Гидроакустический двухчастотный программно-технический комплекс "AsCor"
Комплекс “AsCor” предназначен для количественной оценки запасов гидробионтов гидроакустическим методом в реальном и отложенном времени в научных и прикладных рыбохозяйственных работах на внутренних водоемах и прибрежных районах морей.
![](img/ascor.png)
Парадигмой создания системы является объединение серийно выпускаемых изделий (рыбопоисковых эхолотов, приемников глобальной навигационной системы GPS и электронно-вычислительных устройств) в единый комплекс, нацеленный на решения задач метода, и возложение метрологического обеспечения метода на программное обеспечение системы.
Состав аппаратной части определяется разработчиком под требования заказчика и под конкретные условия проводимых исследований. Основные технические характеристики одной из модификаций представлены в таблице:
Основные характеристики комплекса «AsCor»:
Электрическая мощность на антенне, Вт | 300 |
Рабочая частота, кГц | 50/200 |
Ширина направленности антенны на уровне -3 дБ, град. | 45.6/14.2 |
Частота следования посылок, Гц | 6 - 0.5 |
Длительность посылки, мс | 0.2 - 0.8 |
Максимальная дистанция регистрации одиночной рыбы, силой цели -50 дБ (8 - 10 см), м | до 300 |
Программное обеспечение.
Программная часть комплекса «AsCor» предназначена для использования на компьютерах платформы х86 под управлением ОС “Windows” и состоит из двух частей:
- программы сбора информации, используемой непосредственно на съемках;
- программы камеральной обработки полученных данных.
Программная часть сбора информации в реальном масштабе времени обеспечивает:
- аналого-цифровое преобразование эхосигнала с программируемыми частотой выборки и усилением, ввод массива за посылку в компьютер при частоте следования посылок 10 – 0.5 Гц;
- преобразование элементов целочисленного массива в логарифмические значения амплитуды;
- программную корректировку значений элементов массива по закону 40Lg R с учетом параметризованных значений скорости звука, коэффициента затухания и значений коэффициентов усиления ВАРУ эхолота;
- масштабирование элементов массива относительно реперного значения амплитуды, определяемого по стандартной методике гидроакустической калибровки по эталонной цели;
- автоматическое определение положения дна с динамическим определением значения донного дискриминатора, учетом длительности донного сигнала, его формы и наследования ожидания донного сигнала по предыдущим реализациям для более полного учета придонных объектов;
- визуализацию процесса в привычном виде движущейся эхограммы, цветной или черно-белой (по выбору пользователя) с возможностью фазировки диапазона;
- автоматическое разделение одиночных и групповых целей по параметризованному двухстороннему критерию длительности с независимой параллельной корректировкой их амплитуд по законам 20Lg R и 40Lg R;
- визуализацию, в виде гистограммы, входного амплитудного распределения одиночных целей и восстановленного методом Крейга - Форбса распределения силы цели одиночных рыб за лаг и в слое, выбранных пользователем;
- вычисление и визуализацию, в виде таблицы, гидроакустических характеристик поверхностного и объемного рассеивания зарегистрированных объектов;
- ввод и визуализацию за каждую посылку навигационных данных с приемника GPS, набор навигационных данных определяется по желанию пользователя, по умолчанию – только широта и долгота места;
- электронную картографию по OLE-технологии с использованием геоинформационных продуктов других производителей, работающих как сервер вне процесса;
- запись на жесткий диск файла с оцифрованным эхосигналом и навигационными данными для последующей камеральной обработки, в заголовке файла записываются параметры системы при проведении съемки;
- контекстную справочную систему;
Камеральная часть программы является настольным приложением обработки данных, полученных системой при проведении гидроакустических съемок, с целью корректной их интерпретации в значения плотностей зарегистрированных рыбных скоплений и количественной оценки рыбных запасов на обследованной акватории.
В этой части программы покадрово (размер кадра определяется пользователем) выполняются все вышеописанные алгоритмы, (естественно за исключением считывания сигнала с эхолота и записи его на диск), но со значительными добавлениями. Покадровый просмотр файла позволяет соотнести темп восприятия информации человеком со скоростью обработки её компьютером и применить некоторые рекурсивные алгоритмы обработки, улучшающие восприятие информации пользователем и точность даваемых оценок.
В камеральной части программы дополнительно реализованы:
-
раздельный просмотр кадра с одиночными целями или множественными.
В кадре с одиночными целями, по отслеженным следам одиночных рыб, определяется фактическое число одиночных целей, попавших в зону обнаружения, а по максимуму амплитуды в каждом отслеженном следе, определяется реальная амплитуда сигнала от конкретной рыбы в момент нахождения её в максимальной близости к оси излучателя. Такой подход обеспечивает более аккуратное преобразование Крейга – Форбса для восстановления распределения силы цели;
-
ручное определение положения дна.
В случаях сложного рельефа или плотных придонных скоплений рыбы автоматический алгоритм поиска дна может захватывать дно или игнорировать рыбу, в этом случае пользователю предоставляется возможность ручной прорисовки дна, основываясь на своем опыте и человеческих возможностях по распознаванию образов. Такой подход обеспечивает более полный учет придонных объектов;
-
интерактивное определение пользователем слоя обработки в кадре или фрагмента эхограммы;
-
электронную картографию по OLE-технологии с использованием геоинформационных продуктов других производителей, работающих как сервер вне процесса;
-
табличное представление характеристик обратного рассеивания и плотностей, зарегистрированных за кадр или фрагмент скоплений;
-
восстановление размерного распределения одиночных рыб по восстановленному распределению силы цели. По умолчанию применяется зависимость Лоува, но предусмотрена возможность изменения вида зависимости длина – сила цели;
-
возможность использования размерно-видовых данных контрольных обловов при получении значений плотности методом эхоинтегрирования;
-
формирование и запись на диск результатов обработки файла в формате, импортируемом в известные табличные и текстовые редакторы;
-
вывод результатов и эхограмм на печать;
-
контекстная справочная система.