Альтиметр барометр что это
Альтиметр
Альтиметр
Альтиметр (от лат. altus высоко) — пилотажно-навигационный прибор, указывающий высоту полёта. По принципу устройства альтиметры делятся на барометрические и радиотехнические (иначе радиовысотомер). Выражение «альтиметр» применяется преимущественно в художественной литературе и в СМИ, в русскоязычной технической терминологии принят стандартизованный термин «высотомер». В последнее время также получили некоторое распространение жаргонные варианты названия высотомера — «альтиметр», «высотник», «пищалка» (электронный высотомер со звуковой индикацией высот).
Содержание
Барометрический высотомер
Барометрический высотомер предназначен для определения абсолютных и относительных высот полёта. Принцип действия барометрического высотомера основан на измерении давления атмосферы. Известно, что с увеличением высоты уменьшается и текущее атмосферное давление. Данный принцип положен в основу прибора, который на самом деле измеряет не высоту, а давление воздуха. Конструктивно прибор состоит из запаянной коробочки с мембраной, изменение положения которой механически связано со стрелками, перемещающимися вокруг шкалы, проградуированной в цифрах. Как правило, авиационный прибор имеет две стрелки, подобных обычным часам — только «циферблат» разделён не на 12, а на 10 секторов. Каждый сектор для большой стрелки означает 100 м, а для маленькой — 1000 м. Примечательно, что данная конструкция стала де-факто международным стандартом, и применяется на всех воздушных судах. Точность измерения барометрических высотомеров (допустимая погрешность измерений) определяется действующими стандартами, однако лежит, как правило, в пределах до 10 м.
Высота полёта воздушного судна над земной (либо водной) поверхностью вычисляется как разность давлений между точкой нахождения прибора и давлением воздуха на поверхности, высоту до которой необходимо измерить. Атмосферное давление на поверхности (как правило, в районе аэродромов посадки, горных массивов, либо крупных опасных препятствий) сообщается экипажу наземными службами. Для правильного отображения высоты полёта на приборе необходимо вручную установить величину атмосферного давления на земле, полученного, как правило, по радиосвязи. Неправильная установка экипажем такого давления при полётах с нулевой видимостью не раз становилась причиной авиакатастроф. Для полётов по воздушным трассам в авиации используется понятие «эшелон полёта», то есть высота, измеренная до изобары (условной линии постоянного давления) 760 мм рт.ст. Установка на всех воздушных линиях всеми без исключения воздушными судами одинакового давления на барометрических высотомерах создаёт единую для всех систему отсчёта, позволяющую осуществлять безопасное воздушное движение. Снижение воздушного судна на посадку без достоверной информации об атмосферном давлении в районе аэродрома категорически запрещается.
Парашютный высотомер — это обычный барометрический высотомер с удобным креплением на руку. Предназначен для измерения и визуального контроля высоты в свободном падении и при спуске на раскрытом парашюте, а также для определения атмосферного давления. Имеет малый размер и массу (площадь циферблата в среднем не больше 10х10 см, масса не более 700 г). Корпус выполняется из ударостойкого материала.
Существуют также электронные высотомеры, они не только измеряют высоту, но и сигнализируют на заданных высотах.
Радиотехнический высотомер
Принцип действия основан на измерении отрезка времени между посылкой и приёмом электромагнитных волн, отражённых от поверхности, до которой измеряется высота (земля либо вода). В отличие от барометрических высотомеров радиовысотомер измеряет истинную высоту полёта, поэтому не зависит от наличия информации о давлении воздуха, отличается также более высокой точностью. На практике радиовысотомеры используются на малых высотах, вблизи земной (либо водной) поверхности, потому как применение данной технологии с больших высот требует мощного источника излучений, а также аппаратуры, способной эффективно противостоять помехам. Конструктивно прибор состоит из СВЧ радиопередатчика, направленная антенна которого расположена «на брюхе» воздушного судна, приёмника отражённого сигнала, устройств обработки сигналов, а также — монитора на приборной доске экипажа, на который передаются данные о текущей высоте. К недостаткам прибора можно отнести выраженную направленность измерений (направление луча передатчика, направленного перпендикулярно вниз). По этой причине применение радиовысотомеров эффективно только в равнинной местности, и практически бесполезно в горных и сильно пересечённых районах. Кроме того, вызывает вопросы экологичность подобных измерений, так как для обеспечения требуемой точности необходимо применять коротковолновые мощные передатчики, несущие явную опасность [1] для биосферы.
Спутниковый высотомер
Для определения высоты используют также GPS приёмники, получившие в современном мире большое распространение. По причине своей универсальности, относительной дешевизны и практической доступности такие приборы находят все большую сферу применения — как в технике, так и в быту. Принцип действия основан на одновременном измерении расстояния до нескольких (как правило — от четырёх до шести) вещающих спутников, находящихся на известных и специально корректируемых орбитах. На основании математических вычислений прибор определяет точку в пространстве — координаты φ,λ — широту и долготу места на модели поверхности Земли, а также высоту Н относительно среднего уровня моря модели (наиболее распространённая модель поверхности земли WGS84). С точки зрения истинности отображения координат имеет преимущество как перед барометрическими, так и перед радиотехническими высотомерами, так как не зависит ни от атмосферного давления, ни от измерения расстояния до физического рельефа местности.
Впервые система была создана в США с военными целями, однако впоследствии была открыта для массового использования, и получила широкое распространение во всех отраслях человеческой деятельности, требующей высокоточного ориентирования в пространстве. Точность измерений при необходимости может достигать порядка нескольких сантиметров, однако на практике такие измерения доступны по специальному соглашению с владельцем Сети, с применением дорогостоящего оборудования, и по этой причине в быту не применяются. Точность измерения бытовых приборов GPS — порядка 10 метров, что вполне достаточно для большинства задач ориентирования.
При этом интересен тот факт, что использование данной глобальной системы пока бесплатно, что обусловливает огромные темпы развития сферы применения систем, основанных на GPS-ориентировании. По некоторым оценкам, таким образом США как единственный на сегодняшний день владелец сети навигационных спутников, получает контроль над Системой, которую использует весь мир. Небезынтересно, что осуществляются попытки развёртывания альтернативных спутниковых систем и другими странами, к примеру, существует европейский аналог — система Galileo и российский — ГЛОНАСС, однако пока они не могут составить США достойную конкуренцию в силу многих технических, финансовых и политических причин.
На сегодняшний момент в силу различных причин массовая замена классических высотомеров на спутниковые пока не планируется.
Гамма-лучевой высотомер
В конструкции высотомера используется источник гамма-излучения (обычно — изотоп Со-60). Приёмник фиксирует обратное фотонное излучение, отражённое от объектов подстилающей поверхности. ГЛВ обладают высокой точностью, устойчивы к воздействию различного рода помех, влияющих на точность измерений. Гамма-лучевые высотомеры используются на малых высотах (метры, десятки метров от поверхности). Основное применение — системы мягкой посадки космических кораблей. В частности, в КК «Союз» гамма-лучевой высотомер (шифр изделия «Кактус») установлен у днища спускаемого аппарата, и место его установки маркировано знаком радиационной опасности.
Заключение
Измерение высоты полёта воздушного судна — чрезвычайно важная и ответственная задача, связанная с обеспечением безопасности полётов. При этом подход к исполнению данной задачи должен быть комплексным, применяющим все известные способы определения истинного положения воздушного судна в пространстве. По этой причине на современных воздушных судах применяются все вышеперечисленные приборы, а экипажи проходят профессиональную подготовку для их грамотного совместного использования. Отказ хотя бы какого-либо прибора, измеряющего высоту полёта, в авиации считается особым случаем, и расценивается соответствующими службами как предпосылка к лётному происшествию.
Альтиметр (высотомер) в часах: что это такое, принцип действия
Чтобы измерить высоту над уровнем моря, используется специальное устройство — альтиметр (или высотомер). Обычно его применяют в пилотируемых летательных аппаратах.
Однако теперь данное устройство нередко встраивают в смарт-часы — например, им оснащены многие гаджеты бренда Casio. Это очень удобно как для пилотов, так и для туристов, альпинистов, скалолазов.
5% скидка Для читателей нашего блога
скидка 5% на весь
ассортимент Ваш промокод: BLOG Смотреть все часы
Измерение высоты в смарт-часах
Альтиметры в смарт-часах измеряют давление атмосферы — чем ниже показатель, тем выше находится человек. В целом, этот прибор ориентируется на высоту над уровнем моря. Однако в некоторых случаях можно взять другую отправную точку. Например, измерить изменение высоты в процессе подъема в гору от подножия до самой вершины.
В «умных» часах встроено особое устройство, способное показывать информацию, полученную высотомером, на экране. Общая высота отображается в метрах.
Данная функция очень удобна для тех, кто любит различные виды спорта. А для любителей прыгать с парашютом был разработан специальный парашютный высотомер, который также встраивается в часы.
Популярными моделями, имеющими встроенный альтиметр, являются:
Девайсы, оснащенные данной функцией, имеют влагонепроницаемый корпус, благодаря чему их можно использовать в любую погоду. Некоторые модели могут сохранять данные о выполненных восхождениях (например, часы Casio ProTrek PRG-240-T-7ER запоминают до 40 точек). Эта способность смарт-часов особенно важна любителям горнолыжного спорта.
Другие особенности, которыми обладают высотомеры некоторых моделей (например, часов Casio ProTrek PRG-240-1Е):
В некоторых случаях для измерения уровня подъема используется GPS. Однако такой способ имеет свои недостатки. При плохом сигнале GPS, когда устройство находится вне диапазона спутников, данные могут получиться неточными (погрешность иногда составляет до 120 м). В некоторых случаях такое отклонение может быть незначительным, но иногда оно играет важную роль.
Что такое барометрический альтиметр
Барометрический альтиметр — специальное устройство, измеряющее давление атмосферы с целью определить относительные и абсолютные высоты.
Это самый распространенный способ измерения высоты.
В сравнении со спутниковым высотомером, основным достоинством баро-альтиметра выступает то, что его работа совсем не зависит от сигнала, который подает спутник. Также спутниковые устройства для определения нулевой отметки используют условную модель земли, что может привести к грубейшей погрешности на различных локальных участках местности.
Современные часы с высотомером (например, модели от компании Casio) иногда применяют пьезорезистивный метод определения давления атмосферы. Он заключается в том, чтобы интерпретировать информацию об изменениях кремния. Данный химический элемент обладает высокой чувствительностью за счет изменения удельного объемного сопротивления полупроводника в случае перемены давления.
Проще говоря, характеристики кремния зависят от изменений атмосферного давления, и данная взаимосвязь отображается на экране часов в понятном для пользователя формате.
Правила использования высотомера
В целом, использовать функцию altimeter, встроенную в часы, не очень сложно. Нужно настроить (т.е. откалибровать) датчик, используя текущие данные, после чего можно наблюдать за тем, как будет меняться высота местоположения по мере подъема, глядя на дисплей.
Как уже было сказано, высотомер ориентируется на изменения атмосферного давления. На дисплее часов будет отображено два формата информации:
Показатели высоты обновляются с разной частотой. Либо каждую секунду на протяжении первых трех минут, а после — каждые 5 секунд на протяжении часа; либо каждую секунду на протяжении первых трех минут, а после — каждые 2 минуты на протяжении последующих 12 часов.
Единицы измерения
В зависимости от того, как часовой пояс выбран, часы самостоятельно определяют единицы измерения. Всего есть два варианта: футы и метры.
Последовательность действий для измерения высоты (на примере часов Casio GW-9400)
Чтобы альтиметр корректно отображал текущую высоту, необходимо откалибровать датчик. Калибровка — это процесс изменения его показателей в соответствии с условно идеальными значениями другого прибора. Чтобы вероятность ошибки была минимальна, следует задать эталонное значение высоты.
Устанавливать такой показатель стоит на основе достоверной информации. Например, можно использовать те значения, которые указаны в специальных туристических картах.
Сам процесс калибровки несложен, следует лишь:
1. Зажать в режиме высотометра кнопку E до тех пор, пока на дисплее не начнет мигать текущий показатель высоты.
2. При помощи кнопок A (+) и C (-) установить эталонное значение с интервалом в 1 м (или 5 футов).
3. Выйти из режима настройки.
В проведении данной процедуры после покупки девайса, как правило, необходимости нет. Однако если есть сомнения касательно корректности данных датчика или уже прошло много времени с момента приобретения часов, то стоит откалибровать значения.
Сам процесс измерения высоты происходит следующим образом:
1. Необходимо войти в режим альтиметра, где датчик сразу отобразит текущую высоту. В первые 3 минуты измерения будут осуществляться ежесекундно. При желании считывание высоты можно перезапустить в любой момент, просто нажав на кнопку C.
2. На графике изменения высоты появится разница между текущим и предыдущим измерением.
3. График способен отобразить последние 20 значений, сохраненных автоматически. В целом, часы Casio GW-9400 способны запомнить до 40 записей. Если их больше, то самые старые значения сотрутся из памяти.
4. Для записи данных о высоте во встроенную память девайса необходимо в режиме высотомера зажать кнопку С на 2 секунды. Когда на дисплее появится индикатор REC Hold, ее можно отпустить. Это действие позволит сохранить запись о текущей точке нахождения, а также о дате и времени.
5. Для просмотра сохраненной записи следует использовать кнопки A и C.
Заключение
Таким образом, альтиметр в смарт-часах представляет собой встроенный датчик, который определяет высоту нахождения пользователя при помощи измерения атмосферного давления или с помощью GPS. Он прост в применении и может пригодиться многим людям, ведущим активный или экстремальный образ жизни.
7 лучших часов с альтиметром (высотомером) 2022 года
Когда присматриваешь себе подходящую модель умных часов, нужно обратить свое внимание на массу деталей. Особенно это важно, если эти самые смарт-часы вы будете использовать для туристических целей, тогда особый интерес у вас вызовут функции высотомера, барометра и компаса. Дело в том, что альтиметры (высотомеры) не являются обязательной функцией умных часов, а значит, при покупке этого девайса стоит обратить особое внимание на этот факт.
Более того, устройство должно с большой точностью показывать отметки высоты и барометрические показания. Самые известные имена в этой категории часов — это Casio, Garmin и Suunto, именно эти бренды могут предложить самые привлекательные модели для тех, кому важно быть в курсе не только времени, но и местоположения.
Что такое альтиметр?
Хотя эта функция не так распространена, как, скажем, функция хронографа, высотомер все же может быть чрезвычайно ценен при определенных обстоятельствах. Как вы могли догадаться из названия, эти обстоятельства — любые, в которых очень нужно измерить высоту. В конце концов, это и есть его главная задача – сообщать пользователю альтитуду (или высоту) над фиксированной точкой. Как правило, такой фиксированной точкой выступает уровень моря, но (в некоторых случаях) ее можно изменить в соответствии с другими потребностями — например, если вы хотите измерить изменение высоты в походе от фиксированной начальной точки до самой вершины.
Изначально показания альтиметра основывались на изменениях давления в атмосфере. Хоть такая система иногда и допускает ошибки, она все равно считается довольно точной. Это потому, что чем выше поднимаешься — будь то в горном походе, в самолете и т.д. — тем меньше давление в атмосфере. Причина этого проста: земная гравитация притягивает все к центру планеты, даже молекулы воздуха. Так, чем ближе к центру планеты, тем выше давление.
Конечно, на точность показаний может влиять погода, так как атмосфера находится под постоянным изменением, но в общем данные довольно точные и эта технология по-прежнему широко используется сегодня. Тем не менее, для максимальной точности барометрический высотомер нужно постоянно калибровать.
В то время как барометрические высотомеры на основе давления по-прежнему очень распространены в таких устройствах, как аналоговые часы, манометры самолетов и даже портативные устройства, используемые парашютистами, эта технология не стоит на месте. В настоящее время существуют другие типы высотомеров, наиболее распространенный тип берет за основу данные GPS. Как вы уже знаете, GPS использует сеть спутников на орбите Земли, чтобы помочь определить точное месторасположение конкретного устройства на планете. Хотя GPS обычно используется для определения долготы и широты на карте, его также можно использовать для определения — вы уже догадались — высоты.
К сожалению, на практике у GPS тоже есть свои недостатки. Например, если прием GPS плохой — если устройство находится вне диапазона используемых спутников — то данные могут быть неточными (погрешность достигает 120 м). Эта цифра может показаться незначительной, но иногда точность играет огромную роль, особенно в чрезвычайной ситуации. Независимо от того, какой тип высотомера вы в конечном итоге выбираете, важно иметь в виду эти плюсы и минусы, потому что эти знания могут потенциально спасти вашу жизнь, если вы окажетесь в опасной ситуации.
Что такое альтиметр в смарт часах
С создания человеком самых первых часов прошло множество лет. Сегодня же, кроме своей главной функции, они выполняют роль полноценного глубиномера, барометра и компаса, хронографа. Ученые сравнительно недавно совместили часы с альтиметром, который применяется для точного определения нахождения устройства на высоте над уровнем моря.
Установленный в умные часы, альтиметр измеряет давление атмосферы. Чем оно ниже, тем устройство находится выше, соответственно, вместе с ним и пользователь. Таким образом, альтиметр — это, прежде всего, прибор для измерения давления атмосферы.
Ученые сумели разработать особое устройство, которое может выводить на экран умных часов полезную информацию с альтиметра. Такие часы указывают на общую высоту в метрах. Высотомер и принцип его действия — отличные помощники для всех любителей спорта разных типов. А для всех, кто любит прыжки с парашютом есть высотомер парашютный — специальный альтиметр в умных часах.
В моделях сегодня применяются наиболее качественные технологии, позволяющие полностью обезопасить жизнь пользователей.
Подобные устройства, в основном, оборудованы корпусом из металла, который не пропускает влагу. За счет этого пользоваться часами можно фактически в любую погоду. А стекло из сапфира делает такие часы устойчивыми к любым ударам и царапинам.
Во многих умных часах с альтиметром есть сигнал при достижении ранее указанной высоты. Отдельные модели могут сохранять в памяти данные обо всех выполненных снижениях и восхождениях. Эта важная информация, предоставленная прибором с высотомером, будет в особенности актуальной для всех, кто любит горнолыжные курорты.
Часы с опцией современного альтиметра, кроме выше перечисленных функций, очень часто дают пользователю возможность оценить вертикальную скорость его передвижения. Важно понимать, что некоторые модели предоставлять могут совершенно неверную информацию. Это обусловлено зависимостью работы высотомера от целого ряда факторов. В связи с этим, такие умные часы также оснащены так называемой температурной компенсацией.
Функция измерения высоты, безусловно, важна как для профессиональных пилотов и альпинистов, так и для всех любителей бега и езды на велосипеде.
Что такое барометрический высотомер
Барометрический альтиметр – специальное устройство, которое измеряет давление атмосферы для определения относительных и абсолютных высот.
Барометрический высотомер, как правило, определяет совсем не высоту, а атмосферное давление в текущий момент времени.
Чтобы понять как работает современный альтиметр, необходимо прочитать следующий абзац.
Высота определяется по принципу того, что с повышением показателя высоты, давление атмосферы всегда пропорционально сокращается. По сравнению со спутниковым альтиметром, главное преимущество барометрического устройства в том, что его работа вообще не зависит от сигнала спутника.
Кроме того, спутниковые альтиметры для определения нулевой отметки применяют условную модель земли. А это может давать сильную погрешность в показаниях на разнообразных локальных участках местности. Барометрический высотомер этого недостатка лишен. Поэтому принцип общей работы такого высотомера намного лучше.
Как пользоваться альтиметром (высотомером) в умных часах
Пользоваться функцией весьма легко. Достаточно просто правильно настроить датчик, то есть откалибровать его. Для этого необходимо использовать текущие данные.
После того, как датчик будет полностью настроен, можно будет в любой момент наблюдать за тем, как меняется высота вашего текущего местоположения. Достаточно будет просто взглянуть на дисплей умных часов.
Лучшие умные часы с альтиметром
Далее представляем вам список лучших в этом году моделей смарт часов со встроенным альтиметром.
Casio Pro Trek Smart WSD-F20
Знаменитый производитель вначале пожелал полностью отказаться от применения GPS. Однако ранее в 2019 году корпорация выступила с очень современной моделью Casio Smart Outdoor WSD-F10 на базе Android Wear.
Отныне пользователь с легкостью может следить за собственными передвижениями везде. В его распоряжении — целый ряд важных датчиков, включая компас, акселерометр. Кроме того, в этих умных часах есть встроенный альтиметр, который выдает достаточно точные показания. Это может быть очень полезным для занятий различными видами спорта.
Suunto Traverse
Второе место занимает высотомер для ОС Андроид от компании Suunto. Эта фирма не является новичком в производстве смарт часов для активного отдыха. Как следует из названия, Traverse изготовлены специально для решения туристических задач.
Ознакомиться с новыми тропами можно будет с помощью встроенных в устройство топографических карт. Умные часы фиксируют насколько долго будет светить солнце. Таким образом, пользователь будет обязательно уведомлен, когда рекомендуется готовиться к ночевке, либо возвращаться в цивилизацию. Если вы все-таки не успеете вернуться днем, то в часах есть режим яркого фонарика.
Данная модель, как и прочие устройства из данного перечня, тоже имеет в наличии GPS и ГЛОНАСС. Эти технологии уточняют местоположение и высоту пользователя.
Garmin Fenix 5X
Линейка устройств Fenix 5 от компании Garmin — это множество различных полезных функций. Причем их количество напрямую зависит от того, насколько крупное устройство вы согласны носить на собственном запястье.
Наиболее оптимальная среди всех модель — это Fenix 5X. В ней есть все, что и в Fenix 5, но по топографическим опциям ей просто нет равных. Эти умные часы достаточно большие по своим размерам. Устройство оборудовано качественной картой. Также нельзя не отметить Мультиспортивный режим и Функции трассы.
Здесь, безусловно, есть альтиметр, а также полноценная поддержка технологий ГЛОНАСС и GPS/GPX. Эти функции были и на предшественнике модели, но те, кто любят самые актуальные гаджеты, от этого гаджета будут просто без ума.
Garmin Epix
Данные часы с современным высотомером обладают формой квадрата и качественным цветным дисплеем на 1,4 дюймов. За счет этого на дисплее можно легко рассмотреть необходимый маршрут. На устройство загружать можно разнообразные карты местности.
Это часы для путешественников, они укомплектованы особым компасом, который предельно верно определяет текущее местоположение пользователя. Для обычного использования на каждый день это устройство не станет лучшим решением, однако для походов и различного спорта — это отличный вариант.
Также данный высотомер используется для точного измерения высоты дерева. Поэтому пользуется дополнительной популярностью.
Где можно купить
В настоящее время высотомер купить можно в любом специализированном магазине, либо во многочисленных интернет-магазинах умных часов. Отечественных и зарубежных. Огромный ассортимент обязательно вас порадует.