魚探の概念をかえつ計量魚群探知機技術《CHIRPソナー革命》

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《CHIRPソナー革命》の始まり
これから出てくる魚群探知機やレーダーにはブロードバンドの発展技術CHIRPがどんどん採用されていきます。
 性能的にはCHIRPテクノロジーはソフトウエアの向上で相当な進化ができます。初めて世にでた量産型CHIRPソナーはGARMIN社のGSD 26とSIMRAD社BSM-2でした。2011年当時3000mの探査ができるといわれたこの機器 現在さらに進化した最新モデルでは、4500mの測深ができるようになりました。 
 これはハードウエアの出力の向上や振動子の大型化を行わずにソフトウエアの向上だけで達成しています。

 パソコンやハードディスクの容量が物理的に同じ大きさのまま高度化していったようにCHIRPテクノロジーは波動を使う機器レーダーや魚群探知機の性能を急激に進化させます。

アナログ的進化スピードであった魚群探知機もついにムーアの法則にのっとって進化が始まりました。

ムーアの法則 で最も有名な公式は、集積回路上のトランジスタ数は「18か月(=1.5年)ごとに倍になる」というものがありますが、これによると魚群探知機の反射エコー解析能力は2年後には2.52倍、5年後には10.08倍、7年後には25.4倍となると推計できます

今後10年以内には深海1万メートルの探査ができる大量生産モデルが発売されることでしょう。
釣りや漁業はもちろんですが

メタンハイドレート探査
救難捜索
測量
地質調査
資源探査
水中考古学
沈船探査

などで大きな進化が見込まれます。
魚群探知機で最も長く使えるパーツが振動子ですが
 新規で魚群探知機を購入される方はCHIRP振動子を選ばれることをお勧めします。

■CHIRPソナーとは

CHIRPとは (Compressed High Intensity Radar Pulse) 
高強度圧縮レーダー波技術のことを言います。周波数を可変させて連続波を圧縮発射します
ブロードバンド技術を発展させた、合成開口レーダーにも使われる発振技術を用いた第5世代の魚群探知機発振技術です。

第1世代:通常魚探  LMS-350    
固定周波数 断続波発射 アナログ受信回路

第2世代:デジタル魚探  LCX-16  
固定周波数 断続波発射 デジタル受信回路

第3世代:疑似ブロードバンド方式 
可変周波数 断続波発射 デジタル受信回路

第4世代:ブロードバンド方式  HDS GEN2 
広域周波数 連続波発射 デジタル送信受信回路

第5世代:CHIRP(チャープ)方式 
LOWRANCE Elite-5/7Chirp sonarhub
連続変調周波数 連続波発射 デジタル送信受信回路


フルCHIRP(チャープ)方式 
GARMIN ACUAMAP
連続変調周波数 連続波発射 デジタル送信受信回路

40-210khzのCHIRP発振回路に加えて
ダウンスキャン サイドスキャン800/455khzもCHIRP
 
【CHIRPソナーと従来の魚群探知機の違い】
●LO CHIRPで15-25°という指広角は従来の発射方式の200khzに相当する指広角で 低周波でも浅場の微細な凹凸を探知

●広帯域に超音波を発射しているので任意の周波数だけを拾うことが可能。1khzずつ受信周波数をかえられるので人気のポイントでの同周波数からの干渉を回避

●圧倒的に魚が映ります

•断続波モデルの10-1000倍のエネルギーをターゲットに送り込めます

•断続波モデルの5-10倍の解像度

•ノイズ·のなかからターゲットを引き出す能力 - ノイズ/シグナル比が大幅に違います。

その結果

デッドゾーンがありません(海底べったりの魚が映ります)

魚種識別可能な解像度 ベイトフィッシュと狙うゲームフィッシュを完全分離します

浅瀬では藻と魚を分離表示 ウイードの種類まで判別可能

1/16oz ダウンショットはシンカ―とルアーが別々に映ります

•最大3000mまで探査可能です

•連続波だから深海でも高速ボトム追尾できる

•連続波だから出力を絞れる→魚が逃げない

•連続波だから感度を上げてもノイズが出ない
→泥と砂といった微妙な低質の違いも映る
→サーモクライン プランクトンが映る
→イカやクラゲなど空気袋がない生物も映る
→弱い2次反射もとらえる→底質が測定可能
→深場の弱い反射もとらえる→深海が測定可能

最大出力ではアナログ魚探の30,000Wにを超える測深能力を発揮します


CHIRPソナーのロングテスト
CHIRPソナーを約1か月10回の釣行で徹底して使いこんでみました。
その結果わかったことをまとめてみました

《Chirpの優れた点》
仕掛けに魚が反応したかどうかわかる
シューティングの精度が劇的に向上

これまで、2周波を使ったシューティングをいろんな機器で行いましたが、今回のCHIRPソナーで特徴的に感じたことの一つが 釣れる魚の反応がよくわかるということです


【釣れない魚の反応】
下記の写真は細かい無数の魚群近くをタイラバが通過していますが
全く魚群に乱れがありません。おそらく幼魚の集団とおもわれます。

【釣れる魚の反応】
下記のキャプチャーでは3匹の魚群にタイラバが直撃
海底に沈むタイラバを追いかけて群れが変化しています
直後に黒ソイが釣れています

《Chirpの優れた点》
深海でも高速トレース


連続波の威力 これまでもLOWRANCEは高速トレースできる機器でしたが、超音波が遅く帰ってくる100mを超えた深場では高速追尾能力が落ちることがありました。実験では300mオーバー時速45kmでも完全に追尾していました

《Chirpの優れた点》
低周波数でも浅場の高解像度探査が可能

CHIRP低周波数 40-60KHZ 16-25°は浅い水深10M以下でも200KHZよりもシャープな画像を見せてくれます

これまで低周波数ではデッドゾーンが生まれてボトム付近が映りませんでしたがCHIRPによってその懸念はなくなりました


水深10mで比較
従来はこれまでは50KHZの振動子ではできなかったシャロー探査 ピンスポット探査がCHIRP低周波数 40-60KHZ 16-25°が可能になりました

これまで10m以浅のシャローウオーターを攻略するにはパワーダウンさせた200KHZ以上の周波数の振動子を使用する必要がありました。


CHIRPの登場で水深1m-500mオーバーのディープのピンスポット攻略が1つの振動子でできるようになりました釣りが劇的に変わることでしょう

《Chirpの優れた点》
低周波数でもピンスポット探査が可能
深海500mの釣りが誰でもできる
CHIRP低周波数 40-60KHZ 16-25°で探査した方が指広角が狭くなり、小さな凹凸 魚が見つかります

それもCHIRP低周波数 40-60KHZは200KHZよりもシャープな画像を見せてくれます

これまで低周波数ではデッドゾーンが生まれてボトム付近が映りませんでしたがCHIRPによってその懸念はなくなりました


水深300mで比較
従来はHST-DFSBL(200/50khz)振動子で指広角28度155mの探査幅でした これがCHIRP低周波数40-60khzでは指広角16° 84mという約半分の探査幅になります。またデッドゾーンはありませんので、低周波数でも細かい地形変化 魚群を探知します

これまでは1kw(20万円)の振動子でしかできなかった

これまで500m以上のディープウオーターを攻略するには50万円以上する魚探で25ft以上のシャフト船にしか設置できない3kwのスルーハル振動子を使用する必要がありました。

ディープ攻略は、
大きな振動子を積める大きな船 
大きな振動子を駆動する大型魚探
大型魚探を駆動する大型バッテリー
が必要で、漁師や遊漁船 一部の大型プレジャーボートの特権でした。

CHIRPの登場で水深500mオーバーのディープのピンスポット攻略が4万円を切る振動子でできるようになりました。振動子 本体も小型軽量で消費電力も10W/h以下と少ないことから、カヤックにも取付できます。水深500mオーバーの世界がカヤックでも攻略できるようになってきました。深場釣りが劇的に変わることでしょう

《Chirpの優れた点》
干渉を避ける周波数可変が可能


従来は同周波数の魚探を使う船が近くにいると魚探が混信して水深表示がでたらめになったり、ゴーストエコーが出たりすることがありましたが、CHIRPでは発振周波数帯域可変によって200/50khzを+-1khzずつ10KHZまでずらすことができます。

たとえば200KHZを199KHZ 50KHZを51KHZの設定にすることもできます。
200KHZは210-190KHZ
83KHZは93-73KHZ
50KHZは60-40KHZ
という可変幅を備えています

人気スポットでのガイド
トーナメント中の船団でも魚探が確実に動作します

また、同じ周波数を持つ機器を同じ船に複数つける場合でも周波数可変で干渉をかわすことが可能です

《Chirpの優れた点》
最大6周波数表示が可能


従来は2周波数程度の固定周波数表示ができるモデルが主流でしたが、CHIRPでは210-28khzを連続可変発射しているので、このなかから任意の周波数を複数取り出して表示することもできます
(各社モデルによりますので確認してください)

どのような対象物がどの周波数が最も映るものがであるかを特定して たとえば、メタンプルームを映す周波数 マグロを映す周波数という使い分けができます。


探査分析の効率を飛躍的に上げる可能性を秘めています。

↧ 6周波表示設定が可能な
GARMIN AQUAMAP 
28/50/95/121/CHIRP(40-60khz)/121/200khz

《Chirpの優れた点》
ベイト ボールやサーモクラインがあっても、海底を検出できる検出感度


従来は大きなベイトボールや サーモクラインがあるとその下の海底が映りませんでした。
 またベイトボールの下の魚群 サーモクラインの中の魚群
イカの群れなどは映し出すのに相当の設定と見分ける技量が必要でした。


CHIRPでは発振周波数帯域可変によって可変した周波数ごとにターゲット分析をします、そのため、上層のベイトやサーモクラインを通過した周波数の信号を表示できますので


上層のベイトボールや サーモクラインがあっても下層の魚群 海底を映せます



ベイトボールに潜むフィッシュイーター
サーモクライン上の魚群
水と同化しているイカやクラゲ

ターゲットの分離検出能力は段違いです

↧ベイトボールの付近にいるフィッシュイーターを探知

実験!!
同じ魚群を従来型断続発信方式とCHIRP発信で比較

《Chirpの優れた点》
デッドゾーンがない 根魚が映る

chirp発信方式はほとんどデッドゾーンがありません。これまで映しきれなかったヒラメやコチなど海底にべったり貼りつくす魚までもその所在を判断できる情報を提供します

Chirpソナー
200m近い水深の海底べったりに潜むオヒョウを探知

CHIRPチャープ
魚がボトムから分離している

従来型 単調発信
魚群がボトムに同化している

海底分離表示実験
今回NAVICOが行った最新テストデータをご紹介

右の写真はテニスボールをレンガにつけて沈めた結果探知できるかどうかを実験します

右から
海底から30cm
海底から15cm
海底から0cm

海底から0cmのテニスボール
ブロードバンドソナーでは探知できない


ボトムからの分離能力に優れ,海底から2.5cm浮けば探知可能というブロードバンドソナーでもべったりの海底についている物体は認識できませんでした

海底から0cmのテニスボールを
Chirpソナーで探知
ボトムにべったりついた魚も映す高性能が証明されました

通常の魚探ではボトム付近には映らないデッドゾーンが存在しますがCHIRPだけはデッドゾーンがないと言い切れる性能です


《Chirpの優れた点》
魚群の匹数がわかる分解能

chirp発信方式は計量魚探(水産資源調査、魚量・魚体長などの推定)で採用されています。大きな魚群でも一匹一匹が分解表示できる情報分析能力は、釣るべき魚群なのかどうかを判断できる情報を提供します。

従来型 単調発信       CHIRPチャープ
魚群が1つにつぶれている   魚の数がはっきりわかる 

分解能実験
今回NAVICOが行った最新テストデータをご紹介
下の写真ではドロップショットリグが分離分解して映るかどうかをテスト

スイベル
ワーム
3/8oz(10.5g)シンカ―
を30cmあけて配置しました

ブロードバンド VS CHIRP
さすがはブロードバンドソナー3つの物体を分離表示
途中からchirpに切り替えると
強くはっきりとした反応が表示されます。
ボトムのベイトフィッシュもくっきり表現されています

これまでの魚群探知機とは明らかに違う映像が得られます
ベイトフィッシュとターゲットフィッシュの区別が鮮明にできます

ブロードバンド200khz VS  CHIRP 

同じ600Wの振動子で比較するとその解像度の違いが明らかにわかります

HDS-7G2T         HDS-7G2TCHIRP
ブロードバンド200khz   CHIRP 210khz
B60振動子         B75振動子
600W           600W

《Chirpの優れた点》
超深海まで探査できる

chirp発信方式はボトムプロファイラー(海洋資源調査、底質 資源などの推定)で採用されています。最大水深3000m探査でき最も標準的なトランスヂューサーのHDI-S 800/455/200/50khzでさえ900mの測深能力を提供します。

R509LH Broadband CHIRP Transducer
を使うと3000m(10000ft)までの計測が可能にまります

民生品でこの水深を探査できるものはほかにありません。
漁業はもちろん
メタンハイドレード探査機器のコストを大幅に下げることができます

3000m測深可能
R509LH 
Broadband CHIRP 
Transducer


設置説明書

Low Frequency 24 Elements 
28-60KHz Beamwidth 11°- 17°

High Frequency 1 Element 
130-210KHz Beamwidth 5°- 7°

■Elite-Chirpで使える振動子

ブロードバンド振動子             200/83KHZ 200/50KHZ
CHIRPソナ−振動子    28-75/95-155/130-210KHZ 

以下はHDIに加えてCHIRP発信もできる次世代の振動子です
ダウンスキャンHDI振動子 
HDIL-TD 湖沼 800/455/200/83KHZ 
HDIS-TD 海用 800/455/200/50KHZ 

■CHIRPソナ−振動子の選び方■
CHIRPソナ−振動子 は3つの帯域の周波数を発振します


高周波数帯域 130-210khz
中周波数帯域     95-155khz
低周波数帯域       28-75khz

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