Эхолоты и GPS навигаторы

Основное назначение сонаров – обзор подводного пространства перед судном и обнаружение препятствий перед ним. Существуют два метода обзора подводного пространства – последовательный и параллельный. При последовательном методе обзор ведется в вертикальной либо в горизонтальной плоскости узким ультразвуковым лучом с последовательным перемещением луча в просматриваемом пространстве (рис. 37). Параллельный обзор ведется несколькими лучами одновременно, при этом изображение на экране (рис. 38) обновляется непрерывно, в реальном времени, что очень важно для высокоскоростных судов.

Основу эхолота переднего обзора составляет сложная фазированная гидроакустическая антенна, состоящая из нескольких одновременно работающих преобразователей. Формирование луча или нескольких лучей и управление ими осуществляется за счет изменения фазовых сдвигов между элементами антенны.

По принципу обзора существуют два вида приборов – с вертикальным и с горизонтальным сканированием. В первом случае обзор ведется в вертикальной плоскости в секторе 90° от поверхности до дна. При таком виде сканирования на экране отображается профиль дна перед судном, подводные препятствия, косяки и отдельные экземпляры рыб (рис. 39). Дальность до препятствий или мелей определяется по шкале на экране. Шкала дальности и глубин может устанавливаться автоматически или вручную.

Рис. 37. Последовательный обзор

Рис. 38. Параллельный обзор

Сонары с горизонтальным сканированием осуществляют обзор по горизонтали в секторе ±45° или ±90° (рис. 40). На экране в этом случае отображаются отметки мелей и других подводных препятствий, находящихся перед судном, позволяющие судоводителю ориентироваться при плавании в сложной навигационной обстановке.

Рис. 39. Вертикальный обзор

Рис. 40. Горизонтальный обзор

В настоящее время производятся эхолоты с одним видом обзора, либо с двумя одновременно.

В этом случае они оснащаются либо двумя преобразователями, либо одним преобразователем с двумя антеннами в одном корпусе.

Помимо основного режима, в сонарах 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 (рис. 41).

Все перечисленные сонары содержат излучатель для установки на транец либо на днище судна, и дисплей с монохромным или цветным жидкокристаллическим дисплеем в водостойком исполнении, 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 эхолоты с цветным экраном имеют вход для работы с видеокамерой.

В настоящее время эхолоты переднего обзора производят две компании – американская Interphase Tecnologies (эхолоты с последовательным обзором) и английская компания EchoPilot Marine Electronics (эхолоты с параллельным обзором).

Рис. 41. Изображение с разделением экрана

Особенности работы эхолотов

Эхолоты с последовательным обзором

Как отмечалось ранее, обзор подводного пространства в таких эхолотах осуществляется путем последовательного, шаг за шагом, 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. 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.

Эхолоты с параллельным обзором

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.