Эхолот: различия между версиями

Версия 15:22, 27 августа 2015

Эхолот – это специальный прибор для обнаружения рыбы во время рыбалки на реках, озерах и в море. В базовый функционал эхолотов входят также измерение глубины, определения рельефа и структуры дна. Конструктивно эхолот состоит из передатчика, приемника, преобразователя (датчика) и дисплея. Работает сонар по принципу отражения ультразвукового сигнала от водных объектов, который затем преобразуется в электрический и отображается на мониторе в виде визуализированной картинки. Большинство эхолотов рассчитано на использование в теплый сезон года, но есть и специальные модели для зимней подледной рыбалки с незамерзающими экранами. Кроме этого, выпускаются и береговые эхолоты с забрасываемым датчиком, по своему исполнению напоминающие наручные часы.

История

Ультразвуковые сканеры

История эхолота теснейшим образом связана с развитием гидроакустики. О том, что звук хорошо распространяется в воде, люди знали очень давно. 500 лет назад великий Леонардо да Винчи писал: "Если вы остановите свой корабль и опустите один конец длинной трубки в воду, а другой ее конец приложите к уху, вы услышите корабли на большом расстоянии". Он же, обратил внимание на то, что звук распространяется с определенной скоростью: "Увидев вспышку молнии, можно с помощью слуха узнать расстояние до места удара грома".

В наблюдениях Леонардо его современники не усмотрели практической пользы, поскольку зрительно корабли обнаруживались значительно раньше, чем по слабому звуку, исходящему от парусных или гребных судов того времени.

Одними из первых, кто измерил скорость звука в воде, были швейцарский физик Даниэль Колладон и французский математик Шарль Штурм. В 1827 г. они производили опыты на Женевском озере.

Однако, для точного измерения глубин нужен был узконаправленный луч акустической энергии. Эту задачу удалось решить благодаря ряду предшествующих открытий.

В 1842 г. Дж. Джоуль (1818—1889) открыл и количественно оценил магнитострикционный (от лат. strictio — стягиваю, сжимаю) эффект, заключающийся в деформации ферромагнитного материала (кобальт, никель, железо и их сплавы) под воздействием изменяющегося магнитного поля.
В 1862 г. итальянский физик Э. Виллари описал обратный эффект — изменение намагниченности ферромагнитного тела при его деформации.
В 1880 г. братья Кюри открыли пьезоэлектрический (от греч. пьезо — давлю) эффект — возникновение электрических зарядов на поверхности некоторых кристаллов (кварц, сегнетовые соли, турмалин) при их механической деформации.
В 1912 г. американец Р. Фессенден, находясь под впечатлением гибели "Титаника", столкнувшегося с айсбергом, в результате чего погибло 1198 человек, разработал и испытал пригодный для практического применения гидроакустический излучатель, действующий на расстоянии до двух миль.

Эти теоретические разработки и открытия подготовили возможность создания первого ультразвукового эхолота. Он был запатентован в 1920 г. русским ученым и изобретателем К. В. Шиловским и французским ученым П. Ланжевеном, который в 1929 г. был избран почетным членом АН СССР.

Наряду с навигационными эхолотами, предназначенными для обеспечения безопасности плавания, выпускаются специальные приборы для поиска рыбы, промерных, геологоразведочных работ и др. Такие эхолоты имеют многоцветные телевизионные экраны, которые позволяют получить информацию не только о профиле дна, но и о качестве грунта, глубине ила, его плотности и т. п. (по цветности изображения). В исследовательских эхолотах предусмотрена возможность менять масштаб изображения и выделять на экране наиболее интересующие исследователей зондируемые участки дна. Такие эхолоты рассчитаны, как правило, на несколько рабочих частот, что позволяет измерять глубины в самых разных диапазонах. Создаются и многолучевые эхолоты, которые одновременно записывают рельеф морского дна в различных направлениях. В некоторых эхолотах предусмотрены устройства для непосредственного нанесения измеренных глубин на морские карты.

Принцип работы

Принцип работы эхолота

Погруженный в воду датчик эхолота для замера глубины в водоеме излучает сигнал в виде конуса. Внутри конуса от датчика в направлении дна идут ультразвуковые волны. Наталкиваясь на препятствия встречающиеся на их пути эти волны отражаются и идут назад, воспринимаются датчиком, и расстояние до обнаруженных объектов измеряется. Результаты разового замера отражаются на шкале дисплея с отметками глубин расположенными у правого края экрана эхолота.

Если обнаружен объект на некотором расстоянии на шкале появляется штрих. Обнаруженный еще один объект на другом расстоянии появляется новый штрих.
Там, где ультразвуковая волна не встретит на своем пути препятствия, она дойдет до ближайшей точки на дне, эта точка отразится на шкале штрихом. Расстояние до нее будет фиксироваться эхолотом в зоне его действия, как глубина водоема.

Луч, испускаемый датчиком достаточно широк, поэтому другие участки дна попавшие в его границу, но находящиеся дальше от датчика, чем ближайшая точка на дне, также дадут отраженный сигнал. В результате все точки обнаруженные эхолотом на дне от ближней до самой дальней будут фиксироваться на боковой шкале в виде штрихов. Все пространство между самой ближней точкой на дне и самой дальней будет заштриховано, поскольку оно заполнено сигналом.

Эхолот при каждом замере глубины излучает ультразвуковые волны, получает отраженный от дна и препятствий в толще воды сигналы, обрабатывает их и выводит на экран эхолота и нам нужно правильно прочитать получившуюся картинку. Все то, что появилось левее на экране находится уже не под нами, этот участок дна мы прошли и теперь он находится за кормой лодки.

Основные характеристики и функции

Fish-ID. Режим идентификации рыбы и ее отображение в виде символов (вместо дуг). Очень полезная функция для новичков, которые только осваивают работу с эхолотом.
FishTrack. Функция слежения за рыбой – отображение цифрового значения глубины ее нахождения, которое можно увидеть над символом рыбы.
Alarm. Звуковые сигналы при обнаружении рыбы (Fish Alarm), а также при выходе на мелководье или на глубоководный участок (Depth Alarm).
FasTrack. Мгновенный вывод на дисплей информации о слоях воды, находящихся под датчиком.
Grayline. Эта «серая линия» отображает плотность объектов и позволяет лучше распознавать рыб, находящихся поблизости от дна. Самые твердые предметы отображаются серым цветом, который по мере уменьшения плотности меняется на черный. Благодаря этой функции можно обнаружить рыбу среди коряг и зарослей, а также найти груду подводных камней, возле которых часто скапливаются косяки.
FishReveal. Функция, являющаяся усовершенствованной версией Grayline. В этом режиме эхолот не только отличает твердые объекты от рыхлых (мягких, песчаных), но и распределяет их по степени плотности, используя несколько оттенков серого.
Zoom. Функция увеличения, позволяющая более детально рассмотреть конкретный участок дна.

Типы эхолотов

В настоящее время на рынке предлагается широкий выбор сонаров с различными характеристиками и ценами. Для удобства их можно классифицировать следующим образом:

Эхолоты с монохромным экраном. Относительно недорогие приборы с простым монитором и скромным набором функций, чего вполне достаточно для проведения необходимых измерений на водоёме. В данном случае наблюдается стремление производителя удешевить товар без ущерба для качества.
Эхолоты с цветным экраном. На цветном мониторе легче читать структуру дна, обнаружить рыбу среди подводной растительности, понять, что за объект находится в радиусе действия сонара. Однако небольшие преимущества вряд ли оправдывают высокие цены на приборы этого класса.
Эхолоты с сенсорным экраном. Удобные, хотя и дорогие приборы. Простой интуитивно понятный интерфейс позволяет быстро производить нужные настройки.
Эхолоты с GPS. Преимущества приборов с GPS очевидны. Особенно на больших водоёмах, где найти однажды облюбованное место бывает очень сложно. Некоторые опытные рыболовы с помощью эхолота предварительно исследуют дно, записывают координаты перспективных для рыбалки участков и даже составляют карты. Выбрать эхолот с системой навигации, пожалуй, самое разумное решение.
DSI-сканеры. В эхолотах с технологией DSI луч сканера излучается в виде плоского сектора перпендикулярно движению лодки, а не правильным конусом, как в классических моделях. Благодаря этому удаётся получить более качественную картинку отсканированного участка.
3D-сонары. Заманчиво, конечно, получить трёхмерное изображение происходящего под лодкой. Однако из-за ряда недостатков (малый экран, неточности в отображении предметов и рельефа дна, высокая цена) данный класс не пользуется особым спросом.
Портативные беспроводные эхолоты. Датчик-поплавок привязывают к спиннингу, закидывают в нужное место и плавно подтягивают к берегу (лодке). По мнению рыбаков тестировавших такой эхолот, выбрать подходящее место он поможет, а вот рыбу показывает плохо. Представьте, насколько будет эффективен болтающийся на волне датчик.
Впередсмотрящие эхолоты. Сонары классического типа, собирающие информацию по курсу движения плавсредства. Мало популярны среди рыболовов-любителей из-за дороговизны, сложности регулировок и анализа полученных данных.

Настройка

Настройка эхолота

При включении эхолота он автоматически выбирает настройки, близкие к оптимальным для поиска рыбы и определения рельефа дна. Единственными недостатками автоматических настроек являются измерения глубины в футах и включение режима идентификации рыбы. Но это легко исправляется с помощью меню. Некоторые эхолоты запоминают установленные вами настройки и они автоматически возобновляются при следующих включениях эхолота.

Режим идентификации рыбы, когда эхолот с помощью специальной программы пытается различать изображения рыб и «не рыб» еще далек от совершенства. И это отмечают не только рыболовы, но и производители эхолотов. Этот режим может быть полезен только начинающим пользователям эхолотов, которым изображения символов рыб понятнее каких-то странных дуг и полос. Но после накопления даже небольшого опыта они соглашаются, что эти дуги и полосы несут существенно более точную и полную информацию, необходимую для обнаружения рыбы вблизи дна, в складках дна, скрывающихся в корягах и среди растительности.

Режим идентификации рыбы однако очень эффективен и нагляден при поиске крупных косяков рыбы, особенно, «в полводы» и полностью пренебрегать им не следует.

Настройки эхолота, как правило меняют, для получения более удобного вида изображения: для просмотра увеличенного изображения, включения многооконного вида экрана и т.п. Основные рабочие настройки эхолота (чувствительность, диапазон зондируемых глубин и т.д.) требуется менять только для решения специфических задач, например, для более точного определения глубины. Определение рельефа с помощью широкого (около 50 угл.град.) ультразвукового луча похоже на попытку зондирования дна толстым щупом, диаметр которого близок глубине. При этом скрадываются все неровности дна меньшие по площади, чем основание щупа, а измеренная глубина над наклонной поверхностью явно занижается. Толстый щуп просто упирается в ближайшую выступающую точку поверхности дна, а все объекты ниже этой точки попадают в «мертвую» зону и не наблюдаются.

Уменьшая чувствительность эхолота мы реально уменьшаем ширину луча, с помощь которого зондируем дно и ищем рыбу. Чем уже луч – тем точнее и подробнее мы можем исследовать рельеф дна. Но при этом мы можем переступить грань, за которой эхолот перестает «чувствовать» даже крупную рыбу.

При использовании эхолота для изучения рельефа и придонных слоев в профессиональных целях, возможно, окажется недостаточно просто уменьшать чувствительность эхолота и потребуется либо применять узколучевой датчик, либо корректировать диаграмму направленности стандартного датчика.

Что показывает эхолот

Теперь попытаемся понять, что мы видим на экране из того, что эхолот нашел под водой? Если лодка движется, то датчик через определенный интервал времени (доли секунды, причем этот интервал можно менять в меню эхолота), как бы фотографирует дно и рыбу, если она попадает в луч сигнала. Эта крайняя правая точка всегда отображает то события в реальном времени! Когда текущий снимок сменяется новым, он просто сдвигается влево и с ним больше ничего не происходит. Он уже стал историей. Рыба, которая там была, в действительности может уже уплыть и находиться совершенно в другом месте. Она также может даже попасть в поле зрения бокового луча (это случается), но на экране эхолота ее изображение будет оставаться неизменным на одной и той же глубине, и будет медленно перемещаться влево, пока не исчезнет с экрана.

Точно также и отображенный рельеф дна будет характеризовать тот участок, который проплыла лодка, за то время, пока «снимок дна» из крайней правой точки переместился в крайнюю левую точку экрана. Обычно это бывает интуитивно понятно всем и сразу. Однако, если вы отметили для себя бровку, которую собираетесь облавливать, то чтобы переместиться от нее в желаемое место, где надлежит встать на якорь, нужно очень хорошо представлять, какое расстояние в реальности нужно проплыть, чтобы это соответствовало изменяющейся на эхолоте картинке. Не так-то просто точно соотнести свои перемещения по реальной воде, с теми диаграммами, что представлены на экране.

Эхолот продолжает рисовать дно, даже когда вы уже стоите на якоре. В этом случае на экране появится прямая линия, но из-за волны на дне могут появляться и неровности! Да и рыбу под вами эхолот будет клонировать, если она стоит на месте. Аналогично, искаженный рельеф будет представлен на экране и тогда, когда вы подплыли ближе к берегу, а затем снова отошли от него: на экране возникнет характерный разрез холма с подъемом и спуском. На экране эхолот просто приплюсует ваше движение вперед к движению назад, причем по рисунку будет неясно, что это один и тот же участок дна: просто вы плыли не прямо, а вертелись на месте.

Если вы подходите к бровке под прямым углом, то она будет казаться крутой, когда вы это делаете быстрее, то крутизна увеличится еще сильнее. А если будете приближаться к той же самой бровке под острым углом, то крутизна свала существенно уменьшится, и вы не уделите ей должного внимания. Эхолот вообще может рисовать вам ровное дно, если вы двигаетесь вдоль бровки, даже находясь на ее середине!

Варианты отражения одного и того же участка дна, при движении в разных направлениях

На картинке изображен свал в русло, где наиболее обрывистая бровка расположена между 5 и 8 метрами. Зеленая траектория (А) показывает движение лодки под острым углом к этому свалу, и на экране эхолота его крутизна кажется не столь явной. Двигаясь по красному маршруту (С), бровка выглядит как самый настоящий обрыв. Желтая траектория (В) показывает лодку, в которой рыболов, достигнув бровки, начал искать якорь и его снесло назад. В результате эхолот нарисовал холм.

Чтобы получить более менее точное представление об интересующим вас участке дна, нужно, по крайней мере несколько раз, проплыть над этим участком в разных направлениях, сопоставить между собой полученную информацию, и додумать недостающие элементы. Это непросто. Я уже более 10 лет регулярно мучаю эхолот, и до сих пор, чтобы встать на якорь правильно и с первого раза, я отмечаю критические точки своеобразной меткой – например, ставлю в центре русла пустую бобышку, которая служит мне буйком-ориентиром, от которого проще зрительно отмерять эффективную дальность заброса. Поверьте, когда вас сносит ветром и волной, то очень трудно без внешних ориентиров понять, насколько вы отдалились от заданной точки, на 20 или 50 метров?

Помимо рельефа дна и глубины, очень важной подсказкой для рыболова служит информация о твердости дна, и наличие различных придонных объектов. Например, очевидно, что искать судака, где дно покрыто густым слоем ила малоперспективно. А различные придонные объекты могут оказаться затопленными пнями, валунами, корягами, и в конечном счете – являться подходящими укрытиями для засад хищника. Это очень веский аргумент в пользу эхолотов, дисплей которых может давать хорошо детализированную картину, даже если она и условно соответствует действительности. Такая картинка вселяет в рыболова уверенность, а уверенность стимулирует упорство и более решительные действия, а значит и большую вероятность хорошего улова.

Теперь о рыбе. По показаниям эхолота трудно понять, что за рыба под вами? Щука это или лещ? Стая подлещика или голодного окуня? Поэтому, ни один из производителей эхолотов, до настоящего времени, не делает различий в пиктограммах рыб, между щукой и лещом. Но мы имеем примерное представление о размерах рыб, глубине, на которой она находится, и если эхолот позволяет, то с какой стороны от лодки (или вообще прямо по курсу) эта рыба плавает.

Можно только догадываться и строить предположения, исходя из своих представлений о жизни рыб, кто же под нами находится. Допустим, что притаившаяся под валуном или пнем, крупная рыба, скорее всего щука, но может быть и судак, а стайка мелочи над ними – плотва. Может так, а может и совсем наоборот – в укрытии спрятался сазан или лещ, а выше резвится стая окуней. Трактовать можно по-разному. Рыболову важнее, на какой глубине в основном находится рыба. Да и информация о том, на какой глубине держится рыба, далеко не однозначна, и скорее предлагает нам варианты для анализа. Например, как-то летом эхолот упорно показывал, что вся рыба стоит у поверхности, и лишь кое-где у самого дна, почти на 10-11 метрах, встречаются редкие одиночные особи. Сделал ставку на последних, и не ошибся. Пустил кружки по самому дну и взял на них трех хороших судаков, в то время как с 3 метрах не было ни одной поклевки.

Помимо популярного сегодня совмещения эхолота с навигатором, полезными дополнительными опциями могут быть также функция простого измерения скорости (без GPS) и возможность измерения температуры воды. У многих моделей датчик температуры воды совмещен с основным датчиком, для некоторых такой датчик можно подключать и в эхолоте он заложен, но покупать его надо отдельно.

Многие эхолоты способны показывать так называемый необработанный сигнал. Опытные рыболовы считают его более важным, чем бутафорное отображение рыбьих символов. При такой интерпретации, рыба на экране представлена в виде дуги. На самом деле подобные дуги складываются из последовательности отдельных «снимков» отражения луча от возникшего препятствия, по мере того как либо объект меняет свое положение внутри конуса луча, либо луч проходит над объектом.

Представим себя, что мы медленно проплываем над стоящей под нами рыбой. Мы еще не доплыли до нее, но она попадает в самый край луча. Обратный сигнал от нее пока более слабый, и рыба в данный момент находится от нас дальше, чем когда она окажется прямо под лодкой. В центре луча сигнал становится сильнее, и рыба отражается жирнее, к тому же расстояние до нее становится короче. По мере выхода из луча картина меняется в обратной последовательности. В итоге, серия таких снимков превращается в изображение, напоминающее дугу, с утолщением в центре.

О размере рыбы можно судить, по размеру наибольшего утолщения в центре дуги, и сопоставляя его дугами других рыб, находящихся на той же глубине.

Что еще нам может рассказать дуга? Если дуга короткая, то рыба движется нам навстречу и быстрее проходит конус луча. Длинная дуга говорит о том, что рыба следует за лодкой и долго находится в конусе луча. В случае, когда лодка стоит на якоре, длинная дуга, а зачастую прямая линия, указывает нам на то, что рыба долго стоит прямо под лодкой, а короткая – что она проплывает под нами.

Если левый край дуги толще и задран вверх, а правый становится более тонким и уходит вниз, то это означает, что рыба, при приближении к лодке ушла на глубину. Если наоборот, левый край ниже, то это значит, что рыба двигалась вверх. Научиться читать дуги несложно, но для этого, дисплей эхолота опять-таки должен иметь неплохое разрешение, чтобы дуги просматривались отчетливо, иначе в них трудно разобраться.

На практике, анализируя различные дуги, можно выявить такие подробности, как атаку одной рыбы на другую. Геометрию возникновения дуг и атаку, я попытался отобразить на схеме, насколько это возможно.

Отображение рыб дугами

Картина следующая: Лодка стоит на месте. Щука движется прямо (красная линия). Плотвичка, когда щука подплывает к ней, пугается и уходит тоже по прямой наверх (синяя линия). В зону луча датчика эхолота обе рыбы входят одновременно и выходят из нее также в одно и то же время. Точка А, в которой рыбы попадают в поле зрения луча, на экране эхолота будет левее. Это более давняя информация, чем выход из конуса луча. Форма синей дуги говорит о том, что вначале (точка А) рыбы находилась глубже, а на выходе (точка В) она поднялась ближе к поверхности. Ближе к центру луча, сигнал отчетливее, поэтому линия, что его отображает – толще.

Как выбрать эхолот для рыбалки

Наверное, каждому любителю рыбной ловли, приходила мысль о приобретении такого полезного для рыбалки прибора как эхолот. Безусловно, применение эхолота упрощает поиск наиболее подходящего места для ловли, особенно на мало знакомых участках водоёма, так как с его помощью можно определить рельеф дна. При выборе эхолота нужно обращать внимание на несколько параметров, это: мощность передатчика, чувствительность приёмника, частоты работы преобразователя, размер и разрешение экрана и наконец, цена прибора.

Мощность передатчика. Чем больше показатели мощности, тем более четким будет эхо сигнал, особенно это необходимо когда нужно просканировать участки с большими глубинами или при неудовлетворительном состоянии воды. При большой мощности передатчика, вы сможете разглядеть дно водоёма в мельчайших подробностях, даже самый слабый эхо сигнал, мощный излучатель способен преобразить в электрический импульс. Поэтому даже самая мелкая рыба будет вам видна. Если мощность недостаточна, то сигнал не достигает нужной глубины, и вы не сможете увидеть полную картину. Мощность эхолота обычно указывается в документах прибора и бывает двух видов, пиковая и усредненная (RMS), её характеристики указываются в ваттах. Цена прибора с высокой мощностью соответственно выше.
Частоты преобразователя. От этого параметра зависит, насколько широкий участок водоёма вы можете просканировать и на какую глубину. Сигнал имеет форму конуса, в зависимости от частоты его угол может быть разным, на высоких частотах угол будет меньше чем на низких. Чем ниже частота сигнала, тем более большая глубина проникновения, но менее четкой и точной будет детализация, чем частота выше, тем меньше глубина, однако детализация будет очень хорошей. Следовательно, если вы обычно ловите рыбу на большой глубине, то вам нужен эхолот с низкочастотным преобразователем и наоборот.
Чувствительность приёмника. Здесь следует понимать, что чем выше чувствительность приёмника, тем больше будет отражаться на экране помех, поэтому предпочтение нужно отдавать эхолотам с возможностью регулирования чувствительности приёмника. Чем большим будет диапазон настроек, тем лучше, однако и цена естественно будет более высокой.
Размер и разрешение экрана. Разрешение экрана имеет не маловажное значение, так как чем выше его разрешение, тем легче будет определить расстояние между различными подводными объектами, то есть они не будут «сливаться» на экране в один объект. Размер экрана нужно выбирать исходя из характера рыбной ловли, если вы ловите рыбу с небольшой резиновой лодки и эхолот будет находиться всегда рядом, у вас перед глазами, то нет необходимости переплачивать за большой размер экрана. Если же вы ловите с катера и много перемещаетесь по палубе судна, то здесь большой экран будет очень удобен, так как вы будете видеть «картинку» показаний эхолота, даже находясь на некотором удалении от него. Очень часто, эхолоты с большим размером экранов, включают в себя большой набор различных дополнительных функций, что, безусловно, сказывается на цене прибора.
Цена. Зачастую, известная марка и высокая цена прибора это не всегда показатель высоких технических характеристик. Перед покупкой нужно внимательно ознакомиться с выбранной моделью, учитывая то, как и где вы будете его применять. При одинаковых показателях выбирайте эхолот менее дорогой, но учитывайте гарантии производителя и его репутацию на рынке.

Производители эхолотов

Лучшие модели

Если вы желаете сэкономить или просто не располагаете большим бюджетом, то обратите своё внимание на доступные эхолоты серии JJ-Connect Fisherman. Они снабжены небольшими дисплеями и используют обычно по одному или по два луча. Благодаря малым габаритам и невысокой стоимость, такие эхолоты станут отличным выбором для новичков.

Кроме того, к экономичным решениям можно отнести и некоторые эхолоты от компании Garmin. У неё довольно широкий модельный ряд: самые бюджетные модели можно приобрести за 4 000 – 5 000 рублей, а самые дорогие могут достигать стоимости 20 000 рублей и выше. Кроме того, если вы не собираетесь экономить, а желаете заниматься рыбалкой профессионально, то используйте универсальные эхолоты от фирм Humminbird и Garmin. Такие эхолоты имеют в своём распоряжении 4-5 сканирующих лучей, возможностью быстрой передачи данных, GPS-приёмником, контрастным дисплеем и прочими приятными и полезными дополнениями.

Видео об эхолотах

Интересное

См. также

Братья Щербаковы - Выпуск 34 - Эхолоты

Источники