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高度计的基本内容

发布时间:2013-06-29

高度计的基本内容

高度计,我们在日常生活、工作中都经常用到,但不知道大家对“高度计的基本内容”是否知道呢?本文收集整理了一些资料,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值。
高度计
高度计

ɡāo dù jì

利用气压、雷达等来测量高度的仪表,常用于航空和登山。也叫高度表。

“嫦娥一号”激光高度计

激光高度计将利用主动激光遥感技术,测量卫星到星下点月球表明的距离,其作用距离两百公里左右,测距精度正负五米,距离分辨率一米。

激光高度计测到的数据通过地面应用系统处理后,可获取月表地形高度数据,并为获取月球表面三维立体成像、分析月面有用元素含量及物质类型分布特点、探测月壤厚度和地球到月球间的空间环境提供技术支持。

利用气压、雷达等来测量高度的仪表,常用于航空和登山。也叫高度表。

高度计的结构原理

仪器包括高精度光栅装置、密珠导轨的测量杆装置、高性能的高速采样等。高度计采用高精度光栅作为测量基准,选用玻璃基体的增量式光栅尺,所以测量支持大测量范围,对震动和冲击不敏感,并具有确定的温度特性。
 
增量光栅尺的扫描方法为光电扫描,因此无机械接触也无磨损。电子设备对输出信号进行细分至纳米级的极小测量步距,从而确保一个信号周期内微小位置误差。气压高度计气压高度计是在航空物探测量时,安置在飞机中,利用气压与高度的关系,通过观测气压测量飞机飞行海拔高度(又称绝对高度)的仪器。
 
大家都知道水中的压强仅由水深决定,P=ρgh,潜水员可简单的从当前的压强估算出自己的下潜深度。大气压与此类似,是由地表空气的重力所产生的。随着海拔高度的上升,地表的空气厚度减少,气压下降。于是可以通过测量所在地的大气压,与标准值比较而得出高度值,这就是气压高度计的基本工作原理。设海平面处大气压为P0,所在地大气压为P,则海拔高度h=(P0-P)/(ρ*g)。

初中课本讲到这里就打住了,但水是液体,密度随温度和压强变化很小,而大气随着海拔高度的增加,温度压强都逐渐降低,导致密度下降,不考虑这一点的公式是没有实用价值的。假设密度随高度均匀下降,海平面处h=0,ρ=ρ0,大气层外边界处h=r(大气层厚度),ρ=0,故有ρ=ρ0(h0-h)/h0,则海拔h处的大气压是对h0到h处的大气质量求和,因为是线性关系,用等差数列的知识就可以求出海拔h处的大气压应为 P(h)=ρ0(h0-h)^2/(2h0),而海平面处的标准大气压P0和空气密度ρ0均是已知的,取P0=100kPa,空气密度ρ0=1kg/m^3,可由此算出h0=20000米,于是海拔高度的表达式应修正为 h=h0-sqrt(P/P0)。

这样算出的海拔是否符合实际还需要更多的数据来检验,不过地球大气的厚度还是很容易查到的,然没有确切的边界,但至少是在500公里以上,而这里给出的估计值只有20公里,问题出在哪里?其实我们的估计并没有错,对地表大气压有贡献的气体厚度确实只有几十公里的量级,更确切的说,大气质量的99%集中在地表30km以内,其中5.6公里内的就占到了50%,100km之上的高层大气虽然对地球环境有重要影响,但其密度已经相当低了。
高度计
高度计
 
综上所述,本文已为讲解高度计的基本内容,相信大家对高度计的基本内容的认识越来越深入,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值。

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