озвучивается достаточно длинной посылкой, то при наличии в нем рыб, двигающихся с различными скоростями относительно излучающей и приемной антенн, будут иметь место разные допплеровские смещения частоты. При подключении к выходу приемного тракта гидроакустической аппаратуры спектроанализатора с достаточно узкополосными фильтрами может быть получено соответствующее распределение частот, или допплеровский спектр скопления [45, 54, 60, 61, 63]. Проведенные исследования показывают возможность различения неподвижных и движущихся объектов с использованием указанного эффекта, а также определения видовой принадлежности некоторых скоплений или косяков при наличии в районе небольшого количества видов, обладающих различной подвижностью (т. е. при наличии дополнительных сведений об объектах в данном районе). В то же время необходимо проведение экспериментов по определению пригодности данного метода для установления различных видов промысловых объектов и выявления статистических зависимостей получаемых спектров от биологического состояния объектов, их поведения и т. д.

Указанный метод представляется перспективным для дистанционного изучения поведения рыб в скоплениях и косяках, оценки и определения возможных скоростей движения различных видов рыб, в том числе при воздействии на них внешних факторов и всевозможных физических раздражителей (орудий лова, света, звука и др.). Основное достоинство метода - его незначительное влияние на поведение наблюдаемого объекта при соответствующем выборе рабочей частоты.

Многочисленность районов лова и многообразие промысловых объектов обусловливают большие трудности, в том числе технические в решении задачи непосредственной видовой оценки рыб гидроакустическими методами, что сдерживает и внедрение их в практику.