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Der geopotentielle Fehler eines barometrischen Höhenmessers sowie einige Bemerkungen zur vertikalen Navigation mit Hilfe von Druck- und Dichtemessungen

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Archiv für Meteorologie, Geophysik und Bioklimatologie, Serie A Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Einleitend werden die verschiedenen bei der barometrischen Höhenmessung auftretenden Fehler erörtert. Sodann werden das Geopotential und die Einheiten 1 geodynamisches Meter und 1 geopotentielles Meter besprochen. Ein Zahlenbeispiel für die Interpretation geopotentieller Einheiten wird angegeben. Der durch die üblichen Höhenmesser-Korrekturverfahren nicht erfaßte geopotentielle Fehler wird diskutiert. Abschließend wird der Zusammenhang zwischen Druckhöhe und Dichtehöhe einer näheren Betrachtung unterzogen, und Druckhöhe sowie Dichtehöhe werden im Hinblick auf ihre Verwendbarkeit für die Zwecke der vertikalen Navigation verglichen.

Summary

The various errors involved in the barometric measurement of altitude are discussed. The concept of the geopotential and its units (geopotential meter and geodynamic meter) are examined and a numerical example is given for the interpretation of geopotential units, followed by a discussion of the geopotential error not included in the usual procedure of altimeter correction. The relationship between pressure altitude and density altitude and their applicability for the purposes of vertical navigation are evaluated.

Résumé

Pour débuter, les auteurs examinent les erreurs pouvant se produire lors des mesures d'altitude au moyen du baromètre. Ils discutent ensuite le géopotentiel et les unités: mètre géodynamique et mètre géopotentiel. Ils donnent un exemple numérique pour l'interprétation des unités géopotentielles. Ils discutent en outre l'erreur géopotentielle qui n'est pas prise en considération dans les méthodes usuelles de correction des altimètres. Pour teminer, ils examinent la relation existant entre l'altitude mesurée par la pression et celle basée sur la densité de l'air. On compare ces deux altitudes à la lumière de leur utilisation pratique en navigation aérienne.

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Abbreviations

a :

Temperaturgradient

a n :

Temperaturgradient der ICAO-Normalatmosphäre: 6,5°C/1000 m′.

g :

9,800665 m sec−2, Normalwert der Erdbeschleunigung in Meeresspiegelniveau.

g ϕ :

Erdbeschleunigung in der geographischen Breite ϕ in Höhe des Meeresspiegelniveaus

G :

9,80665 m2 sec−2 m'−1=1

H :

in m′ gemessene geopotentielle Höhe eines Flugzeuges über dem Meeresspiegelniveau (engl.: altitude oder true altitude)

H QFE :

QFE-Höhe, Anzeige eines mitQFE eingestellten Höhenmessers

H QFF :

QFF-Höhe, Anzeige eines mitQFF eingestellten Höhenmessers

H QNH :

QNH-Höhe, Anzeige eines mitQNH eingestellten Höhenmessers

H Di :

Dichtehöhe, diejenige geopotentielle Höhe, die gemäß ICAO-Normalatmosphäre der aktuellen Luftdichte entspricht

H Dr :

Druckhöhe, Anzeige eines Höhenmessers, dessen Eichkurve die ICAO-Normalatmosphäre ist

H Dr (P):

Anzeige eines Höhenmessers, dessen Eichkurve die ICAO-Normalatmosphäre ist, beim Druckp

H el :

Elevation, in m′ gemessene geopotentielle Höhe des Flugplatzes über dem Meeresspiegelniveau

H 1 :

QNE-H el

m′:

Potentialeinheit 1 geopotentielles Meter

m 0 :

Masse eines sich im Gravitationsfeld der Erde befindenden Punktes

n :

im Exponenten der nach dem Druckp aufgelösten Formel für die polytrope Atmosphäre vorkommende Größe. Es istn=G/aR Mit den Werten der ICAO-Normalatmosphäre istn=5,2561

p 0 :

aktueller Luftdruck am Boden

p * :

226,32 mb, Luftdruck in der Tropopause gemäß ICAO-Normalatmosphäre

p on :

1013,250 mb, Luftdruck in Meeresspiegelniveau gemäß ICAO-Normalatmosphäre

P(r) :

Punkt im Gravitationsfeld der Erde, dessen Abstand vom Erdmittelpunktr ist

QFE :

Q-Code für den aktuellen Luftdruck in der geopotentiellen Flugplatzhöhe

QFF :

Q-Code für den aktuellen Luftdruck in Meeresspiegelniveau

QNH :

Q-Code für denjenigen Druckwert, der auf der Subskala eines barometrischen Flugzeughöhenmessers eingestellt werden muß, damit dieser in der geopotentiellen Flugplatzhöhe diese anzeigt

QNE :

Q-Code fürH Dr (QFE)

R :

2,8704·106 cm2 0K−1 sec−2, Gaskonstante trockener Luft gemäß ICAO-Normalatmosphäre

R ϕ :

Erdradius in der geographischen Breite ϕ

r :

Abstand eines sich im Gravitationsfeld der Erde befindenden Punktes vom Erdmittelpunkt

r′ :

Integrationsvariable

T * :

216,660° K, absolute Temperatur in der Tropopause gemäß ICAO-Normalatmosphäre

T on :

288,160° K, absolute Temperatur in Meeresspiegelniveau gemäß ICAO-Normalatmosphäre

T H :

Temperatur in der geopotentiellen FlughöheH

T H Dr :

Temperatur, die gemäß ICAO-Normalatmosphäre in der geopotentiellen Höhe herrscht, die ein Höhenmesser anzeigt, dessen Eichkurve die ICAO-Normalatmosphäre ist

Z :

in m gemessene Höhe über dem Meeresspiegelniveau

Z′ :

Integrationsvariable

γ:

6,670·10−8 cm3 g−1 sec−2, Gravitationskonstante

λ:

georaphische Länge

ϕ:

geographische Breite

Φ:

Potential in der einheit m2 sec−2

γ:

Luftdichte

#x03B3;* :

3,6392·10−4g cm−3, Luftdichte in der Tropopause gemäß ICAO-Normalatmosphäre

#x03B3;on :

1,2250·10−3g cm−3, Luftdichte in Meeresspiegelniveau gemäß ICAO-Normalatmosphäre

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Authors and Affiliations

  1. Institut für Flugführung und Luftverkehr, Technische Universität Berlin, Berlin, Deutschland

    E. Rößger & G. Ränike

Authors
  1. E. Rößger
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  2. G. Ränike
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Rößger, E., Ränike, G. Der geopotentielle Fehler eines barometrischen Höhenmessers sowie einige Bemerkungen zur vertikalen Navigation mit Hilfe von Druck- und Dichtemessungen. Arch. Met. Geoph. Biokl. A. 14, 82–93 (1963). https://doi.org/10.1007/BF02247758

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  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF02247758

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