什么是CHIRP调频声纳技术及其优点是什么?

2017-09-15 14:46:44 548

当今最新的鱼探技术就是CHIRP调频声纳技术。 CHIRP的缩写为Compressed High-Intensity Radar Pulse,其技术理论原理是起始于50年代基于军用雷达领域至今成熟的应用,对频谱进行频率压缩并调制,进而提高探测距离和目标分辨率。美国Garmin是第一家首次将此军用雷达技术在鱼探测深领域民用化的公司;美国Airmar公司配合设计生产出对应的CHIRP调频声纳探头。

在目前四大航海电子设计制造商中,分别代表各自公司CHIRP调频声纳技术性能最高水平的产品分别为:

    - Garmin GSD26
    - Simrad BSM-2
    - Furuno DFF1-UHD
    - Raymarine CP450C

传统声纳是基于发射一个或两个不同频率的超声波脉冲,通过衡量声波发射与在水中受到鱼群或其它目标的阻碍反射产生回波的时间间隔,确定鱼群或目标所在的深度;测量接收获得的回波振幅结构与强度来进行数据分析与处理,进而判断水下目标的大小、分布与数量等。总体来讲靠单个频率的脉冲所能获得的数据信息量是十分有限,而且超声波脉冲要穿越水层抵达目标需要一定的间隔,而脉冲长了也会将水下多个目标混淆。许多号称数字高清的鱼探声纳技术,大多数也只是在软件分析处理和显示液晶屏幕像素方面作改进,而对原始数据源方面并没有什么变化。 传统声纳的效果就可以理解为类似调幅AM收音机。

 

CHIRP调频声纳技术是利用扩展频谱脉冲压缩技术,通过发射一组一组延长了的并具有更好水下穿透能力的从低到高连续频率的合成压缩脉冲对水下鱼群和目标进行探测。通过DSP数字处理单元对包含有各种频率成分的合成回波之时间和强度进行分析处理,从而获得更加高清分辨率的鱼群或目标图像。

一般CHIRP调频声纳根据工作深度和使用要求不同,一般分为三个工作频段:

    【低频段】28-65kHz 最深可达3048米
    【中频段】85-135kHz 最深可达1981米
    【高频段】130-210kHz 最深可达1005米

由于CHIRP调频声纳使用了比较宽的系列频率,也就可以使得鱼探仪的声纳处理单元可以根据更加丰富的原始数据源处理获得更加准确与清晰的鱼群目标和水下地形结构的图像。 CHIRP调频声纳的最大特点就是鱼群目标清晰、目标之间的分离度高、画面简洁一目了然。 CHIRP调频声纳的效果就可以理解为类似调频FM收音机。

 

我们可以看到:在传统声纳的每一个声波中只包含有单一的频率,而在CHIRP调频声纳的每一个压缩脉冲中包含着一组的系列频率。正是由于这一系列的频率所获得的不同信息,从而提高了鱼群目标之间的分离度和量程分辨率。

鱼群在中层水域的画面:

两条大鱼目标在底层,但是可以清晰地将其与附近的饵鱼群实现分离:

活跃鱼群的运动轨迹:

深水区域的实测效果:

市场上流行的单频段 Airmar B175 1kW CHIRP穿舱铜探头:

市场上流行的双频段Airmar B265LH 1kW CHIRP穿舱铜探头:

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