2 Объекты промысла

Ставя задачи проектирования РПА, с помощью который осуществляется поиск объектов промысла, целесообразно выявить основные характеристики последних, которые включают в себя:

• параметры объектов промысла;

• поведение и районы обитания (для обоснования схемы станции и метода обнаружения);

• скорость перемещения (для расчета полосы пропускания приёмно-усилительного тракта, учитывая эффекта Доплера);

• отражательная способность (сила цели).

Основные категории объектов промысла представляют группа большинства видов рыб и млекопитающие – киты. Ввиду того, что в настоящий момент промысел последних ограничен, будем сосредоточены на характеристике группы рыб.

Рыба. Ввиду образа жизни промысловую рыбу разделяют на две группы: пелагическую и придонную. Первая группа, превалирующую часть своей жизни обитает в толще акватории. Вторая группа рыб, обитает в непосредственной близости от дна.

Стая или косяк – совокупность групп рыб одного и того же вида, которые близки по размерам и сходные по своему биологическому состоянию. Более всего распространен стайный образ жизни у пелагических рыб, питаются они планктоном. Величина, а также плотность стаи напрямую зависит от особей, которые ее составляют. Так , например, более мелкие рыбы обычно создают соответственно более плотные стаи. Количество рыб, образующих стаю, может варьироваться в больших пределах. В качестве примера можно привести факт, что стаи тресковых рыб обычно состоят из нескольких десятков или сотен особей, а в свою очередь косяки сельди могут состоять из многих тысяч.

Скопление является объединением стай и разреженной рыбы во период нагула, нереста и зимовки. Обычно скопление составляют особи разных видов и размеров.

Разреженное скопление − вид скопления, в котором на рассеивающую единицу пространства в среднем приходится не больше одной рыбы. Другими словами, практически каждая рыба будет регистрироваться на эхограмме самописца рыбопоисковой аппаратуры в виде обособленной записи. Предельная плотность скопления, регистрируемого как разреженное, определяется по следующему выражению: ρ_пр.= 1/ΔV, где ΔV − объем рассеиваемого элемента пространства в водном слое, толщина которого cτ/2 (величина ρпр. является параметром РПА, характеризующим пространственную разрешающую способность; с − скорость звука в воде, м/с; τ − длительность зондирующего импульса, с).

Плотное скопление − тип скопления, в котором в рассеивающем элементе пространства ∆V содержится не менее 10 особей рыб. Плотность скопления при этом ρс > 10.

Смешанное скопление – тип скопления, у которого плотность варьируется в промежутке между плотностями разреженного и плотного скоплений: ρ_пр. ≤ ρс ≤ 10. [3]

Ихтиология (наука о рыбах) рассматривает две скорости движения рыб: максимальную и крейсерскую. Максимальную скорость перемещения рыбы могут развить в течение малого промежутка времени (не более 10 мин) в ситуации ухода от опасности. Крейсерская скорость энергетически оптимальна по причине того, что у рыб есть способность выдерживать ее без усталости в период до 24 часов. Скорость движения рыбы имеет зависимость от размеров и может определятся по следующей формуле [5]: v_p = 0,525 f_xl_pt ^-1/8, где l_p –длина рыбы; t − время, с; f_x – частота колебаний хвостового плавника, Гц. Максимальные частоты f_x (по материалам киносъемки) для пелагических особей (тунца, скумбрии, сельди) − до 30 Гц, а для донных (трески, пикши) f_x не превышает 14 Гц.

Отражательную способность рыбы (силу цели) ищут путем эксперимента и определяют величиной обратного рассеяния σ как условную площадь, перпендикулярную к вектору распространения зондирующего сигнала, которая создает рассеяние, аналогичное реальному объекту величин. σ зависит от частоты и длительности зондирующего сигнала, а также породы, массы, размеров и ракурса рыбы, а для стай – дополнительно от плотности распределения особей и размеров скоплений. В результате экспериментов установлена зависимость сечения обратного рассеяния σ, длины акустической волны λ и размера рыбы l [6,7]: σ/λ² = 0,043(l/λ)^1,91.