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探鱼器基本工作原理及在筏钓上的应用

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发表于 2016-12-19 18:40:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
探鱼器的工作原理及在筏钓上的应用
一段时间以来,经常有钓友向我咨询一些关于探鱼器的相关问题,比如“有没有关于探鱼器知识的书籍或介绍文章”,比如“探鱼器可不可以探测底层鱼”,比如“我怎么看不到我的铅坠”等等。。。其实探鱼器是一个相对小众的一个技术门类,国内钓鱼人接触的时间不长,相关的经销商也缺乏相应的技术说明能力,有些问题的出现,已经不是使用方法那么简单,必须从基本原理上做一些说明才能更好地了解。所以这次写文,主要是从原理和技术层面去进行阐述,只有了解一定的探鱼器工作原理才能对实际使用中的问题得到理解。
mmexport1481896240066.jpg
探鱼器,顾名思义是用来探测鱼类活动情况的,在说探鱼器之前,绕不过去的就是一个名词“声呐”,说起声呐,应用范围及其广泛,有军事上的,有测绘上的,当然,探鱼器也是其中的一种应用。声呐,其实简单来说就是用发射声波,然后遇到物体反射接受声波,通过发射到接收的时间差,来计算物体距离探头的深度或距离,在实际使用中一般用超声波来实现。
声波有一个特性,就是在水中传播是损耗比较小,在水中的传播速度比空气中更快(每秒1500米左右),这是一般电磁波或光波不具备的特性,我们来看一个下图:
mmexport1481941408731.jpg
这是一个实际使用中探鱼器的回波画面,深度换算成公制大概是5000米,这样一个深度任何光波和电磁波在水中都是无法企及的。所以,声波在水底或水中的探测就顺理成章地成为非常好的媒介。
一般传统的探鱼器发射的都是单波束,相对来说还是比较简单的,波束是一个上小下大的圆锥形,在这个锥面的范围内所有的被照射的物体都会反馈形成回波,一般的探鱼器,都会设置2-3个反射频率,比如我们常用的77KHZ200KHZ。每个频率下的波束锥角都有所不同,如下图示:
mmexport1471309390363.jpg
图示中大家可以清晰地看到两种频率的照射面积是不同的,下面给出一个不同频率和角度照射深度和直径的关系表,在实际使用中不断体会,就会形成一个二维空间的概念,图示:
mmexport1470387669782.jpg mmexport1470387666267.jpg mmexport1470387673273.jpg
有人问,是不是下面的鱼类或物体的体积越大,在屏幕上的显示光点也就越大,某些意义上是可以,但不尽然。因为在探鱼器的内部设置中,它对海底或水中的可能出现的物体预先有一个编程,然后对应回波特有的频谱进行归类比较,然后显示。以我们最熟悉和最想知道的鱼类来说,它是以鱼类的头颅空间和鱼鳔空间来定义鱼的大小。这么说来,同等深度下,一条五斤的大头的回波可能比一条十斤的翘嘴的回波都要显示强烈,因为大头的脑颅空间比翘嘴大的多,在实际的使用中,一些有经验的钓手,看到特别粗的回波也会判断这可能就是大头。下面就是实战中大头鱼的回波图形,看看和一般的翘嘴确实有很大区别:
298000153103118301.jpg
不同的工作频率,其实对鱼类的反射回波也是有不同的表现,如图:
mmexport1481941399509.jpg
为何我们惯常使用50KHZ,77KHZ,83KHZ200KHZ,而不是用反射最强的频段40-50KHZ,其实也是综合了技术实现难度和观察需求满足这两方面的原因。

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 楼主| 发表于 2016-12-19 18:41:21 | 显示全部楼层
经常有人问这样的两个问题,“探鱼器能看到到底鱼吗?”“为何我实际垂钓的深度比探鱼器显示的要深”看似两个问题,其实从原理上来说是一样的,在回答这个问题以前,我们先来看一个画面:
IMG_20161208_103342_看图王.jpg
这是本月去湖南五强溪钓鱼钓鱼时中鱼之后我记录的一个显示画面(贴底的直线是糠饼),三斤左右的红尾,但看不到任何的底层鱼轨迹,我配置的探头是GARMIN GT51,显示器是GARMIN7408,在个人使用探鱼器里面已经算是顶级,这样的配置都看不到,一般的更不用去考虑了!是探鱼器不行,显然不是,这个是由探鱼器的工作原理决定的。我们来看下面的这图:
mmexport1480562756051.jpg
蓝色的鱼是我们在屏幕上看不到的,原因有两个,一,传统探鱼器是单波束发射,对所照射覆盖区域只能显示最高点。二,传统的回波显示其实只是一度空间,就是纵向上显示的深度(每次回波只能显示一个深度,也就是最浅的深度),而横向只代表时间。从这个图,我们可以不难理解,为何要使用不同的频率或者为何要使用双频工作。。。
再假设一种情况,如果我的钓点下面足够大的面积足够平整,那么,按照我的探鱼器的最小分离度设置和显示精度,是完全可以看到底层鱼的活动,但在实际的自然环境这不太现实。
所以,当你拥有探鱼器或想购买探鱼器时,如果有人对你说某某产品可以看到底层鱼,你完全可以表示哈哈!当然,对底层鱼,实时动态探头是可以观察到的(这是完全不同的一种工作方式,下面可以初步介绍)。
筏钓,是探鱼器使用的一个极为特殊的场合,我们来看下面两个图的对比:
575806625890177560_看图王.jpg mmexport1481942475218_看图王.jpg
一个是我们在筏钓时经常看的画面,鱼情反应为比较长的线条,底部基本是一条直线;而另一个画面是在运动的船上,鱼型大部分表现为短的月牙形的显示,底部是凹凸不平的。这说明,在静止的时候,我们只能反应出你照射范围的最高点(也就是最浅的地方),因为静止,鱼类一旦进入你的照射范围,相对逗留的时间也会长一些,那些长长的线其实是代表了时间。而在运动的船上,照射范围的最高点每时每刻都在变化,所以有了那么生动的高低起伏,当然,由于船和鱼都在运动,所以鱼在照射范围内的时间也就相对比较短,线条也比较短。至于运动中的船上探鱼器显示的鱼情为何是一个两头细中间粗的向上拱的月牙形而不是向下,这个问题今天先不说,需要很多篇幅,希望一些高级玩家自己去考虑,等你搞明白这个道理,其实你对探鱼器的理解也就到了非常高的境界了。这个时候,无论是海钓还是筏钓,只要那幅一维的画面出现在你的眼前,一个生动的三维动态画面就会立刻浮现在你的脑海,这时你的探鱼器使用,可称之为炉火纯青。

 楼主| 发表于 2016-12-19 18:42:07 | 显示全部楼层
上次写文,其中谈到探鱼器可以看到1B的铅,其实当时只是想通过这个来说明探鱼器的探测能力,但未曾想很多钓友后来钻了牛角尖,动辄就以能不能看到铅来衡量探鱼器的好坏,其实走偏了。一个配重能不能在显示器上显示出来,关乎很多因素:水质,水流,探头水平度,增益调整,杂波和干扰抑制,还有材质(前面说了,探鱼器并非是完全按照反射物的大小来决定显示,而是按照每样不同物质的反射频谱和显示器里面的固有编程来量化显示),那么,铅,铜,铁或钨钢它们的反射频谱都不相同,怎么能要求一致呢?于我对探鱼器的看法,你想钓的鱼,是一定能显示出来的,哪怕50米深处50克的鱼都会显示的清清楚楚,50克不是我们的对象鱼了吧?!该抑制的抑制,该忽略的忽略,看一个清清楚楚的屏幕不好吗,起码也是赏心悦目。
下面来谈谈关于CHIRP探头和传统探头的不同,CHIRP是最近探鱼器界一个很火爆的名词,但它的原理是什么呢?我们以200KHZ的工作频率为基准来说明问题。
mmexport1481941394010.jpg
说到频率,这里有两个概念,一个是发射频率(200KHZ,这个是什么意思呢,就是每秒发射和接收20万次,另一个是载波频率(超声波)频率范围是20KHZ--500MHZ(至于探鱼器到底用那个频率,无可奉告,这是厂家的技术秘密)。传统的探鱼器其实每次发射的是某一个固定频率的载波,CHIRP其实是发射一组频率的载波,如图:
mmexport1481941411818.jpg
相对于单个频率,一组频率的回波频谱一定是更加丰富,显示器编程对应的量化单元更加精细,对分辨率和观察舒适度是有很大提高的,仅仅是提高而已,在我看来,谈不上革命性的东西。
下面是一个钓友用GARMIN 5DV机器配置GT8 探头实战中拍摄的显示画面,估计不咬钩,要不也无暇去拍照片,哈哈。从这个画面的表达来看,CHIRP探头的回波显示确实让人赏心悦目。。。既然看了这个画面,就让我们一起来解读一下这个画面:
5461191502410400_看图王.jpg
一,在7-20米的范围之内,下方起码有不少于20条对象鱼。
二,鱼体大小大约在1斤左右(显示默认值没有被修改的前提下)
三,鱼的活跃程度中等,部分活跃。
四,从7-20米处显示表示,窝已经起到聚鱼的效果。
五,可能比较难钓,窝子已经引来一群小鱼,还相当密集,对象鱼可能对钓饵不感兴趣。
六,为何感觉对象鱼不大,如果是大的,这些小鱼早就跑光了。。。

 楼主| 发表于 2016-12-19 18:42:44 | 显示全部楼层
对实时动态探鱼器的简单介绍
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其实很多探鱼器的原理设计,并非是为筏钓设计(国外基本没有筏钓),但如何使用到筏钓上来,却很多是因为钓友的聪明才智。短短的一年不到,记得我大概是国内钓友第一个使用动态探头者,当时的初衷是想观察海底石斑冲上来吃螃蟹的实时画面,结果由于在海上的操作环境不适合(水流和波浪起伏太大)而作罢。但有时是无意插柳柳成荫,实时动态探头在短短的半年多时间里面已经被过百的筏钓钓友接受和使用,并且有非常好的实战效果。鞠鞠筏钓的鞠国平先生是这批使用者里面的使用经验最深者和推广者。要说明这个问题,也必须从实时动态的一些实战显示画面和基本工作原理来说明这个问题,对比图:
309688521775600448_看图王.png
刚才说了,传统意义上探鱼器显示其实是一个一维画面,即纵向代表深度,横向代表时间,如下图:
575806625890177560_看图王.jpg
而实时动态探头显示的是二维画面,纵向代表深度,横向代表离探头中心点的距离,如图:
IMG_20161205_105559_看图王.jpg
这样,对下面的对象鱼其实能更精确的定位,也改变了筏钓线组的一些搭配(这是实战中一些高手的灵活应用)。基本可以做到,快速地把钓饵送到离鱼的最近处,这种效果在筏钓这个特殊的钓法中我感觉是有一些革命性的意味,从我接触的几个使用实时动态探头的钓友和他们交流的结果来看,基本都是习惯了新的观察方式之后就弃传统探头不用,大有喜新厌旧的趋势。
下面我们来看看实时动态的探头的工作原理
先看下图:
mmexport1480226225410.jpg
一,探头是有方向性的,这个和传统探头是有区别的。
二,发射波是一个夹角120°的薄型扇面,左右观察区域非常大。
三,发射波不是单一的波束,而是独立的256个发射单元(此数字有待和厂家进一步论证,不影响理解)。
四,扇面波型以正下方为中心点,前后扫描,角度为56°。
五,扫描不是机械式的,而是采用相控阵原理电子开关扫描(有军迷们理解相控阵雷达原理理解这个就相当方便了)
形象地表达一下,就犹如一把有256个扇骨的折叠公子扇,扇柄在上,扇面在下,前后56°的范围内不断摇动,每个扇骨都独立发出声波,独立接收,所以,传统声呐单一脉冲的回波局限性被得到了彻底的改善,你看到的,基本就是下面扫描区域的实时动态,在实际的使用中,调整探头的角度,可以清晰地看到地形的变化。当然,对一些希望看底层鱼的钓友们,我感觉是可以实现了,当你看到那些亮点在湖底滚动时,其实就是底层鱼的运动。
由于实时动态探头本人接触时间不长,加之实际使用的次数有限,具体的一些功能开发会逐步进行,也希望筏友们有兴趣参与讨论与实践。

mmexport1478394338105.jpg
 楼主| 发表于 2016-12-19 18:43:16 | 显示全部楼层
最后,说一下关于干扰的问题,在不大的鱼排上进行垂钓,几台探鱼器互相有同频干扰在所难免,如图:
mmexport1474962133477.jpg
如何尽量减少干扰,建议更多情况下使用高端工作频率,这样波束角度就比较小,相互交叉的机会就小。至于一般的电磁干扰,一盏大功率的灯,一个充电器,边上的一个冰箱。。。。这些都会产生,防不胜防,改变个量程,改变一下探头深浅或重新开个机,或许就好了!电磁干扰其实是很难说清的一个事情,学生时代和我同寝室的同学上课不认真,毕业论文时老师就让他写电磁干扰,不就让他说不清吗?!哈哈
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拥有一台探鱼器,其实是为钓鱼服务的,有没有差异很大,说探鱼器没用的,无非两种人,一种是不想买,一种是真不会用。探鱼器买便宜买贵其实在筏钓上基本没啥差别,关键在于会不会用,是否用的精!我见过很多老船长,用了十几年的探鱼器,还是一知半解,如何从这个单一的一维画面去解读出生动的三维立体,一是需要对探鱼器的原理有一个基本的了解(当然太深也不需要),二是要在使用中积累体会,实战,永远是最好的老师。钓鱼是快乐的,看看探鱼器也是一种快乐,有时就把它当成一个男人的玩具,犹如汽车,买好买差全在自己,就不多说了!
mmexport1481942588699.jpg
此次文章的一些图片,经佳明公司和鞠鞠筏钓同意采纳引用,无非是想图文并茂说明一些问题,有些关于技术,原理或钓法个人见解上肯定存在偏颇,看在义务劳动的面上,各位看官也就将就些吧。最后还是那就老话,祝大家用好探鱼器,多钓鱼,钓大鱼。
欢迎大家交流
653064078913477330.jpg

发表于 2016-12-19 19:20:45 | 显示全部楼层
发表于 2016-12-19 19:33:17 | 显示全部楼层
为筏钓人造福啊!赞一个
发表于 2016-12-19 19:46:40 | 显示全部楼层
发表于 2016-12-19 19:46:47 | 显示全部楼层
谢谢分享
发表于 2016-12-19 20:13:09 | 显示全部楼层
看不懂!城市钓鱼套路深!看来还是适合回农村!
发表于 2016-12-19 20:26:10 来自手机 | 显示全部楼层
高大上
发表于 2016-12-19 21:01:57 | 显示全部楼层
发表于 2016-12-19 23:58:47 来自手机 | 显示全部楼层
原来湖哥在这里
发表于 2016-12-20 06:53:09 | 显示全部楼层
学习一个
发表于 2016-12-20 09:24:01 | 显示全部楼层
老湖辛苦了!!!!!!
头像被屏蔽
发表于 2016-12-20 09:48:56 | 显示全部楼层
湖哥辛苦了
发表于 2016-12-20 09:57:40 | 显示全部楼层
学习了!
发表于 2016-12-20 10:21:59 | 显示全部楼层
学习了,看的不是太懂,但也有个初步的了解
发表于 2016-12-20 10:34:45 | 显示全部楼层
看不太懂、现在钓鱼也要配上科技、果然好爽
发表于 2016-12-20 10:35:25 | 显示全部楼层
湖中人 发表于 2016-12-19 18:43
最后,说一下关于干扰的问题,在不大的鱼排上进行垂钓,几台探鱼器互相有同频干扰在所难免,如图:如何尽量 ...

写的真好,第一次了解的这么专业,谢谢
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