гидроакустический способ определения размерного состава рыб в скоплениях в естественной среде обитания

Формула изобретения

Гидроакустический способ определения размерного состава рыб в скоплениях в естественной среде обитания, предусматривающий измерения сил цели рыб и углов их расположения относительно вертикальной оси в акустическом луче антенны гидроакустического устройства, выбор размерных интервалов длины рыб в линейном масштабе в диапазоне, охватывающем все размеры рыб, рассортировку сил цели рыб по интервалам сил цели, соответствующим выбранным линейным размерным интервалам, одновременно в два массива данных в соответствии с двумя уравнениями зависимости силы цели от длины рыб, отличающийся тем, что обработка сил цели рыб осуществляется из двух любых центральных частей акустического луча, из одной центральной части акустического луча в соответствии с одним уравнением зависимости силы цели от длины рыб, из другой центральной части акустического луча в соответствии с другим уравнением зависимости силы цели от длины рыб, на основе данных о силах цели рыб для каждого размерного интервала одновременно определяют размерные составы двух любых видов рыб и распределения их сил цели.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к промышленному рыболовству, промысловой и научно-исследовательской гидроакустике, позволяет определять размерный состав рыб в скоплениях в естественной среде обитания (in situ) при выполнении тралово-акустических съемок (ТАС) запасов рыб, при ведении промысла, при исследованиях уловистости тралов и акустических характеристик рыб в зависимости от их вида и размера в среде обитания (in situ).

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по своей сущности является гидроакустический способ определения размерного состава рыб в скоплениях в естественной среде обитания, созданный и используемый в ПИНРО (Патент на изобретение №2189611, Россия, МКИ G 01 S 15/96, заявл. 06.05.2000, опубл. 20.09.2002. - Бюл. №26. - 13 с.).

Использование в 2000-2002 гг. известного способа при выполнении ТАС запасов рыб, исследованиях уловистости тралов и акустических характеристик рыб выявило следующие его недостатки. Обработка сил цели рыб выполняется только из одной центральной части акустического луча, ограниченной углами "(faa)" вдоль и "athw" поперек судна, в соответствии с одним уравнением зависимости силы цели от длины рыб TS_m=B_m*log(TL)+А _m и из полного (всего) акустического луча в соответствии с другим уравнением зависимости силы цели от длины рыб <TS>=B*log(TL)+А для определения распределения сил цели и средней силы цели рыб <TS> in situ, что не позволяет одновременно обрабатывать и сравнивать между собой данные о силах цели рыб из двух любых центральных частей акустического луча при использовании двух любых уравнений зависимости силы цели рыб от их длины и не позволяет одновременно определять размерные составы и распределения сил цели двух любых видов рыб. Эти недостатки существенно ограничивают возможности известного способа.

Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков путем расширения возможностей известного гидроакустического способа определения размерного состава рыб в скоплениях в естественной среде обитания.

Предлагаемый гидроакустический способ определения размерного состава рыб в скоплениях основан, как и прототип, на использовании гидроакустических устройств (эхолотов или гидролокаторов), измеряющих и регистрирующих силы цели TS рыб и углы их расположения в акустическом луче антенны относительно вертикальной оси в продольном "fore-and-aft (faa)" и поперечном "athwart (athw)" направлениях.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе, по сравнению с прототипом, обработку сил цели рыб осуществляют одновременно из двух любых центральных частей акустического луча, ограниченных углами "(faa1)" и "athw1" для первого луча и углами "(faa2)" и "athw2" для второго луча, в соответствии с двумя любыми уравнениями зависимости силы цели от длины TL для двух любых видов рыб, <TS₁ >=B₁*log(TL)+А₁ для первого луча и первого вида рыб и TS₂=B₂*log(TL)+A₂ для второго луча и второго вида рыб, причем углы " (faa1)", "athw1", " (faa2)" и "athw2" любой из двух центральных частей акустического луча можно выбирать от минимального значения до максимального (всего луча), в том числе и равными, а коэффициенты В_i и А_i можно выбирать для двух любых видов рыб i=1, 2, 3,..., m, где i - индекс вида рыб, а m - количество видов рыб.

На основе данных о силах цели рыб для каждого размерного интервала в соответствии с любыми двумя уравнениями зависимости силы цели от длины рыб определяют размерные составы двух любых видов рыб, распределения их сил цели, средние силы цели и средние длины. Сравнение полученных распределений сил цели и размерных составов позволяет с большей оперативностью и точностью определять зависимости силы цели от длины для разных видов рыб (уравнения силы цели) и определять размерный состав рыб в скоплениях в естественной среде обитания (in situ) при выполнении тралово-акустических съемок (ТАС) запасов рыб, при ведении промысла, при исследованиях уловистости тралов и акустических характеристик рыб в зависимости от их вида и размера в среде обитания (in situ).

Способ реализуют следующим образом.

После включения эхолота с реализованным в нем предлагаемым способом, ввода в блок обработки размеров рыб TL, размерных интервалов (TL-интервалов), значений углов двух центральных частей акустического луча от вертикальной оси в продольном "(faa1)", "faa2" и поперечном "athw1", "athw2" направлениях и коэффициентов B₁, A₁, В₂ и А₂ двух уравнений сил цели, блок обработки вычисляет и устанавливает интервалы сил цели (TS - интервалы) и средние размеры рыб <TL> для каждого TL-интервала (размерной группы) в соответствии с двумя уравнениями силы цели, затем после каждого зондирования и приема эхолотом эхо-сигналов от одиночных рыб:

- осуществляет рассортировку и обработку данных о силах цели одновременно в два массива: первый - от рыб, попадающих в первую центральную часть акустического луча, ограниченную углами "(faa1)" в продольном и "(athw1)" в поперечном направлениях; второй - от рыб, попадающих во вторую центральную часть акустического луча, ограниченную углами "(faa2)" в продольном и "(athw2)" в поперечном направлениях;

- по результатам обработки первого массива данных о силах цели рыб определяет распределение сил цели, средние значения сил цели <TS_1j> для каждой размерной группы j и для всех групп <TS₁> и размерный состав рыб данного вида в скоплении в соответствии с уравнением зависимости силы цели от длины рыб для данного вида;

- по результатам обработки второго массива данных о силах цели рыб определяет распределение сил цели, средние значения сил цели <TS_2j> для каждой размерной группы и для всех групп <TS₂> и размерный состав рыб другого вида в скоплении в соответствии с уравнением зависимости силы цели от длины рыб для другого вида;

- после каждого интервала измерений (например, через 1, 5 или 10 миль пути над скоплением) результаты обработки данных о силах цели в обоих массивах в виде оценок размерных составов двух любых видов рыб и распределений их сил цели регистрируются в блоке обработки в виде выходных протоколов в табличной форме и на мониторе блока обработки в виде гистограмм распределений сил цели и размерных составов рыб, после чего блок обработки выполняет следующий цикл обработки и т.д.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом расширяет возможности способа, обеспечивая одновременную оценку размерных составов двух любых видов рыб и распределений их сил цели и более быстрое и точное определение уравнений силы цели для разных видов рыб, что в конечном итоге позволяет повысить точность оценок запасов разных видов рыб гидроакустическим методом.

Фиг.1 и 2, на которых представлены выходные протоколы блока обработки, поясняют преимущества предлагаемого способа по сравнению с прототипом.

Так, на фиг.1 представлены гистограммы распределений сил цели и размерного состава рыб, зарегистрированные на мониторе блока обработки при обследовании одновидовых скоплений путассу предлагаемым способом.

Две шкалы сверху по оси Х - сила цели в дБ для двух уравнений силы цели: TS1 (верхняя строка значений силы цели) и TS2 (нижняя строка значений силы цели); шкала внизу по оси Х - длина рыб в см.

Закрашенная гистограмма - оценка размерного состава и распределения силы цели путассу в скоплении в соответствии с уравнением TS1; незакрашенная гистограмма - оценка размерного состава и распределения силы цели путассу в скоплении в соответствии с уравнением TS2.

Оценки размерного состава путассу гидроакустическим способом совпали с размерным составом путассу в уловах трала при использовании уравнения силы цели TS1, тогда как использование уравнения TS2 приводит к переоценке размеров путассу в 1,6 раза по сравнению с реальными размерами в скоплении.

Это пример экспериментального определения наиболее корректного уравнения силы цели для данного вида рыб.

На фиг.2 представлены гистограммы распределений сил цели и размерного состава рыб на мониторе блока обработки при обследовании двухвидовых скоплений рыб предлагаемым гидроакустическим способом.

Представлена одновременная оценка размерных составов и распределений силы цели двух видов рыб в скоплении (трески и молоди сельди) в Норвежском море в июне 2002 г.

Две шкалы сверху по оси Х - силы цели в дБ для двух уравнений силы цели: TS1 (верхняя строка значений силы цели) и TS2 (нижняя строка значений силы цели); шкала внизу по оси Х - длина рыб в см.

Закрашенная гистограмма - оценка размерного состава и распределений силы цели обоих видов рыб в скоплении в соответствии с уравнением TS1; незакрашенная гистограмма - оценка размерного состава и распределений силы цели обоих видов рыб в скоплении в соответствии с уравнением TS2.

Оценка размерного состава трески длиной от 18 до 98 см гидроакустическим способом (правая часть закрашенной в красный цвет гистограммы) совпала с размерным составом трески в уловах трала при использовании уравнения силы цели TS1, тогда как использование уравнения TS2 приводит к переоценке размеров трески в 2 раза по сравнению с реальными в скоплении (правая часть незакрашенной гистограммы).

Оценка размерного состава молоди сельди длиной от 4 до 18 см гидроакустическим способом (левая часть незакрашенной гистограммы) совпала с размерным составом в уловах трала при использовании уравнения силы цели TS2, тогда как использование уравнения TS1 приводит к переоценке размеров молоди сельди и тоже в 2 раза по сравнению с реальными в скоплении (левая часть закрашенной гистограммы).

Это пример экспериментального определения наиболее корректных уравнений силы цели для одновременного определения размерных составов данных двух видов рыб.

Предлагаемое изобретение позволяет с большей оперативностью и достоверностью определять размерный состав рыб в скоплениях в естественной среде обитания (in situ) при выполнении тралово-акустических съемок (ТАС) запасов рыб, при ведении промысла, при исследованиях уловистости тралов и акустических характеристик рыб в зависимости от их вида и размера в среде обитания (in situ).