수산해양기술연구 (Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology)

  • 제39권3호
  • /
  • Pages.218-229
  • /
  • 2003
  • /
  • 2671-9940(pISSN)
  • /
  • 2671-9924(eISSN)
한국수산해양기술학회 (The Korean Society of Fisheries and Ocean Technology)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

SSBL 방식과 핑거동기 방식을 조합한 바이오텔레메터리 방식의 개발 (1) -시스템의 설계 및 제작 -

Development of Biotelemetry Method by Combining the SSBL Method and the Pinger Synchronizing Method (1) - Design and production of system -

  • 발행 : 2003.08.01
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

이상의 연구 성과를 정리하면 다음과 같다. 1) 장비의 설치 및 취급이 간편하고, 해양생물의 순간적인 상세한 행동을 비교적 쉽게 추적할 수 있는 새로운 바이오텔레메터리 방식을 개발하였다. 바이오텔레메터리 방식에서 핑거에 수온, 압력센서 등의 추가는 핑거를 부착하는 어류에 많은 부담이 되기 때문에 수신계를 고도화함으로써 행동추적을 행하는 방법으로 하였다. 이 방식은 거리-방위의 측정원리를 이용한다. 즉, 거리를 계측하기 위해서 핑거동기 방식을 이용하고, 방위를 계측하기 위해서 SSBL방식을 채용하여, 거리와 방위를 조합(SPB 방식)함으로서 대상어의 수파기에 대한 상대위치를 구한다. 최대감도방식은 어류의 상세한 위치를 특정하기가 어렵고, 음원측위방식은 항주하는 선박에 의해 넓은 범위의 추적이 곤란하며, 또한 장비의 설치나 취급이 간편하지 못하였으나, SPB 방식에 의해 이들 결점을 대폭 해결할 수 있었다. 2) 새로운 방식으로서 개발한 SPB 방식의 시스템을 설계하였으며, 시작시스템을 제작하였다. 설계에서는 SSBL 방식과 핑거동기 방식의 기술을 조합함과 동시에 각각의 기술을 고도화하여 SPB 방식에 의해 고정도 또는 광범위 검지가 가능하도록 하였다. 따라서, 수파기는 1개로 하여 어레이의 구성의 변환에 의해 검지범위 또는 방위측정정도를 선택할 수 있도록 2개의 빔 모드로 구성 하였다. 주파수는 70kHz로 하였으며, 음원음압 136dB에서 최대검지거리 258m와 457m, 검지빔폭 76$\circ$와 29$\circ$ 를 실현할 수 있었다. 전체적인 시작시스템은 핑거, 2개의 빔모드로 구성된 수파기, 2개의 빔 모드용에 각 2개의 채널로 구성된 수신기, 디지털오실로스코프, 퍼스널컴퓨터로 구축하였다. 핑거동기 방식의 이용에 따른 측정거리오차는 수온변화에 의한 송신주기의 변화를 측정하여 최소화하도록 하였다. 핑거 부근의 수온을 알 수 있다면 핑거 송신주기의 수온특성을 보정하여 74%정도 측정거리오차를 줄일 수 있지만, 장기간에 걸쳐 추적을 하기 위해서는 다른 보정방법의 개발이 필요함을 알 수 있었다.

A new biotelemetry method that the installation and the treatment of equipment is convenient and the instantaneously detailed location of the fish attached the pinger is able to track comparatively easily was developed. The receiving system in this biotelemetry method was advanced for track the detailed behavior of the fish by the miniature tracking pinger, because it was a burden to fish to add the pinger with the water temperature and the pressure sensor. By combining of the super short base line (SSBL) method to detect the direction of pinger and the pinger synchronizing method to measure the range from receiving transducer to pinger, the three dimensional locations of fish to the receiving transducer is gotten instantaneously. The receiving system is devised to realize the high precision or wide detection range by application of the basic design method for receiving system of biotelemetry developed by the present authors and the hydrophone array configuration. The measurement distance error in the pinger synchronizing method is minimized through the correction of which the deviation of transmission pluse period of pinger is caused by changing water temperature. A prototype system which is able to track the instantaneously detailed location of the fish by the SSBL and pinger synchronizing biotelemetry (SPB) method was produced.

키워드

참고문헌

  1. Amlaner, Jr, C.J. and MacDonald, D.W. (1979): A handbook on biotelemetry and radio tracking, Pergamon Press, Oxford.
  2. Bertrand, A., Josse, E. and Masse, J. (1999): In situ acoustic target-strength measurement of bigeye (Thunnus obesus) and yellofin tuna (Thunnus albacares) by coupling split-beam echosounder observations and sonic tracking, ICES J. Mar. Sci., 56, 51-60. https://doi.org/10.1006/jmsc.1998.0430
  3. Francois, R.E. and Garrison, G.R. (1982): Sound absorption based on ocean measurements. Part II: Boric acid contribution and equation for total absorption, J. Acoust. Soc. Am., 72, 1879-1890. https://doi.org/10.1121/1.388673
  4. Hawkins, A.D., MacLennan, D.N., Urquhart, G.G. and Robb, C. (1974): Tracking cod Gadus morhua L. in a Scottish sea loch, J. Fish Biol., 6, 225-236. https://doi.org/10.1111/j.1095-8649.1974.tb04541.x
  5. Hawkins, A.D. and Urquhart, G.G. (1983): Tracking fish at sea. In: MacDonald A.G. and Priede I.G. (eds) Experimental biology at sea, Academic Press, London, 103-166.
  6. Hedgepeth, J., Fuhriman, D., Geist, D. and Johnson, R (1998): Fish movement measured by tracking radar-type acoustic transducers, In: Alippi, A. and Cannelli, G.B. (eds) Proceedings of the fourth European conference on underwater acoustics, Rome, 199-204.
  7. Ireland, L.C. and Kanwisher, J.W. (1978): Underwater acoustic biotelemetry: Procedures for obtaining information on the behavior and physiology of free-swimming aquatic animals in their natural environments, In: Mostofsky, D.I. (ed) The behavior of fish and other aquatic animals, Academic Press, New York, 341-379.
  8. Johnson, D.E. and Jayakumar, V. (1982): Operational amplifier circuits: design and application, Prentice-hall Inc., New Jersey, 66-70.
  9. Klepaker, R.A., Vestgard, K., Hallset, J.O. and Kundsen, F.T. (1975): A free swimming ROV, In: Wernli, R.L. and Chapman, R. (eds) Remotely operated vehicle: Technology requirement-present and future, 2173, 265-276.
  10. Lacroix, G.L. and McCurdy, P. (1996): Migratory behaviour of post-smolt Atlantic salmon during initial stages of seaward migration, J. Fish Biol., 49, 1086-1101. https://doi.org/10.1111/j.1095-8649.1996.tb01780.x
  11. Milne, P.H. (1983): Underwater acoustic positioning systems, E.&F.N.Spon, London, 19-92.
  12. Roberts, J.I. (1975): An advanced acoustic position reference system, OTC 2173, 265-276.
  13. Stasko, A.B. and Polar, S.M. (1973): Hydrophone and bow-mount for tracking fish by ultrasonic telemetry, J. Fish. Res. Board Can., 30, 119-121. https://doi.org/10.1139/f73-018
  14. Urick, R.J. (1983): Principles of underwater sound / 3rd edition, McGraw-Hill Book Company, New York.
  15. Voegeli, F.A., Lacroix, G.L. and Anderson, J.M. (1998): Development of miniature pingers for tracking Atlantic salmon smolts at sea, Hydrobiologia, 371-372, 35-46. https://doi.org/10.1023/A:1017014903313
  16. Young, A.H., Tytler, P., Holliday, F.G.T. and MacFarlane, A. (1972): A small sonic tag for measurement of locomotor behaviour in fish, J. Fish Biol., 4, 57-65. https://doi.org/10.1111/j.1095-8649.1972.tb05652.x
  17. 韓軍 (1994) : 同期法超音波ピンガ-システムの開發とその應用に關する硏究, 博士論文, 東京水産大學大學院, 東京.
  18. 添田秀男編(1990) : 水産學シリ-ズ80 テレメトリ一による水生動物の行動解析, 恒星社厚生閣, 東京.
  19. 超音波便覽編集委員會編(1999): 超音波便覽, 丸善株式會社, 東京, 549-557.
  20. トランジスタ技術編集部 (1999): 發振回路の完全攻略, CQ出版社, 東京, 191-280.
  21. 西村實 (1969): 魚群探知機の最適周波數に關する硏究, 博士論文, 東海大學, 淸水.
  22. 古澤昌彦, 澤田浩一, 有路實, 山谷恭三, 倉都健治 (1994): 計量魚探機用複合ビ一ム送受波器の開發, 海洋音響學會講演論文集, 63-66.
  23. 朴柱三, 古澤昌彦 (2002): 超音波バイオテレメトリの音響系の評價および設計方法, 日本水産學會誌, 68, 334-344.

피인용 문헌

  1. Development of Biotelemetry Method by Combining the SSBL Method and the Pinger Synchronizing Method (2) - Evaluation for Precision of System - vol.39, pp.4, 2003, https://doi.org/10.3796/KSFT.2003.39.4.318