Что такое chirp в эхолоте
Что такое CHIRP применимо к эхолотам.
Что такое CHIRP?
CHIRP расшифровывается как Compressed High-Intensity Radiated Pulse — переводится как сжатый высоко-интенсивный излучаемый сигнал, по русски — линейная частотная модуляция (ЛЧМ).
Применяется в радио- и эхолокации в качестве способа формирования и обработки зондирующего импульса. Применение CHIRP-сигнала позволяет повысить точность измерений и ясность в получении изображения и характеристик зондируемого объекта.
Технология была разработана в 50-е годы для улучшения работы радаров, а потом доработалась и для сонаров.
CHIRP в эхолотах.
Все ведущие современные производители эхолотов стараются использовать данную технологию. Некоторые производители правда применяют ее в маркетинговых целях. К примеру в некоторых эхолотах одного из ведущих производителей ( не буду называть его бренда для избежания конфликтных ситуаций, но сделаю подсказку — это производитель одних из самых распространенных на Украине и странах бывшего СССР эхолотов ) пишет на своих моделях «CHIRP». Но в базовых конфигурациях своих эхолотов датчика который работает с этой технологией не поставляет. Соответственно никакого CHIRP там нет. Датчик можно докупит только опционально.
Сигнал датчика традиционного эхолота
Сигнал датчика CHIRP эхолота
Преимущество применения CHIRP в эхолотах.
До применения этой технологии в эхолотах излучался одиночный импульс заданной частоты и обрабатывался отраженный сигнал от объекта. Недостаток этого метода — минимальное количество получаемой информации и низкая помехозащищенность. Что соответственно приводит к низкому качеству получаемой информации и плохому качеству визуализированию на экране эхолота.
Эхолоты применяющие технологию CHIRP издают сразу «пачку» сигналов со сдвигом каждого по частоте. После чего приемник ( который рассчитан на прием сигналов в более широком спектре частот ) принимает и обрабатывает весь частотный спектр отраженных сигналов. Что позволяет в разы повысить помехозащищенность сигнала и информативность данных об объектах от которых отразился сигнал. Что в конечном итоге отражается в четкости картинки на вашем эхолоте. К примеру на экране эхолота вы сможете увидеть намного более мелкие объекты и получить их четкое изображение.
В каких датчиках (преобразователях) эхолота используется CHIRP?
CHIRP используется в низкочастотных ( 50, 77, 83, 170, 200 … 230 кГц ) и высокочастотных ( 320, 380, 455 … 800 кГц ), а также в датчиках бокового сканирования ( SideVision, Sidevu, StructureScan )
Итоги.
Все что изложено выше — лишь общая картина принципа работы ЛЧМ. Кроме вышеизложенного эта технология решает некоторые вопросы рефракция и дифракции звуковых волн. Но эти вопросы выше моих скромных познаний.
Как толковать показатели эхолота CHIRP+
Как понимать показатели Deeper CHIRP+ и CHIRP+ 2: толкование данных на экране приложения
чтобы ловить больше, быстрее и эффективнее
Что такое CHIRP и как это работает
CHIRP расшифровывается как «сжатый высоко-интенсивный излученный импульс». Сложное название этой технологии означает, что с ее помощью вы увидите рыбу, которую не покажут другие эхолоты. Почему? Обычный эхолот посылает одночастотные импульсы. Поскольку количество отраженных одночастотных импульсов незначительно, ясность и четкость формируемых эхолотом изображений тоже получается невысокой. CHIRP посылает непрерывный поток импульсов на разных частотах (от низких до высоких) и интерпретирует каждый отраженный импульс индивидуально в соответствии с его частотой. Так как непрерывное сканирование с помощью CHIRP дает гораздо больше информации, эхолот с CHIRP способен создавать более чистые и четкие изображения.
Благодаря четкости изображений на экране, модели CHIRP+ и CHIRP+ 2 идеально справляются с поиском нужной рыбы и определением структуры и однородности дна, а самое главное — они позволяют различать цели и объекты, обеспечивая вам стратегическое преимущество во время охоты на конкретные виды рыбы.
Выявление рыбы
Рыба отображается на экране в виде дуги или прямой линии. Когда рыба проплывает сквозь луч эхолота, она отражает импульсы от одного края луча, его средней части и другого края луча. Отраженные импульсы от краев луча возвращаются медленнее, чем отраженные импульсы от его средней части. Дуга — это рыба, которая проплыла сквозь луч эхолота, а прямая линия — это рыба, которая находится прямо под эхолотом.
При распознавании рыбы обращайте внимание на следующее:
Определение размера рыбы
Рыбаки часто ошибаются, принимая длинные дуги за крупную рыбу. Длинная дуга всего лишь означает, что рыба дольше находилась в области сканирующего луча.
Одиночные рыбы
Лучший показатель размера рыбы — ширина дуги, которая ее отображает. Толстой интенсивно окрашенной дугой или линией отображается крупная рыба.
Косяк рыб
Косяки рыб разного типа отображаются в виде групп маленьких дуг или интенсивно окрашенных густых скоплений.
Найденные объекты
Найденные объекты — растительность, углубления и обрывы — имеют важное значение для определения местонахождения нужных видов рыбы.
Простыми словами о современных эхолокационных технологиях, или что такое BroadBand, DownScan, StructureScan, CHIRP
Принцип работы эхолота прост. Датчик излучает в воду ультразвуковой сигнал. Тот доходит до препятствия и отражается от него. Датчик принимает отраженный сигнал и фиксирует время, которое прошло между излучением и приемом t. Зная скорость распространения звука в воде v, можно посчитать расстояние до препятствия по формуле S=v*t/2. Почему делим на два? Потому что сигнал прошел двойное расстояние, туда и обратно.
Однако рыболову, желающему в наше время впервые приобрести эхолот, приходится сталкиваться с большим количеством непонятных терминов. 2D сонар с чирпом, даунскан, SideVü, голова идет кругом, и жалко тратить время для перелопачивания большого количества интернет-ресурсов, чтобы во всем разобраться. Поэтому мы решили написать статью, в которой простым языком, в одном месте и по возможности кратко будет рассказано обо всех этих чудесах эхолокации.
Старая добрая классика: Broadband, 2D Sonar
Начнем мы сначала, с классического эхолота. То, что теперь называется BroadBand, 2D, эхолот, широкополосный эхолот, сонар, классический сонар. Технология старая, но не потерявшая своей актуальности! В чем ее особенность?
Особенность в том, что датчик излучает сигнал в форме конуса. Выглядит это примерно так:
Рис.1 Классический двухлучевой эхолот
Здесь показан пример двухлучевого эхолота с лучами 20 и 60 градусов. Более широкий луч просвечивает больший объем воды и видит больше рыбы. Зато в этом луче не видеть ничего на дне, кроме плавного изменения глубины, все детали дна замываются. Узкий луч рисует дно более подробно, чем широкий, но рыбу ищет хуже.
Рыба на экране классического эхолота показывается в виде дуг. На рисунке ниже показано, почему так происходит.
Рис.2 Как формируются дуги
Пусть лодка движется, а рыба неподвижна. Рыба попадает в край луча в точке А, затем проходит через центр В и затем выходит из луча в точке С. В моменты А и С рыба находится дальше от датчика, чем в момент В, когда рыба близка к оси конуса излучения (в этот момент расстояние от рыбы до датчика минимально). Так и образуется дуга на экране.
Преимущества классического эхолота: большой объем просвечиваемой датчиком воды, легче найти рыбу, светит глубоко (несколько сотен метров – не проблема).
Недостатки классического эхолота:
Мертвая зона существует даже при ровном дне. На рисунке показано, какая рыба будет видна на экране эхолота, а какая сохранит свое присутствие в тайне, потому что находится в мертвой зоне.
Что такое нижнее сканирование
Мысль конструкторов не стояла на месте, и несколько лет назад появились принципиально другие эхолоты, форма луча которых напоминает не конус, а дольку лимона.
Рис.4 Форма луча классического эхолота и эхолота нижнего сканирования DownScan
На рисунке представлен пример эхолота, совмещающего в себе один классический луч, и один луч нижнего сканирования. Здесь необходимо сказать, что разные производители по-разному называют эту технологию. У Garmin это СlearVü (Vü – видимо, от View), у Lowrance это DownScan, у Humminbird – DownImage. Но суть везде одна: датчик излучает луч не в форме конуса, а в очень узком в продольном и широком в поперечном направлении. Что получает при этом рыболов, и что он теряет?
Проще начать с того, что теряется. Объем просвечиваемой воды гораздо меньше, чем в случае классического эхолота. Поэтому, если вы ловите с якоря, в луч будет попадать гораздо меньше рыбы. В продольном направлении угол раствора луча составляет буквально несколько градусов, шаг вперед-назад, и рыба в луч не попадает. При ловле с якоря DownScan ничего не дает, и в этом случае лучше пользоваться обычной классикой.
Совсем другое дело при ловле в движении или во время поиска рыбы. Тут преимущества DownScan проявляются во всей красе. За счет того, что луч в направлении движения лодки очень узкий, разрешение картинки у DownScan гораздо выше, чем у классического эхолота.
Рис.5 Пример картинки с DownScan
Пример картинки с Lowrance Elite DSi. Детализация, при которой на затопленных деревьях видна каждая веточка. Для классического эхолота такая детализация недостижима в принципе. Вместо дерева на экране был бы размытый бугор.
Рис.6 Еще один пример картинки с DownScan
Еще один пример – упавшее дерево на DownScan. А под ним стоит стая рыб.
Не будем перегружать статью красотами подводного мира, любой желающий может самостоятельно набрать в строке поиска браузера DownScan Imaging и насладиться видами затопленных кораблей, автомобилей, мостов, деревьев, камней и прочего.
Но как же DownScan отображает рыбу? В случае классического эхолота рыба показывалась дугами. Рыба входила в конус, проплывала его за довольно продолжительное время (или конус проходил через рыбу), за это время рисовалась дуга. Теперь конуса нет, луч узкий, при движении лодки рыба попадает в луч на короткое время и тут же выходит из него. И на экране эхолота она видна не как дуга, а как пятно. Стая малька может выглядеть как облачко. Пример ниже.
Рис.7 Рыба на классическом эхолоте и на DownScan
Слева на экране панель классического эхолота, справа – DownScan. Видно, что классический эхолот даже не отделил рыбу от дна, возможно из-за того, что рыба находится в мертвой зоне. Однако DownScan при проходе поперек бровки четко показал как стайку мелочи (показана зелеными стрелками), так и отдельных более крупных рыб (показаны черными стрелками).
Если рыба крупная, и удачно сориентирована по отношению к лучу, то можно наблюдать и такую картинку:
Рис. 8 Примеры отображения крупных рыб на DownScan
Размер пятна рыбы на экране зависит от времени пересечения рыбой луча DownScan. Чем крупнее рыба, и чем медленнее она движется относительно лодки, тем след крупнее.
Как видите, качество изображения по сравнению с классикой отличается как день от ночи. Необходимо отметить, что для наилучших результатов при использовании технологии DownScan лодка должна двигаться медленно и равномерно, чтобы луч DownScan работал как оптический сенсор копировального аппарата.
Преимущества DownScan:
Недостатки DownScan:
Пример приборов, совмещающих классический сонар и нижнее сканирование: Garmin Striker Vivid 4cv и эхолот-картплоттер Garmin Echomap UHD 63cv.
Что такое боковое сканирование
Возьмем два луча DownScan и направим их не вниз, а направо и налево. Мы получили боковое сканирование. И снова необходимо сказать, что разные производители по-разному называют эту технологию. У Garmin это SideVü, у Lowrance это StructureScan, у Humminbird – SideImage. Названия разные, суть одна.
Рис.9 Форма лучей эхолота с боковым сканированием StructureScan
На рисунке показан пример эхолота, имеющего в арсенале двухлучевую классическую часть и два луча бокового сканирования. На самом деле датчики бокового сканирования обычно включают в себя и нижнее сканирование, но сейчас это неважно. Итак, мы видим два узких луча, светящих в стороны от лодки. Как показать на экране все богатство информации, которую получает теперь эхолот? Для этого придется сменить точку зрения. 🙂 Если в случае классики и нижнего сканирования мы смотрели на толщу воды сбоку, то теперь смотрим на воду сверху. Если раньше лодка на экране находилась вверху справа, а развертка осуществлялась справа налево, то теперь лодка находится в верхней части экрана посередине, а развертка идет вниз.
Рассмотрим подробнее, что показывает нам экран эхолота, работающего в режиме StructureScan.
Рис.10 Пример картинки с экрана эхолота с боковым сканированием StructureScan
Вот пример такой картинки. Развертка, напоминаем, сверху вниз, лодка наверху посередине экрана. Формируется такая картинка следующим образом. Столб воды вместе с дном по обе стороны от лодки развертывается в одну плоскость и показывается на экране.
В результате от середины (A) экрана в обе стороны до точки (С) показан столб воды (B) под лодкой. Он отображен темной полосой посередине экрана. Полуширина этой полосы равна глубине. На нашем примере на рис. 10 глубина составляет примерно 30 футов. Дальше к краям экрана уходит дно. Обратите внимание, что стоящие на нем объекты отбрасывают тени, как будто мы светим фонарем в стороны от лодки. Собственно, мы им и светим, только фонарь у нас не оптический, а ультразвуковой. Более светлые места на экране – это участки, от которых луч отразился сильнее. Темные участки – это тени от возвышающихся объектов, от них луч отразился слабее. Получается будто мы смотрим на осушенное дно сверху, подсвечивая его сбоку, видим все объекты на дне с отбрасываемыми ими тенями, а вода куда-то исчезла. На нашем примере на рис. 10 слева от лодки мы видим крупные валуны и стволы деревьев, а справа – отдельно стоящие затопленные деревья с ветками.
Как и в случае с DownScan, отсылаем читателя в поиск по интернету для ознакомления с другими красивыми картинками со StructureScan, здесь лишь кратко остановимся на том, как StructureScan показывает рыбу.
Рис. 12 Стаи рыбешки на StructureScan
Стаи рыбьей мелочи прямо под лодкой на StructureScan (слева), DownScan (справа наверху) и классический эхолот (справа внизу). Автор снимка предполагает, что форма этих стай в виде полумесяцев прямо указывает на то, что на мелкую рыбу охотится крупная рыба, и мелочь старается увернуться. Помним видео охоты марлинов на стаю мелкой сельди, и как стая изменяет форму при атаках хищника? Вот тут тоже самое.
Рис.12 Рыба в боковых лучах StructureScan
На рис.12 глубина около 15 футов. Слева в боковом луче видна стая рыбы в толще воды (в толще, потому что теней не видно, они за границей экрана). Справа видны светлые черточки с тенями – более крупная рыба у дна.
Как видно из приведенных примеров, идентификация рыбы на DownScan и StructureScan более сложна, чем на классическом эхолоте. Тут вам нет никаких четких дуг, и тем более режима Fish ID. Интерпретация картинки требует определенного опыта. Здесь я не буду распространяться далее на эту тему, желающим узнать больше советую познакомиться со статьями Сергея Никулина “Видовая идентификация рыб с помощью рыбопоисковых технологий Lowrance” и “StructureScan: next level”.
Что такое CHIRP?
Что это дает рыболову? Прибор обрабатывает отраженный сигнал сразу на нескольких частотах и извлекает из него больше информации. По утверждению производителей при этом улучшается шумоподавление, растет чувствительность, становится возможным различать рядом стоящих отдельных рыб (улучшается разделение целей). На практике же разница между эхолотами без CHIRP и с ним невелика, особенно на небольших глубинах. По крайней мере нам не удалось найти источники, в которых ясно демонстрируется безоговорочное преимущество CHIRP в сравнительном анализе с эхолотом без CHIRP.
Рис. 13 Сравнение CHIRP и не CHIRP
В настоящее время практически все эхолоты используют технологию CHIRP, причем как в классическом сонаре, так и в нижнем и боковом сканированиях.
Зачем нужен датчик эхолота и как он работает?
С помощью эхолота вы можете сосредоточить свою рыбалку там, где находится рабы, например, скалы, обрывы, канавы, деревья и т.д. Без эхолота поймать рыбу гораздо сложнее, поскольку вы не знаете, где ее искать места и где она любит прятаться.
ЧТО ТАКОЕ ТРАНСДЬЮСЕР?
Датчики, обычно устанавливаемые на транце лодки, внутри корпуса или на троллинговом моторе, передают эхолокационные сигналы (пинги) в толщу воды, а затем принимают эхо-сигналы отражающиеся от находящихся в толще воды объектов.
CHIRP СОНАР
Датчики с технологией CHIRP позволяют видеть рыбу, структуру и дно с высокой четкостью — прямо из коробки и обеспечивает наилучшее отображение отдельных целей, даже когда они находятся близко ко дну или собраны в плотные группы.
DOWNSCAN С ФУНКЦИЕЙ ОБНАРУЖЕНИЯ РЫБЫ
DownScan Imaging™ облегчает определение нахождения рыбы по отношению к структуре, предоставляя изображения камней, деревьев, состава дна и других подводных структур под лодкой. FishReveal™ использует изображения высокого разрешения DownScan Imaging и сочетает их с CHIRP и традиционными изображениями сонара CHIRP, облегчая поиск рыбы.
SIDESCAN — ACTIVE IMAGING
Идеально подходит для поиска рыбы на больших территориях. SideScan обеспечивает обзор до 180 метров в каждую сторону от лодки, позволяя вам отсканировать больше воды за более короткий период времени, а также просматривать места, слишком мелкие для вашей лодки — например, рядом с берегом или отмелью. Active Imaging 3-в-1 объединяет наши самые популярные сонары — CHIRP, SideScan и DownScan Imaging™ — в одном трансдьюсере.
ВПЕРЕДСМОТРЯЩИЙ ACTIVETARGET СОНАР
Возможность видеть, что происходит перед вашей лодкой. ActiveTarget Live Sonar передает изображение рыбы, плавающей вокруг структуры и реагирующей на вашу приманку — в тот момент, когда это происходит. Благодаря просмотру изображений рыбы в реальном времени, вы можете быстро внести свои коррективы. ActiveTarget также имеет режимы просмотра «вниз» и «скаут».
STRUCTURESCAN 3D
Получите реальное трехмерное изображение рыбы, структуры и контура дна. Это облегчает понимание того, где рыба и как она расположена по отношению к вашей лодке.
СТРУКТУРНОЕ СКАНИРОВАНИЕ
Сканирующий гидролокатор, передающий сигнал на частотах 455 кГц или 800 кГц, обеспечивает высокое разрешение изображения по бокам (SideScan) и под лодкой (DownScan Imaging). Частота 800 кГц обеспечивает наиболее четкое разрешение на малых глубинах, а частота 455 кГц обеспечивает наилучшее качество изображения на глубинах до 90м.
HDI
HDI – это датчик, сочетающий в себе традиционное широкополосное сканирование и DownScan.
ОДНОЭЛЕМЕНТНЫЕ ДАТЧИКИ
Датчики с одним пьезоэлементом способны передавать две чередующиеся частоты. Например, HST-WSBL может передавать частоты 83 и 200 кГц или средние и высокие диапазоны CHIRP.
МНОГОЭЛЕМЕНТНЫЕ ДАТЧИКИ
Работают также как и одноэлементные датчики, но состоят из нескольких (иногда многих) пьезоэлементов. Это позволяет им быстрее увеличивать и уменьшать частоту, что улучшает соотношение сигнал/шум. Также такие датчики более надежны, поскольку большие одиночные элементы более хрупкие.
КАК РАБОТАЕТ СОНАР?
Сонар – это прибор, используемый для определения глубины и наличия объектов в воде путем отправки сигнала под воду и последующего приема его эха. Эхо возникает, когда исходный сигнал отражается от дна и объектов в толще воды между датчиком и дном. При поиске рыбы датчик показывает рыбу в виде частичной дуги или прямой линии, в зависимости от движения рыбы и лодки.
ШИРОКОПОЛОСНОЕ СКАНИРОВАНИЕ
Широкополосное сканирование, являющееся более старой технологией, посылает одночастотные сигналы на частотах 200 кГц, 83 кГц или 50 кГц. Высокие частоты (200 кГц) обеспечивают наилучшее разрешение, а низкие частоты (50 кГц) позволяют достичь большей глубины.
CHIRP
Обеспечивает более качественное изображения за счет непрерывного сканирования в диапазоне частот — обычно 28-51 кГц (низкая), 85-155 кГц (средняя) или 140-250 кГц (высокая) — что создает более полное представление о дне и объектах в толще воды.
УГОЛ СКАНИРОВАНИЯ
Традиционные эхолоты всегда передают звуковые волны в форме цилиндрического конуса. Угол луча и размер конуса зависят от частоты, на которой работает датчик. Размер конуса определяет, какую часть водоема вы можете видеть в любой момент времени, чем шире угол, тем больше площадь.
Например, у большинства 200кГЦ преобразователей угол конуса составляет менее 20 градусов. Если вы рыбачите на глубине менее 3 метров, диаметр конуса на дне составит менее 1 метра, что снижает вероятность того, что рыба попадет в зону видимости на этой глубине. Также важно отметить, чем шире угол луча, тем ниже разрешение.
ВАЖНОСТЬ ЧАСТОТ
Для мелководья нужны средне- и высокочастотные датчики (от 80 до 200 кГц). Высокие частоты дают изображение с более высоким разрешением, но они не проникают далеко в воду. Для глубоководной рыбалки вам нужны низкочастотные датчики(около 50 кГц).
Некоторые датчики способны работать на нескольких частотах или диапазонах, что позволяет использовать их одновременно.
ВЫБОР ПРАВИЛЬНОГО ТРАНСДЬЮСЕРА
При наличии такого большого количества различных типов датчиков выбор подходящего может показаться сложной задачей. Эта схема поможет определить сценарии использования того или иного датчика Lowrance. Если вы ловите рыбу в прудах, озерах, прибрежных зонах или в море, у нас есть датчики, которые помогут вам найти больше рыбы.
На диаграмме A1 и B1 лучше использовать широкий луч с мощностью 300 или 600 Вт, C1 — то же самое, за исключением мощности — 1 кВт. B2, C2, B3 и C3 — низкие и все они требуют узкого луча и мощности 600Вт или 1 кВт.
УСТАНОВКА И МОНТАЖ ТРАНСДЬЮСЕРА
Установка и монтаж трансдьюсера
Lowrance предлагает решения для установки датчиков на любой тип лодки и большинство каяков. Места установки зависят от типа лодки.
Трансдьюсеры, устанавливаемые на транце
Один из наиболее распространенных методов установки, датчики, устанавливаемые на транце, обычно имеют конструкцию «скиммер», которая позволяет воде плавно проходить над поверхностью датчика, когда лодка находится в горизонтальном положении.
Совет по установке на транец
При установке датчика на транце сначала прикрепите к корпусу пластиковую пластину. Это не только избавит вас от необходимости сверлить отверстия непосредственно в транце, но и улучшит обтекание преобразователя водой.
Крепление на троллинговый мотор
Многие трансдьюсеры Lowrance могут быть установлены на троллинговый мотор с помощью кронштейна, специально разработанного для определенного датчика. Другие можно установить с помощью одного из стандартных кронштейнов
Крепление на корпусе лодки
При установке на корпусе датчик крепится эпоксидной смолой к днищу стеклопластиковой лодки, передавая сигнал через дно корпуса.
Крепление в корпусе
При установке датчика в корпус, трансдьюсер устанавливается через отверстие в днище лодки.
Блок обтекателя
Используется при установке корпуса, блок обтекателя вырезается в соответствии с килеватостью корпуса, чтобы обеспечить плавный поток воды через датчик.
Килеватость
Для корпусов, имеющих форму крыла, килеватость — это угол наклона корпуса по отношению к горизонтальной плоскости под килем судна. Учитывая, что большинство корпусов имеют определенный угол килеватости, необходимо выровнять датчик так, чтобы луч был направлен вертикально вниз. Это позволит лучу гидролокатора эффективно отслеживать дно моря/озера/реки, чтобы обратный сигнал был принят датчиком.