Для безопасного маневрирования, спуска и приземления сверхлегкой авиации, беспилотных воздушных судов, парашютной техники требуется повышенная точность определения высоты. В работе проведен критический анализ существующих методов измерения высоты для определения наиболее точных из них. Особое внимание уделено барометрическому методу. С целью снижения погрешностей измерения разработаны интеллектуальные датчики высоты и на их основе сконструирован опытный образец барометрического высотомера. В процессе компьютерного и макетного моделирования установлено, что в конструкции высотомера необходимо использовать несколько интеллектуальных датчиков высоты, причем на точность измерений существенным образом влияет расположение датчиков на летательном объекте. Разработанный метод измерения высоты с использованием таких датчиков включает в себя аппаратно-программную компенсацию погрешностей, вызванных атмосферными явлениями и аэродинамическими параметрами конструкции летательного объекта. Разработаны аппаратно-программные средства для обработки измеренных данных, а также программное обеспечение для функционирования интеллектуального датчика давления, автоматической обработки данных и вывода информации на дисплей высотомера. Предложенный метод и аппаратно-программные средства для измерения высоты в реальных условиях эксплуатации показали существенное снижение погрешностей, которые не превышают 1 м при движении в потоке воздуха на скоростях до 8 м/с и 5 м на скоростях до 70 м/с.
1. Коптев А.Н. Авиационное и радиоэлектронное оборудование воздушных судов гражданской авиации. Самара: Изд-во СГАУ, 2011. Кн. 2. 196. с.
2. Bo Li, Chao Xu, Xiaohui Li, Wenli Wa. Research and experimental validation of the method for barometric altimeter aid GPS in challenged environment // 2017 13th IEEE International Conference on Electronic Measurement & Instruments (ICEMI). 2018. P. 88–92. DOI: 10.1109/ICEMI.2017.8265725
3. Zaliva V., Franchetti Fr. Barometric and GPS altitude sensor fusion // 2014 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP). 2014. P. 7525–7529. DOI: 10.1109/ICASSP.2014.6855063
4. Кикоин А.К., Кикоин И.К. Молекулярная физика. 2-е изд., перераб. М.: Наука, 1976. С. 48–54.
5. Bolanakis Di. E., Kotsis Ko. T., Laopoulos Th. Temperature influence on differential barometric altitude measurements // 2015 IEEE 8th International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications (IDAACS). 2015. P. 120–124. DOI: 10.1109/IDAACS.2015.7340711
6. Xuan-Mung Ng., Sung-Kyung Ho. Barometric altitude measurement fault diagnosis for the improvement of quadcopter altitude control // 2019 19th international conference on control, automation and systems (iccas). 2019. P. 1359–1364. DOI: 10.23919/ICCAS47443.2019.8971729
7. Makshakov A.V., Shtern Yu.I. Determination method of the aircrafts flying height using absolute pressure sensors // 2020 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus). 2020. P. 2379–2382. DOI: 10.1109/EIConRus49466.2020.9039188
8. High-precision barometric altitude measurement method and technology / W. Zhu, Yu. Dong, G. Wang et al. // 2013 IEEE International Conference on Information and Automation (ICIA). 2014. P. 430–435. DOI: 10.1109/ICInfA.2013.6720337
9. Mung N.Xu, Hong S.K. Improved altitude control algorithm for quadrotor unmanned aerial vehicles // Applied Sciences. 2019. Vol. 9. P. 2122. DOI: 10.3390/app9102122
10. Shtern Yu.I., Karavaev I.S., Makshakov A.V., Larionov N.N. The research of measurement error for smart temperature sensors with wireless interface // IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElConRus). 2019. P. 2117–2122. DOI: 10.1109/SED.2019.8798414