网位仪

网位仪是大型远洋拖网加工渔船必备的电子助渔装备之一，主要用来测定拖网网口的高度，探测拖网浮纲上方、下方的鱼群信息和在曳行中浮纲的稳定状态，还能在测程范围内测定拖网所在的水层和温度信息。船员根据网位仪显示的信息，操纵渔网使得网具瞄准鱼群捕捞，可以大大提高捕捞的经挤效益，减少许多人力、物力的盲目消耗，因此从某种程度上说，网位仪就是拖网的“眼睛”。

网位仪具备前视扫描、网位扫描、俯仰探测和鱼获信号接收等功能。

网位仪分类

世界上使用的远洋捕捞电子助渔设备网位仪，按与捕捞船的数据传输方式不同，可分为2类：一类为无缆网位仪，通过水声通信以无线传输的方式将网位仪获取数据信息传送给捕捞船终端进行显示；另一类为有缆网位仪，通过专用水下电缆以有线传输的方式实现网位仪与捕捞船终端之间的信息传输。

网位仪无缆网位仪

网位仪有缆网位仪

有缆网位仪的生产厂家以美国WESMAR公司和挪威SIMRAD公司为代表，典型的产品主要有WESMAR的TCS ( TCS380, TCS770, TCS780)等系列产品、SIMRAD的FS70、以及日本FURUNO的TS-331 A型网位仪。由于该类产品可通过水下电缆实现与捕捞船的高速通信，不受传输信息量的限制，一般功能都十分齐全。其主要特点为：

（1）远距离高速通信。大于2000米的高速有缆通信，保证水下声学探头数据高速实时传输。

（2）友好的界面。前视、环视，垂直声纳信息分屏同时显示，网位仪的参数设置与姿态温度深度传感器信息也一并显示，用户可通过鼠标的点击与拖动即可完成所有操作。

（3）良好的网位图像。网位扫描扇区可达360度，使得网口在转向时无需进行调节仍可显示网口的完整图像，同时用户可自行调节显示对比度，使网位图像显示达到最佳。

（4）灵活的参数设置。可根据作业环境实时调整发射时间间隔，发射脉宽和盲区等参数，使水下声探头工作状态达到最佳状态。

（5）渔获告警。当鱼获传感器触发时，扬声器发出与传感器序号相对应的声响，操作人员可立即知道哪个传感器被触发。

网位仪水下声探头

（1）网位扫描。置于水下探头头部，实现360°网位扫描成像，采用收

放分置工作模式。通过预成多波束实现360°全向覆盖。工作频率为180 kHz，对应的接收波束宽度分别为4° X 30°。

2）圆环接收阵包括60通道，为了实现接收波束角4° X 30°，采用12通道作接收波束形成。

基阵结构如图2所示，相控波束图如下图3所示。

（2）前视扫描。置于水下探头头部，采用收发合置工作模式：换能器向前发射声波并接受来自前方目标的回波(主要是拖网网口前方的鱼群和网板信息)。

（3）垂直扫描。置于水下探头头部，采用收发合置工作模式：换能器向上和向下发射声波并接受垂直方向上的目标回波(主要是拖网网口上下的鱼群和海底信息)。同时，可根据接收到的海底回波信息，解算出海底相对于拖网下纲的距离，在小于设定值后给出触底报警信号。

（4）传感器单元。传感器单元安装深、温度传感器，用于测量拖网网口的深度和温度信息，处理后通过电缆传箱至数据处理及显控部分进行显示。传感器单元集成到水下探头的头部。

4个部分集成框图如图4所示。

网位仪功能及系统组成

网位仪系统构成如图5所示。主要包括数据处理及显控、供电/数据传翰和水下声学探头3个部分，其中水下声学探头部分用以实现网位扫描、前视扫描和垂直扫描探测，同时获取环境参数(温度、深度等)功能;供电/数据传翰部分一端通过以太网连接水下探头，另一端连接数据及显控单元，实现水面数据处理及显控单元和水下探头之间的数据交换，同时负责水下探头供电;数据处理及显控部分实现对水下探头的操控和图像、拖网环境数据的实时显示。

网位仪关键技术

远洋助渔网位仪工作在水下数百米甚至上千米，以声成像的方式实时检测拖网网口姿态信息，以及深度和水温等海洋环境信息，同时应具有良好的耐压和密封设计。该项研究涉及到的关键技术主要有：

（1）预成多波束技术。为满足小型化的要求，便于实船应用，要求网位仪的声换能器基阵孔径很小(在10~20 cm之间)，以如此小的阵列孔径形成最窄波束宽度只有4°的波束图具有难度。同时，由于必须实现360°波束扫描，这就要求预形成的波束数量很多(

（2）水下弱声信号检测技术。海洋声场环境极为复杂，具有很强的背景噪声，且存在海洋混响、声线弯曲等特殊现象。加之，拖网网口上纲浮子与下纲网坠体积很小，回波信号极为微弱，很容易被海洋背景噪声所淹没，特别是在网口附近存在鱼群的情况下，网口目标回波极易被鱼群回波信号淹没，导致无法观测网口的形状和姿态，造成网位仪失效。因此，如何实现水下微弱声信号的检测特别是拖网网口回波信号的检查也是关键技术之一。

（3）超大水深声基阵设计技术。由于声换能器基阵无法安装在壳体内部，必须暴露在海水中发射和接受声波信号，这就要求声换能器基阵必须能够承受100大气压以上的海水压力；同时，为了获得良好的波束指向性和减小测量误差，要求各阵元具有很好的幅相一致性和精确的安装位置。