SkyNomad
http://forum.skynomad.net/

Как вариометрите определят височината?
http://forum.skynomad.net/viewtopic.php?f=12&t=6720		 Страница 1 от 1
Автор:  Mitko.Dqkov [ Пон Май 13, 2013 7:43 pm ]
Заглавие:  Как вариометрите определят височината?
Здравейте,

На какъв принцип работят парапланериските вариометри. До колкото разбирам има 3 начина да се определи височината по атмосферното налягане:

1. True altitude - когато се отчита височината спрямо QNH или на български спрямо атмосферното налягане на нивото на морето.
2. Absolute altitude - спрямо някакво налягано отчетено на летище примерно -
3. Pressure altitude - спрямо стандартното тмосферно налягане

Или се определя височина спрямо GPS?

Каква формула се използва при определянето на височината и температурата взимали се под внимание?
Автор:  DVD [ Вто Май 14, 2013 11:35 am ]
Заглавие:  Re: Как вариометрите определят височината?
Вариометъра работи с входни данни атмосферно налягане и температура. От там нататък стратегиите за достигане до височина са доста повече от 3 и се избират в зависимост от това каква точно височина трябва да бъде изчислявана. Всеки производител също може да си има някакви собствени разбирания за това какво е правилно да изчислява и т.н.

Основната формула за височината е: h = T0 * (1 - (p/p0)^((R*L)/(g*M)) ) / L
където h е височината в метри
T0 е базовата температура в градуси Келвин
p е налягането което измерваме в Паскали или хектоПаскали (няма значение)
p0 е базовото налягане пак в същата мерна единица
R е универсалната газова константа
L е скоростта на изменение на температурата с височината
g е земното ускорение
M е моларната маса на въздуха

Базовото налягане и температура са налягането и температурата ако се измерят на средното морско равнище. Ако приемем че говорим конкретно за тропосферата (демек от земята до 10 км височина) формулата е тази с константа L = 6.5 градуса на км, а константата с която се степенува е приблизително 0.1903

Налягането което се мери трябва да е температурно компенсирано, тоест датчика да мери чистото налягане без да се повлиява от температурата на въздуха който мери. Съвременните датчици са цифрови и мерят и температурно-компенсирано налягане и температура заедно.

Както се вижда от формулата - за да се сметне точно височината трябва да се измери точно налягането и да се знае базовото налягане. Температурата не е толкова критична и не води до големи грешки ако се приеме грешна. За да показва точна височина алтиметъра трябва да знае точното базово налягане. Задаването на това базово налягане се нарича калибриране.

Най-често ползваните стратегии са:

1. за височинната авиация се приемат стандартни параметри на атмосферата p0 = 1013.25 hPa и T0 = 15 °C
2. за ниската авиация се приема стандартната температура и базово налягане калибрирано по барометъра на летището с което се комуникира
3. за безмоторната авиация обикновено се прави калибровка на алтиметъра по известна височина на старта. в този случай като се зададе височината - от текущото налягане и височината се смята базовото налягане и то остава константно за целия полет
4. някои уреди (като например GPS-ите на GARMIN) се самокалибрират с помощта на GPS приемника, като естествено имат възможност и за ръчна калибровка

има и други...
Автор:  Mitko.Dqkov [ Пон Май 20, 2013 11:03 pm ]
Заглавие:  Re: Как вариометрите определят височината?
Добре да го сметнем:

R = 8.31 (J/molK)
M = 0.02896(kg/mol)
T0 = 288.15 "стандартна температура"
g = 9.8 m/s^2
L = 6.5
p0 = 1013.25 hPa
p = 700 hPa

Само да уточня, че това което си написал за L e в километри, а пък на нас ни трябва в метри и става L=0.0065

((R*L)/(g*M)) = 8.31*0.0065 / 9.8*0.029 = 0.054015 / 0.2842 ~ 0.19005
1 - (p/p0)^0.19005 = 1 - (700/1013.25) ^ 0.19005 = 1 - 0.6908^0.19005 =1 - 0.9321 = 0.0679

h = 288.15 * 0.0679 / 0.0065 = 288.15 * 10.5561 = 3041.74 m

Как ти се струва? Знаеш ли как се прави корекцията с температурата която измерва вариото?
Автор:  petrun [ Вто Май 21, 2013 12:12 pm ]
Заглавие:  Re: Как вариометрите определят височината?
Най-удачно е да се ползват термокомпенсирани сензори. Корекцията се извършва вътрешно. Има и такива дори (дигитални, естествено), които дават като данни директно височина в метри над морското равнище (освен налягането в милибари) и имат регистър за калибровка на последното.
Автор:  DVD [ Вто Май 21, 2013 1:46 pm ]
Заглавие:  Re: Как вариометрите определят височината?
Митко, сметките ти са правилни. Единствената ми забележка е да използваш константите с по-висока точност.

Всички съвременни сензори са цифрови и са температурно компенсирани. Не съм чувал за сензор който вътрешно да смята височина - дай някаква марка, модел да прочетем! Сензорите които се ползват масово са калибрирани от производителя, комуникират по I2C интерфейс и дават само температурата и налягането в Pa.
Автор:  Mitko.Dqkov [ Вто Май 21, 2013 3:03 pm ]
Заглавие:  Re: Как вариометрите определят височината?
Тези с които съм работил са на Bosch BMP180 (I2C) резолюция 0.02 / 0.06 mbar ~ 0.5 - 0.17m.
Другия е MEAS MS5607-02BA01 (I2C/ISP) резолюция 0.13 / 0.084 / 0.054/ 0.036 / 0.024 mbar.
И двамата имат датчици за температура и регистри с различни идекси. Тези индекси се изчисляват при калибриране във фабриката. След това трябва да се четата и да се внася корекция при измерените температура/налягане.

А наистина ако има датчик, който направо да ти давата височина ще е екстра!
Автор:  petrun [ Вто Май 21, 2013 5:51 pm ]
Заглавие:  Re: Как вариометрите определят височината?
BMP180 e супер, особено имайки предвид цената! Преди 3-4 години сензор с SPI или I2C интерфейс отиваше на 20 долара и нагоре, а сега са до 4-5 макс.
MPL3115 на Freescale е дори 2 пъти по-евтин и има 2 режима на работа: предоставя или налягане, или директно височина. Недостатъкът е че има по-ниска резолюция, около 30 см. на 0m ASL. Това разбира се не е толкова голям проблем, защото може да се ползва буфер от тип "плаващ прозорец", където при смятането на вертикалната скорост да се семплират отчети на по-дълъг интервал от време. Друг негов недостатък е че тези 30 см реално са налични при такъв овърсемплинг режим (вътрешна филтрация), при който данните са налични през 1 секунда, не по-често.

Недостатък и на двата.... за любители са в кошмарно малки корпуси и с пинове изцяло от долната страна на чипа.
Страница 1 от 1 Часовете са според зоната UTC + 2 часа
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
http://www.phpbb.com/