Основы работы впередсмотрящего эхолота

Эхолот – это устройство, назначением которого является нахождение объектов, находящихся под водой, определение рельефа дна и расстояния до него. В работе эхолота используется ультразвуковой сигнал, проходящий в водной среде, и принятый после отражения его от объекта. Изначально эти устройства применялись на военно-морском флоте, но со временем стали применяться и на гражданском флоте.

Традиционные эхолоты направляют свой луч строго вертикально относительно судна, поэтому они не дают информацию о приближающихся мелях или подводных объектах, находящихся прямо по курсу. Для получения такой информации судно должно быть оборудовано сканирующим эхолотом переднего обзора.

Эхолоты переднего обзора (впередсмотрящие эхолоты) могут показать все, что находится по курсу движения судна впереди — препятствия, крупную рыбу или косяки мелких рыб. В основе работы впередсмотрящих эхолотов лежит использование направленного ультразвукового излучателя (датчика) с качающимся лучом. Для этого используется сложная фазированная гидроакустическая антенна, которая состоит из нескольких одновременно работающих преобразователей. Формирование луча или нескольких лучей и управление ими осуществляется за счет изменения фазовых сдвигов между элементами антенны. Датчики выпускаются 2 видов — с горизонтальным и вертикальным сканированием. Также выпускаются комбинированные датчики совмещающие в одном корпусе горизонтальный и вертикальный лучи.

Последовательный метод – это ведение обзора в вертикальной либо в горизонтальной плоскости узким ультразвуковым лучом с последовательным перемещением луча в просматриваемом пространстве. Параллельный обзор ведется несколькими лучами одновременно, при этом идет непрерывное обновление изображения, в реальном времени, что очень важно для высокоскоростных судов.

Эхолотами с горизонтальным сканированием осуществляется обзор по горизонтали в секторе ±45° или ±90°. На экране в этом случае отображаются отметки мелей и других подводных препятствий, находящихся перед судном, позволяющие ориентироваться при плавании в сложной навигационной обстановке. Датчиками с вертикальным сканированием обзор ведется в вертикальной плоскости в секторе 90° от поверхности до дна. Впередсмотрящие эхолоты с комбинированными датчиками оснащаются либо двумя преобразователями, либо одним преобразователем с двумя антеннами в одном корпусе. Помимо основного режима, в эхолотах имеется дополнительный режим вертикального обзора, в котором они могут использоваться как обычные рыбопоисковые эхолоты, что расширяет возможности приборов. Работа может вестись как в одном из режимов, так сразу в двух с разделением экрана.

Обычно эхолот состоит из излучателя для установки на транец либо на днище судна, и экрана с монохромным или цветным жидкокристаллическим дисплеем в прочном водостойком корпусе, позволяющим пользоваться им на открытом мостике катера либо на открытом мостике. Приборы имеют набор функций, облегчающих работу с ними – сигнализацию о мелях или глубинах и зонах, яркую подсветку экрана, встроенную память. Некоторые модели имеют возможность сопряжения с приемником GPS и датчиком скорости, а также имеют вход для работы с видеокамерой.

При последовательном виде сканирования на экране отображается профиль дна перед судном. Обзор подводного пространства в таких эхолотах осуществляется путем последовательного перемещением сформированного преобразователем луча в вертикальной или горизонтальной плоскости. Луч движется дискретно, останавливаясь на каждой позиции на время, необходимое для получения достаточной для отображения информации. Дальность до препятствий или мелей определяется по шкале на экране. Шкала дальности и глубин может устанавливаться автоматически или вручную. Полученное на каждом положении луча изображение сохраняется на время обзора всего сектора и обновляется при последующем сканировании. Поэтому процесс просмотра всего сектора обзора занимает достаточно большое время – 10–16 сек. Если для тихоходных судов этого вполне достаточно, то для высокоскоростных судов, проходящих за это время десятки и сотни метров, такие задержки неприемлемы.

Другим недостатком таких эхолотов, является недостаточный объем информации, определяемый ограниченным время нахождения луча на каждой отдельно взятой позиции. Поэтому эхолоты с последовательным обзором непригодны для распознавания подводных объектов и используются, в основном, в целях навигации.

Параллельный, или, как его еще называют, непрерывный обзор предоставляет возможность получения большого объема информации в реальном времени.

Режим реального времени означает, что эхолот строит картину на экране не постепенно, а передает ее на экран одновременно от всех лучей, обновляя ее несколько раз в секунду. Поэтому на экране отображается изображение не в прошедшем, как в эхолотах с последовательным обзором, а в настоящем времени.

Вторым достоинством непрерывного обзора является большой объем информации, получаемой о подводных объектах, что дает уникальную возможность создавать эхолоты для распознавания объектов, характера и структуры дна, для построения трехмерных изображений, поиска и обнаружения рыбы. Непрерывный прием и отображения отраженных сигналов позволяет создавать более четкое и ясное изображение, чем при последовательном обзоре.

Для обработки такого большого объема информации в эхолотах используется мощный микропроцессор, способный выполнять до 100000 операций при каждом обновлении изображения на экране. Наличие такого мощного процессора в совокупности с наличием большого объема получаемой информации позволяет получать достаточно надежное распознавание подводных объектов.

Эхолоты переднего обзора всех типов предназначены, в первую очередь, для обнаружения препятствий перед судном, однако, они могут видеть также скопления и крупные экземпляры рыбы. За рубежом их используют на спортивной или профессиональной ловле в океане для поиска крупной рыбы.

Компания Interphase производит эхолоты переднего обзора, которые позволяют проводить сканирование в двух плоскостях: вертикальной и горизонтальной. При этом используется один двухосевой датчик с типом монтажа «thru-hull» (сквозь корпус) или два транцевых датчика.

Прибор Interphase Twinscope Color работает как подводный акустический радар. Сканирование осуществляется лучом, который перемещается по 90-градусному сектору в вертикальной или в горизонтальной плоскости перед судном.

Interphase Escort TM — модель SE-200A Sonar Engine™ обеспечивает вертикальное сканирование от поверхности воды перед судном до точки прямо под судном. Благодаря перемещению луча в вертикальной плоскости прибор Interphase SE-200A Sonar Engine™ непрерывно обновляет данные на экране переднего обзора и отображает изменяющуюся глубину, отмели, рифы, косяки рыбы, подводные скалы и другие объекты.

Модель Interphase iSCAN 180 se содержит все функции V90 se и Color Twinsco pe se, и, кроме того, использует два синхронизированных трансдьюсера для обеспечения полного горизонтального сканирования на 180 градусов. Вы можете установить по одному трансдьюсеру с левого и правого борта для устранения проблем, связанных с помехами от киля. Эхолот позволяет подключать второй 7 дюймовый дисплей Interphase, работающий параллельно с уже имеющимся.Для этого используется кабельный сплиттер Interphase 04-1095-000R.

+7(916)342-4385

info@nav-tech-marine.ru

Главная » Судовое навигационное оборудование » EchoPilot

Поиск продукта в этой категории

EchoPilot

Компания EchoPilot была основана в 1969 году . С тех пор компания произвела сотни тысяч впередсмотрящих гидролокаторов и инструментов для эхолотов переднего обзора, в том числе с определением глубины под судном и скорости движения судна.

Компания EchoPilot разрабатывает весь спектр своих продуктов своими силами — от датчиков до дисплеев и процессорных блоков. Многолетний опыт работы, постоянные испытания производимого оборудования привели к созданию инновационных продуктов на основе 3D-сканирования.

Любому судоводителю важно знать, какие именно подводные препятствия находятся на его пути. Несколько лет интенсивных исследований позволили компании EchoPilot наладить выпуск совершенно новой модели — эхолота с горизонтальным лучом (FLS). Благодаря этому достижению технология горизонтальной эхолокации впервые стала доступна судовладельцам-любителям. Сердцем эхолота с горизонтальным лучом является поистине уникальный микропроцессор, способный выполнять до 10 миллионов операций в секунду. Именно благодаря его вычислительной мощи впередсмотрящий эхолот FLS способен обрабатывать колоссальные объемы поступающей информации и успешно отделять полезные сигналы от фонового шума. В среднем эхолот FLS выполняет около 100 000 операций при каждом обновлении изображения на экране, что происходит несколько раз в секунду. Система укомплектована специальным датчиком, который также является уникальной запатентованной разработкой фирмы EchoPilot. Датчик не имеет подвижных частей и настолько компактен, что его можно с легкостью установить на любом судне.
На четком жидкокристаллическом экране впередсмотрящего эхолота FLS виден плоскостной срез подводного пространства и дна впереди от судна и под ним. На экране также видны значение глубины, установка предупредительного сигнала уменьшения глубины, и (при наличии датчика лага) скорость хода и пройденный путь. К основному дисплею можно подключить репитер, что очень удобно на судне с двумя рулевыми рубками.

Работа впередсмотрящего эхолота EchoPilot FLS

Если дно водоема плоское и илистое (например в реке или в дельте), эхолот FLS позволяет видеть его впереди на расстоянии примерно в 3–5 раз превышающем текущую глубину. Это соотношение возрастает до 8–9 раз, если дно впереди идет на подъем. Твердое скалистое дно видно лучше, чем мягкое и илистое. Твердые вертикальные поверхности типа стенок причалов, подводных скал и коралловых рифов часто можно различить на расстоянии до 100–150 метров.

В горизонтальной плоскости угол луча составляет около 15°. Это можно представить в виде вытянутого вперед воздушного шарика.

В вертикальной плоскости впередсмотрящий эхолот FLS сканирует пространство на угол 90°, т. е. от направления прямо вперед до направления вертикально вниз. Его можно уподобить своего рода подводному радару, направляющему луч только в одну сторону и сканирующему пространство больше в вертикальной, чем в горизонтальной плоскости.

Работа звуковой сигнализации: если, допустим, порог срабатывания сигнала установлен равным 4 м, то при появлении на экране выше этой линии определенного количества пикселов (элементов изображения) раздастся звуковое предупреждение. Причем в «зону действия» сигнала попадает вся область экрана по горизонтали, т. е. если установлена дальность 100 м, то появление подводного препятствия в любой токе этого диапазона вызовет срабатывание сигнализации.

Впередсмотрящий эхолот FLS не показывает обзор сбоку судна, поэтому чтобы увидеть припятствия сбоку Вам нужно развернуть судно. На практике полезно бывает сделать разворот на 360°, прежде чем, например, вставать на якорь в незнакомом месте.

Этот эхолот не подходит для поиска рыб. Его назначение — помогать обходить подводные препятствия. Некоторые рыболовные эхолоты способны испускать вперед неподвижный луч под углом 45°, но только FLS имеет запатентованную систему сканирования подводного пространства в реальном времени.

Ультразвуковые сигналы хорошо проходят сквозь твердые тела и жидкости, но сильно ослабевают в воздушной среде. Поэтому вихревые потоки воды с пузырьками воздуха значительно снижают эффективность работы эхолота. Однако, если выбрать для датчика удачное место на корпусе, где поток воды всегда равномерный, хороших результатов можно добиться даже на значительных скоростях.

Особенности установки впередсмотрящего эхолота EchoPilot FLS

Не рекомендуется устанавливать датчик на носу судна, лучше закрепить его на днище, чтобы видеть пространство не только перед судном, но и под ним. На яхтах датчик устанавливайте сбоку от киля. На моторных судах, имеющих двигатель с гребным валом и два винта, закрепляйте датчик перед сальником, но позади редуктора. Если используется двигатель с угловой колонкой, лучше установить датчик непосредственно перед двигателем. Не устанавливайте датчик позади других приспособлений, закрепленных внутри корпуса судна (вертушки лага, сливных отверстий и т. п.). Допустим небольшой наклон в сторону левого или правого борта, но не более чем на 10°.

Конструкция датчика такова, что в случае его разлома одна часть обязательно остается в днище и располагается вровень с его поверхностью. Кроме того, сохраняется насадка, которая полностью исключает попадание воды внутрь корпуса судна.

Особенность профессионального датчика в его луче, который позволяет получать более точное изображение дна. Однако у стандартного датчика также есть свои преимущества: он захватывает более широкую область. Если судно имеет толстую обшивку корпуса или большой угол подъема днища, то скорее всего надо использовать профессиональную модель, поскольку крепежный выступ с резьбой на ее бронзовой насадке имеет длину 76 мм, тогда как аналогичный выступ на пластмассовой насадке стандартной модели — всего 28 мм.

Попытки укоротить кабель датчика или снять с него разъем приводят к выходу из строя всего оборудования.

УДЛИНЯТЬ И УКОРАЧИВАТЬ КАБЕЛЬ НЕЛЬЗЯ.

Стандартный кабель имеет длину 12 м. По желанию покупателя профессиональный датчик может быть укомплектован кабелем длиной 16 м (без дополнительной оплаты). Однако, такой кабель слегка снижает чувствительность эхолота. Если судно очень велико и 16-метрового кабеля действительно не хватает, следует воспользоваться репитером, так как длина кабеля между основным дисплеем и репитером может быть до 100 м.

Эхолот FLS можно устанавливать на кронштейне или на приборной панели. Вход для кабеля на задней стенке дисплея не защищен от попадания воды, поэтому при креплении на приборной панели следует следить за тем, чтобы влага не могла попасть в пространство за прибором.

Компания EchoPilot не останавливается на достигнутом и постоянно совершенствует свой модельный ряд впередсмотрящих эхолотов.

Сортировать по: наименованию (возр | убыв), цене (возр | убыв), рейтингу (возр | убыв)

Смотрим вперед: тестирование впередсмотрящих эхолотов Echopilot, Simrad и Garmin

Каждый судоводитель желает быть полностью осведомленным о пространстве не только под судном, но и вокруг него, особенно впереди. Морские рельефы таят в себе множество опасностей и, если лодка хорошо идет уже несколько часов к ряду это совершенно не исключает того, что в следующую секунду рельеф дна круто поменяется, и можно сесть на мель. Естественно, традиционные эхолоты сообщат о подводных изменениях, только это произойдет уже тогда, когда что-либо предпринимать будет поздно.

С давних времен при подходе к опасным или неизвестным участкам, судоводители стараются найти самый оптимальный путь. Зная свои точные координаты и располагая картой местности, они составляли специальные безопасные маршруты. Однако такая технология выручит далеко не в каждой ситуации. Так, например, для многих водных участков и по сей день нет достоверных карт, а что уже говорить о коварных блуждающих мелях!

Данная проблема давно волновала разработчиков навигационного оборудования, и, собственно, благодаря ей на свет появились впередсмотрящие эхолоты.

Многие годы пальма первенства производства впередсмотрящих эхолотов принадлежала компании Echopilot. Продукция Echopilot была широко распространена, а если кто-то и пытался отбить данный рынок, то очень быстро сходил с дистанции. В последнее время ситуация изменилась и, естественно, не в пользу Echopilot. Корпорация Navcom, включающая в себя бренды Lowrance, Simrad и B&G, наконец таки обратила внимание на столь привлекательную нишу и выпустила трансдьюсер для впередсмотрящих эхолотов и обновила ПО для SonarHub. Также и небезызвестная компания Garmin представила на рынке новый рыбопоисковый эхолот с возможностью обзора пространства впереди судна. Echopilot и Navcom являются непосредственными конкурентами, так как их продукция схожа между собой, а вот Garmin стоит немного в стороне так как его эхолоты, в первую очередь, заточены для поиска рыб.

Эксперты PBO отобрали для исследования 5 впередсмотрящих эхолотов: 3 модели Echopilot и по одному представителю Simrad и Garmin. Тестирования проходили в гавани Пул в Великобритании.

Echopilot FLS 2D (со стандартным датчиком)

Впередсмотрящий эхолот Echopilot FLS 2D имеет несколько вариантов поставки: со стандартным или профессиональным датчиком. Первый подходит для установки на небольших судах, а второй, соответственно, для крупных представителей водного транспорта. Соотношение цена/качество у вариаций также различное. Прежде чем приступить к рассказу о результатах тестирования хочется сразу отметить тот факт, что это единственная модель из нашего списка с персональным дисплеем.

Монтаж эхолота крайне прост, необходимо только закрепить трансдьюсер в днище, соединить его с дисплеем посредством кабеля и включить питание. На дисплее Echopilot FLS 2D представляется продольное сечение подводного пространства впереди судна. Все отраженные сигналы выводятся на экран в виде скопления разноцветных точек. Цветовая маркировка точки указывает на мощность отраженного сигнала (красный цвет соответствует максимальной мощности)

Регулировка масштаба идет в автоматическом режиме, но возможен переход и в ручной режим. При первом знакомстве с эхолотом управление вызовет некоторые сложности, так как для правильной интерпретации получаемой информации потребуется практический опыт. Например, вертикальная линия из красных и желтых точек, обозначает небольшое препятствие (цепи или сваи). Для определения дальности просмотра впередсмотрящего эхолота, его луч направлялся на глухую бетонную стену. На мониторе препятствие было хорошо видно на расстоянии около 100 метров, более мелкие препятствия отчетливо просматривались с 10-ти метрового расстояния. Для того чтобы небольшие объекты были видны нос судна должен смотреть прямо на них, что обуславливается определенной узостью угла обзора.

Определенные проблемы возникают при прохождении мелких водоемов с илистым дном: в режиме автомасштабирования Echopilot FLS 2D не вполне корректно определяет реальную глубину водоема. В ручном режиме происходит более грамотная фильтрация сигналов, хотя некоторые колебания уровня глубины все равно остаются. Впередсмотрящий эхолот с профессиональным датчиком продуцировал более чистый сигнал, а вот большие препятствия идентифицировал только с расстояния 80 м.

Echopilot FLS Platinum

Обычная комплектация Echopilot FLS Platinum включает бронзовый датчик, интерфейсный и видео блоки. Последний имеет как композитный, так и S-выход (через него данные выводятся на дисплей). Для получения более высокого разрешения эксперты рекомендуют подключать дисплей именно к S-выходу. Управление эхолотом происходит с помощью внешней клавиатуры, которая подсоединяется к видео блоку. Данный впередсмотрящий эхолот очень схож с предыдущей моделью и в своих плюсах, и в минусах:

• информация выводится на экран точно в таком же точечном формате;
• отчетливо разглядеть отвесную стену удается с расстояния 90 м;
• при проходе мелководных водоемов с илистым дном возникают те же трудности с идентификацией настоящей глубины.

Кроме того, Echopilot FLS Platinum не отдает должного внимания узким объектам (например, цепям): они то появляются, то исчезают с экрана. Возможно, это объясняется узким лучом. Во время испытания эхолот транслировал на дисплей данные о сложных скалистых поверхностях, хотя делал это крайне хаотично.

Echopilot FLS 3D (с 2-мя датчиками)

Echopilot FLS 3D является флагманом всей линейки эхолотов данной фирмы. В нем реализован совершенно иной подход, чем в эхолотах других производителях. Комплект поставки модели включает в себя 2 шахты, в каждой из которых находится по 2 датчика. На основе информации, получаемой со всех трансдьюсеров, эхолот транслирует на монитор сегмент подводного пространства шириной 60°.

Для правильной обработки поступающей информации из нескольких источников данный эхолот снабжен специальным микропроцессором. Итоговое изображение в виде 3D картинки является результатом слаженной работы датчиков, интерфейсного блока и процессора. Цветовая градация по мощности отраженного сигнала точно такая же как и в уже рассмотренных эхолотах, поменялась только форма представления материала. 3D изображение легко прочесть даже неопытному пользователю.

Все рельефы отображаются на нем как бы немного сглаженными, а отвесные стены кажутся слегка наклонными. Следует учесть, что для формирования трехмерной картинки у впередсмотрящего эхолота уходит больше времени, что сказывается и на общих результатах. Так, вертикальную стену он видит только с расстояния в 35 метров. Тестировщиков поразил и тот факт, что, при непосредственном приближении судна к отвесной стене, эхолот показывал глубину водоема за ней. При правильно направлении луча береговые линии и мелкие объекты (швартовочные цепи) отчетливо видны. На основе приведенной информации можно заключить, что Echopilot FLS 3D будет незаменимым устройством при прохождении рек и фарватеров.

Simrad Forward Scan ®

Трансдьюсер данного эхолота адаптирован под дисплеи Simrad. Это исключило необходимость присутствия отдельно видео блока, но вот интерфейсный блок для связи плоттера и датчика все же присутствует. Для начала работы впередсмотрящего эхолота достаточно только установить датчик и обновить имеющееся ПО. По умолчанию на дисплей выводятся уже обработанные данные в двухмерном формате. Отличительной особенностью Simrad является отображение максимально вероятного профиля дна. Эхолот Simrad поддерживает одновременный вывод обработанных и «сырых» данных, которые традиционно отображаются в виде разноцветных точек. В режиме трансляции обработанных данных вертикальная стена была идентифицирована с расстояния 60 м, однако при включении дополнительного вывода «сырого» материала, препятствие угадывалось уже с 80 метров. При проходе мелких илистых водоемов линия рельефа пропадает с монитора, поэтому здесь необходимо включить трансляцию необработанных данных. В таком случае дно снова появится на экране, но уже в виде точек. Simrad Forward Scan устанавливается в уже имеющуюся систему, в которой данные о глубине водоема идут от специального датчика. Это обуславливает получение более точной информации о глубине.

Garmin Panoptix PS31 (датчик)

Данный трансдьюсер подключается к плоттерам производства Garmin по сети Ethernet. Помимо самого Garmin Panoptix PS31 в комплектацию входят 2 крепления: для транца и для оси троллингового мотора, с которым трансдьюсер может поворачиваться. Поскольку датчик выступает за край транца под углом 45° и, соответственно, увеличивает силу трение, он совершенно не подходит для парусных судов. К тому же, на большой скорости модель теряет изображение. Предыдущие эхолоты этим не грешат. Устройство предлагает 2 режима просмотра: LiveVu и RealVu 3D. Первый режим стал уже классикой для рыбопоисковых эхолотов: синий фон со смазанными линиями различных цветов в зависимости от силы сигналов. В режиме RealVu 3D эхолот выстраивает трехмерное изображение подводного сектора впереди судна шириной в 60°. Принцип построения и трансляции картинки такой же как и в Echopilot FLS 3D за одним только исключением: эхолот Garmin непрерывно перерисовывает изображение в соответствии с поступающей информацией.

В ходе испытаний Garmin Panoptix PS31 показывал более скромные результаты по дальности определения препятствий. Например, вертикальная стена идентифицировалась им только с 40 метров, но зато детализация изображения была на высоте. В 3D режиме эти показатели еще более уменьшились, зато он поддерживает отображение «сырых» данных, которые накладываются на трехмерный рисунок в виде точек. Поскольку Garmin Panoptix PS31 непрерывно перерисовывает картинку, то, для ее формирования эхолоту постоянно нужны новые данные. По мере удаления от интересующего объекта объем поступающих данных уменьшается и финальная картинка становится все боле фрагментарной. Резюмируя все вышесказанное, можно отметить, что главная задача Garmin Panoptix PS31- максимально точно прорисовать ближайшее окружающее подводное пространство. Это, кстати говоря, совершенно логично для рыбопоискового эхолота.

В заключении следует отметить, что если основная задача приобретаемого эхолота будет предотвращение столкновений, то стоит рассмотреть модели Echopilot и Simrad. Если же в приоритете поиск рыбы, то представитель Garmin прекрасно справиться с возложенными на него обязанностями.