Валерий Евстратов - Эхолоты и GPS навигаторы
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.
Для примера рассмотрим самый маленький прибор с параллельным обзором из большого семейства EchoPilot – эхолот FLS Bronze (рис. 42).
Этот компактный эхолот с размерами 110 × 110 мм легко найдет себе место в любой лодке или впишется в приборную панель даже небольшого катера. Несмотря на свои небольшие размеры, он использует новейшую технологию горизонтальной эхолокации.
Максимальная дальность по горизонту составляет 100 м с возможностью выбора для удобства работы шкал дальности 20, 60 и 100 м. Символ судна всегда смещен на 8 метров от левой границы экрана, чтобы было удобнее оценивать расстояние впереди. Прибор оснащен предупредительной звуковой сигнализацией, срабатывающей при появлении препятствия в любой заданной зоне вплоть до 100 метров.
Жидкокристаллический дисплей с разрешающей способностью 126 × 62 пиксела изготовлен с применением новейших технологий и обеспечивает очень четкое изображение дна водоема. Подсветка экрана позволяет работать с ним даже ночью.
По сравнению с эхолотами с последовательным обзором, выдающим данные с запаздыванием 10– 15 сек, FLS Bronze, напротив, рассчитывает глубину непосредственно под днищем судна путем усреднения данных из первой трети экрана, что дает более точный результат.
Рис. 42. Эхолот с параллельным обзором
Интересной особенностью FLS Bronze является наличие «памяти глубины» – прибор показывает профиль дна не только впереди судна, но также и под днищем и позади судна. Управляется эхолот только двумя кнопками – одна используется для перелистывания и выбора пунктов меню, а другая для изменения выбранных установок. Диапазон дальности меняется автоматически либо вручную простым нажатием правой кнопки.
Эхолот имеет преобразователь только типа «сквозь корпус» (рис. 43), но, в отличие от других преобразователей, он имеет возможность убираться в специальную шахту при наличии опасности поломать его при движении по очень мелкому месту или подходу к берегу, а потом выдвигаться обратно.
Рис. 43. Преобразователи эхолота с параллельным обзором
СРЕДСТВА СПУТНИКОВОЙ НАВИГАЦИИ
В данном разделе речь пойдет о другом помощнике рыбака, способном запомнить удачное место, надежную якорную стоянку, заправку топливом, а затем привести в это место днем, ночью, в тумане. Он может провести вас по заранее составленному маршруту на реке, на озере или в море, поможет выбраться из леса, определить вашу скорость, пройденный путь, направление движения и многое другое. Этот помощник – приемоиндикатор (приемник) спутниковой системы навигации, использующий для определения своих координат информацию, получаемую от расположенных на орбите навигационных спутников Земли.
Принцип работы системы спутниковой навигации
В настоящее время в мире существуют две глобальных системы определения координат – российская ГЛОНАСС и американская NavStar, более известная как GPS (аббревиатура названия Global Position System – глобальная система позиционирования). В настоящее время в полном объеме развернута система NavStar, имеющая на орбите созвездие из 24-х навигационных спутников, обеспечивающих непрерывное навигационное поле на всей поверхности Земли. Система ГЛОНАСС развернута не полностью и пока не обеспечивает постоянного поступления навигационной информации, а приемоиндикаторы, создаваемые отечественными производителями для профессионального судовождения, не пригодны для использования на малых судах. Поэтому в дальнейшем будем знакомиться только с аппаратурой, работающей в системе GPS.
Рис. 44. Принцип определения местоположения приемником GPS
Принцип определения своего места на земной поверхности в глобальной системе позиционирования (GPS) заключается в одновременном измерении расстояния до нескольких навигационных спутников (не менее трех) с известными параметрами их орбит на каждый момент времени, и вычислении по измеренным расстояниям своих координат (рис. 44). Данные о параметрах орбит и системы передаются со спутников и содержатся в т.н. «альманахе», хранящемся в памяти приемника.
Приемоиндикатор системы спутниковой навигации или, как его еще называют, GPS-навигатор или приемник GPS (в дальнейшем мы будем пользоваться обоими терминами) принимает сигналы от спутников, измеряет расстояния до них, и по измеренным дальностям решает задачу определения своих координат – широты, долготы и, при приеме сигналов от 4-х и более спутников – высоты над уровнем моря, скорость, направление (курс), пройденный путь.
Для выполнения этих функций в состав навигатора входят приемник с антенной для приема сигналов, компьютер для их обработки и навигационных вычислений, дисплей для отображения навигационной и служебной информации и клавиатура для управления работой прибора.
Типы приемников GPS
Различают два основных типа приемников – стационарные и носимые.
Стационарные приемники GPSСтационарные приемники предназначены для постоянной установки в рулевых рубках судов и на приборных панелях катеров. Их характерной особенностью является наличие выносной антенны (хотя иногда встречаются приемники с встроенной антенной) и питание от внешнего источника постоянного тока. Они имеют, как правило, крупные жидкокристаллические монохромные экраны с алфавитно-цифровым и графическим отображением информации (рис. 45).
Стационарные приемники имеют широкие функциональные возможности, особенно профессиональные аппараты для морских судов и геодезии.
Рис. 45. Стационарный приемник GPS
Они обладают большим объемом памяти, возможностью решения различных навигационных задач, а их интерфейс предоставляет возможность включения в навигационную систему судна.
Носимые приемники
Как следует из названия, носимые приемники предназначены для работы на ходу – в руке, в кармане, в рюкзаке. Они полностью автономны – имеют малые размеры и вес, встроенную в корпус приемника или внешнюю, устанавливаемую на корпусе, антенну и встроенный источник питания – миниатюрные батареи или аккумуляторы. Такие приемники имеют минимальное количество клавиш, обеспечивающих, тем не менее, достаточно гибкое и оперативное управление. Они имеют полностью герметичный корпус, обеспечивающий надежную защиту от воды и пыли и могут использоваться в самых жестких условиях. Большую популярность носимые приемники получили у рыбаков и охотников, владельцев и капитанов небольших катеров и моторных лодок, спортивных и круизных яхт, т.к. их малые размеры и автономность позволяют использовать их как для штурманской работы в каюте судна, так и в открытой лодке (рис. 46). Такие приемники можно легко положить в карман и спокойно идти с ним в лес, в поле, на рыбалку.
Рис. 46. Носимый приемник GPS
Для расширения возможностей носимых приемников некоторые фирмы изготавливают для них дополнительное оборудование – подставки, кабели для подключения к внешним источникам питания, к другим навигационным приборам и к компьютеру, выносные антенны, стирая тем самым границу между носимыми и стационарными аппаратами.
Отображение навигационной информации
В приемниках GPS используются два способа отображения информации: алфавитно-цифровой и графический (иногда используется термин «псевдографический»). В первом случае для отображения получаемой информации используются цифры (координаты, скорость, пройденный путь и т. п.) и буквенные сочетания, поясняющие цифровые данные – обычно аббревиатуры фраз (например, МОВ – «Man Over Board» или, по-русски – «Человек за бортом!») и сокращения слов (например,
