Что такое высотомер и как он работает?
Высотомер – это устройство, которое измеряет высоту абсолютную или высоту относительную (над уровнем земли или над другим заданным точкой отсчета). Он применяется в авиации, метеорологии, геодезии и прочих областях. Существует несколько видов приборов, каждый из которых имеет особенности и собственную сферу применения, обусловленную принципом работы.
Виды и принцип работы
Барометрический меряет атмосферное давление и использует его для вычисления высоты. Поскольку АД уменьшается при подъеме, прибор может определить расстояние от первой точки, сравнивая текущее давление с известным. Этот тип применяется в самолетах, воздушных шарах и других летательных аппаратах. Они сравнительно недорогие и просты в использовании, но их точность может зависеть от изменений температуры и плотности воздуха.
Радиовысотомер излучает радиоволны вниз и отмеряет время, необходимое для возврата сигнала. Поскольку скорость радиоволн известна, он может вычислить положение. Они устанавливаются в самолетах, более точны, чем барометрические, но требуют прямой видимости земли.
GPS-высотомер использует сигналы со спутников Глобальной системы позиционирования (GPS). Приемник засекает прохождение от нескольких спутников и использует эту информацию для вычисления своего местоположения в трех измерениях. Они используются в различных приложениях, включая навигацию, геодезию и мобильные устройства, предоставляют высокую точность, но могут быть чувствительны к наличию препятствий и помех.
Лидарный излучает лазерные импульсы и ждет их отражения от поверхности. Лазерная энергия взаимодействует с объектами на поверхности, и прохождение сигнала обратно можно использовать для расчета расстояния. Средство измерения используются для создания трехмерных карт и в системах автономного вождения, обеспечивают высокое разрешение, точность, но могут быть дорогими и ограничены дальностью лазера.
Ультразвуковой излучает волны и считает время их отражения. УЗВ имеют более высокую частоту, чем звук, который мы можем слышать, и они хорошо отражаются от твердых предметов. Приборы используются в закрытых помещениях и под водой. Они недорогие и понятные, но их дальность действия и точность меньше, чем у других типов.
Область применения
Она охватывает:
-
авиацию – геоданные летательных аппаратов, поддержание безопасного полета, помощь в планировании полета;
-
метеорологию – положение облаков, определение вертикального профиля температуры и давления, атмосферных явлений, таких как грозы и шквалы, прогнозирование погоды и климатических моделей;
-
геодезия – определение точек на земле, создание топографических карт и моделей рельефа, измерение сооружений, мониторинг оползней и других геологических процессов;
-
навигация – отслеживание автомобилей, судов и пешеходов, помощь в ориентировании и планировании маршрута, информирование водителей о дорожных условиях и ограничениях, предоставление информации для мобильных устройств и приложений;
-
робототехника – получение данные для автономного движения, определение расстояния до препятствий и объектов, создание карт и локализация роботов, управление беспилотными летательными и подводными аппаратами;
-
водолазное дело – измерение глубины под водой, мониторинг времени и глубины погружения, обеспечение безопасности водолазов и дайверов, исследование морского дна и подводных объектов;
-
научные исследования – изучение геологических образований и стратиграфии, поведения животных и миграции, измерение ледников и ледяных щитов, изменение уровня моря и прибрежной эрозии, сбор данных для моделирования природы и прогнозирования стихийных бедствий;
-
строительство – обмеры зданий и сооружений;
-
сельское хозяйство – мониторинг роста растений и уровня воды в ирригационных системах;
-
военные операции – изучение целей и местности;
-
поиск и спасательные операции – локализация людей и объектов.
