KR20120071958A - Barometric altimeter and self-setting method of the same based on onboard navigation data in flight - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기압 고도계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기압 고도계 및 자체 항법 정보를 기초로 이를 비행 중에 설정하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a barometric altimeter, and more particularly, to a method for setting it in flight based on the barometer and the self-navigation information.
기압 고도계는 기압의 변화를 기초로 고도를 산출하는 장치로서 산출된 기압 고도는 관성항법장치의 고도 정보를 보정하는 용도 등에 사용된다. 항공기에서의 고도 계산 방법에 일반적으로 사용되는 국제항공기구의 표준대기모델은 표준대기상태(해면고도, 1기압, 15℃)를 기준으로 한 기압과 고도의 상관관계를 이용한다. 그러나 기상 상태에 따라 해면고도에서의 대기 상태가 달라지므로, 항법 정보로써 기압 고도를 보정하기 위하여 기준값을 수정하여 기압 고도계를 설정할 필요가 있다.The barometric altimeter is an apparatus for calculating an altitude based on a change in barometric pressure. The barometric altitude calculated is used for correcting altitude information of an inertial navigation system. The standard air model of the International Aviation Organization, which is commonly used for the altitude calculation method in aircraft, uses the correlation between air pressure and altitude based on the standard air condition (sea level, 1 atm, 15 ° C). However, since the atmospheric condition at sea level varies according to the weather condition, it is necessary to set the barometric altimeter by modifying the reference value to correct the barometric altitude as navigation information.
항공기에서 사용하는 기압 고도에서 기준값을 결정하는 방법에는 비행 지역의 지상 관제소에서 측정한 기상 정보를 이용하는 방법, 항공기가 이륙 전 활주로 상에 대기하는 중에 측정한 정보를 이용하는 방법 및 무인기와 같은 비행체의 경우 운용 지원 장비로부터 전송받은 고도와 대기 정보를 이용하는 방법 등이 있다. Methods of determining reference values at barometric altitudes used by aircraft include: how to use weather information measured at ground control stations in the area of flight, how to use information measured while the aircraft is waiting on the runway before takeoff, and for aircraft such as drones. There is a method of using altitude and atmospheric information received from operational support equipment.
미합중국 특허 제6,216,064호(U.S. Patent 6,216,064; Johnson, et al.)는 기압 고도계의 정확도를 향상시키기 위하여 초기화 방법으로 활주로 등 기준값 제공이 가능한 지점의 자료를 사용하는 방법과 비행 중 측정된 고도, 압력 및 온도를 기준값으로 사용하는 방법을 제시하였다.US Pat. No. 6,216,064 (John Patent 6,216,064; Johnson, et al.) Describes how to use data at points where reference values, such as runways, can be provided as an initialization method to improve the accuracy of barometric altimeters, and measured altitude, pressure and A method of using temperature as a reference value is presented.
미합중국 특허 제6,266,583호(U.S. Patent 6,266,583; Tazartes, et al.)는 표준대기모델을 사용하여 계산한 기압고도의 오차를 보정하기 위하여 비행체의 항법장치와 대기장치에서 측정된 고도, 압력 및 온도를 사용하는 순차적인 보정 방법을 제시하였다. US Pat. No. 6,266,583 (Tazartes, et al.) Uses altitude, pressure, and temperature measured from air navigation and atmospheric systems to correct errors in barometric altitude calculated using standard atmospheric models. A sequential correction method is presented.
미합중국 특허 제7,353,129호(U.S. Patent 7,353,129; Lerch, et al.)는 표준대기와 실제 대기의 온도 차이를 보정하여 온도 기준값을 결정하여 기압 고도계의 정확도를 향상시키는 방법을 제안하였다.US Patent No. 7,353,129 (U.S. Patent 7,353,129; Lerch, et al.) Proposed a method of improving the accuracy of barometric altimeter by determining a temperature reference value by correcting the temperature difference between the standard atmosphere and the actual atmosphere.
다만, 기압 고도계의 기압 고도 보정을 위한 기준값 설정에 필요한 정보를 기압 고도계를 장착한 비행체의 외부로부터 제공받는 경우에는, 상기 기준값 정보를 제공하는 별도의 장비를 구비하여 운영하여야 하는 문제점 및 상기 기압 고도계의 운용 가능 영역이 상기 기준값 정보를 제공받을 수 있는 지역으로 제한되는 문제점이 있다.However, when the information necessary for setting the reference value for the barometric altitude correction of the barometric altimeter is provided from the outside of the aircraft equipped with the barometer, the barometer has to be operated with a separate equipment for providing the reference value information and the barometric altimeter There is a problem in that the operable area of is limited to an area in which the reference value information can be provided.
따라서 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하는 데에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems.
구체적으로, 본 발명의 목적은 비행체에서 기압 고도계를 이용한 기압고도의 산출방법에서, 비행체에 장착된 장치 이외의 계기에서 측정된 정보를 이용하거나 외부로부터 기준값 설정에 필요한 정보를 제공받지 아니하고, 순전히 비행체 자체 장비에서 측정된 항법정보만을 이용하여 기압 고도계를 자력으로 설정하는 방법을 제시하는 데에 있다.Specifically, an object of the present invention is to calculate the barometric altitude using the barometric altimeter in a vehicle, without using the information measured by the instrument other than the device mounted on the aircraft or from receiving information necessary for setting a reference value from the outside, purely the aircraft It is to present a method of setting the barometric altimeter to magnetic force using only the navigation information measured from its own equipment.
또한, 본 발명의 다른 목적은 기압 고도계가 장착된 비행체 등이 지상에서 대기하는 중에 정상적인 대기 정보를 측정할 수 없는 경우에도 비행을 시작한 후 기압 고도계의 자력 설정을 위한 기준값을 측정하고 설정할 수 있는 방법을 제시하는 데에 있다.In addition, another object of the present invention is a method that can measure and set the reference value for setting the magnetic force of the barometric altimeter after starting the flight even when the aircraft equipped with the barometer can not measure normal atmospheric information while waiting on the ground To present it.
또한, 본 발명의 다른 목적은 기압 고도계가 장착된 비행체 등에 온도 측정 장비가 없는 경우에도 기압 고도계를 자력으로 설정하도록 기준값을 결정할 수 있도록 하는 데에 있다.In addition, another object of the present invention is to be able to determine the reference value to set the barometric altimeter to magnetic force even when there is no temperature measuring equipment in the aircraft equipped with the barometer.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 각각 최소 1회 이상의 고도 측정값들 및 압력 측정값들을 측정장치로부터 수신하는 수신부; 기준 압력을 결정하고, 상기 수신된 고도 측정값들, 상기 수신된 압력 측정값들 및 상기 결정된 기준 압력을 기초로 기준 고도 및 기준 온도를 결정하는 기준값 결정부; 및 상기 결정된 기준 고도, 상기 결정된 기준 압력 및 상기 결정된 기준 온도를 기초로 기압 고도계를 설정하는 설정부를 포함하는 기압 고도계를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises: a receiving unit for receiving at least one altitude measurement value and pressure measurement value from the measuring device; A reference value determiner which determines a reference pressure and determines a reference altitude and a reference temperature based on the received altitude measurements, the received pressure measurements and the determined reference pressure; And a setting unit that sets a barometric altimeter based on the determined reference altitude, the determined reference pressure, and the determined reference temperature.
또한, 상기 기준값 결정부는 오차 함수의 오차를 최소화하는 계수를 계산하는 방법에 기초하여 상기 기준 고도 및 기준 온도를 결정할 수 있다.The reference value determiner may determine the reference altitude and the reference temperature based on a method of calculating a coefficient for minimizing an error of an error function.
또한, 상기 오차를 최소화하는 계수는 압력 측정값들에 기초한 압력 행렬과 고도 측정값들에 기초한 고도 행렬이 선형관계에 있도록 하는 계수 행렬을 이용하여 계산하는 것일 수 있다.In addition, the coefficient for minimizing the error may be calculated using a coefficient matrix such that the pressure matrix based on the pressure measurements and the altitude matrix based on the altitude measurements are in a linear relationship.
또한, 상기 오차 함수는 상기 압력 행렬의 헤시안(Hessian) 행렬 및 상기 계수 행렬을 이용하여 정의될 수 있다.In addition, the error function may be defined using a Hessian matrix and the coefficient matrix of the pressure matrix.
또한, 상기 기준값 결정부는 상기 기준 압력을 표준 대기 상태의 압력으로 결정할 수 있다.The reference value determiner may determine the reference pressure as a standard atmospheric pressure.
또한, 상기 기준값 결정부는 상기 기준 압력을 상기 압력 측정값들 중 적어도 하나에 기초하여 결정할 수 있다.The reference value determiner may determine the reference pressure based on at least one of the pressure measurement values.
또한, 상기 기준값 결정부는 상기 기준 압력을 상기 압력 측정값들의 산술 평균으로 결정할 수 있다.The reference value determiner may determine the reference pressure as an arithmetic mean of the pressure measurement values.
또한, 상기 측정장치는 상기 기압 고도계가 탑재된 비행체에 탑재될 수 있다.In addition, the measuring device may be mounted on a vehicle equipped with the barometric altimeter.
한편, 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 각각 최소 1회 이상의 고도 측정값들, 압력 측정값들 및 온도 측정값들을 측정장치로부터 수신하는 수신부; 상기 수신된 고도 측정값들, 상기 수신된 압력 측정값들 및 상기 수신된 온도 측정값들을 기초로 기준 고도, 기준 압력 및 기준 온도를 결정하는 기준값 결정부; 및 상기 결정된 기준 고도, 상기 결정된 기준 압력 및 상기 결정된 기준 온도를 기초로 기압 고도계를 설정하는 설정부를 포함하되, 상기 기준 고도는 상기 고도 측정값들의 산술 평균으로 결정되고, 상기 기준 압력은 상기 압력 측정값들의 산술 평균으로 결정되고, 상기 기준 온도는 상기 온도 측정값들의 산술 평균으로 결정되는 것을 특징으로 하는 기압 고도계를 제공한다.
On the other hand, in order to solve the above problems, the present invention comprises: a receiver for receiving at least one altitude measurement value, pressure measurement values and temperature measurement values from the measuring device; A reference value determination unit determining a reference altitude, a reference pressure, and a reference temperature based on the received altitude measurement values, the received pressure measurement values, and the received temperature measurement values; And a setting unit for setting an air pressure altimeter based on the determined reference altitude, the determined reference pressure, and the determined reference temperature, wherein the reference altitude is determined as an arithmetic mean of the altitude measurement values, and the reference pressure is measured by the pressure. And an arithmetic mean of the values, wherein the reference temperature is determined as the arithmetic mean of the temperature measurements.
한편 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 (A) 상승 또는 하강 비행 상태에서 각각 최소 1회 이상의 고도 측정값들 및 압력 측정값들을 측정장치로부터 수신하는 단계; (B) 기준 압력을 결정하는 단계; (C) 상기 수신된 고도 측정값들, 상기 수신된 압력 측정값들 및 상기 결정된 기준 압력을 기초로 기준 고도 및 기준 온도를 결정하는 단계; 및 (D) 상기 결정된 기준 고도, 상기 결정된 기준 압력 및 상기 결정된 기준 온도를 기초로 기압 고도계를 설정하는 단계를 포함하는 기압 고도계 설정 방법을 제공한다.
Meanwhile, in order to solve the above problems, the present invention includes the steps of: (A) receiving at least one altitude measurement value and pressure measurement value from the measuring device, respectively, in the rising or falling flight state; (B) determining a reference pressure; (C) determining a reference altitude and a reference temperature based on the received altitude measurements, the received pressure measurements and the determined reference pressure; And (D) setting an atmospheric pressure altimeter based on the determined reference altitude, the determined reference pressure, and the determined reference temperature.
한편, 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 (A) 수평 비행 상태에서 각각 최소 1회 이상의 고도 측정값들, 압력 측정값들 및 온도 측정값들을 측정장치로부터 수신하는 단계; (B) 상기 수신된 고도 측정값들, 상기 수신된 압력 측정값들 및 상기 수신된 온도 측정값들을 기초로 기준 고도, 기준 압력 및 기준 온도를 결정하는 단계; 및 (C) 상기 결정된 기준 고도, 상기 결정된 기준 압력 및 상기 결정된 기준 온도를 기초로 기압 고도계를 설정하는 단계를 포함하되, 상기 기준 고도는 상기 고도 측정값들의 산술 평균으로 결정되고, 상기 기준 압력은 상기 압력 측정값들의 산술 평균으로 결정되고, 상기 기준 온도는 상기 온도 측정값들의 산술 평균으로 결정되는 것을 특징으로 하는 기압 고도계 설정 방법을 제공한다.On the other hand, to solve the above problems, the present invention comprises the steps of: (A) receiving at least one altitude measurement value, pressure measurement values and temperature measurement values from the measuring device, respectively, in a horizontal flight state; (B) determining a reference altitude, reference pressure and reference temperature based on the received altitude measurements, the received pressure measurements and the received temperature measurements; And (C) setting an air pressure altimeter based on the determined reference altitude, the determined reference pressure, and the determined reference temperature, wherein the reference altitude is determined as an arithmetic mean of the altitude measurements, and the reference pressure is It is determined by the arithmetic mean of the pressure measurements, and the reference temperature is determined by the arithmetic mean of the temperature measurements provides a barometric altimeter setting method.
본 발명의 실시예에 따른 기압 고도계의 기준값 결정 방법에 의하면 기압 고도계가 기준값 결정에 필요한 정보를 비행체의 외부로부터 제공받지 아니하고 자체의 항법 정보를 이용하여 기준값을 결정하고 상기 결정된 기준값을 이용하여 기압 고도계를 설정할 수 있게 한다. 따라서, 기압 고도계 설정을 위해 기준값 정보를 제공하는 별도의 장비의 도움을 받지 아니함으로써 기압 고도계가 장착된 비행체 등의 운용 장비나 절차를 간소화하고 운용 가능 영역의 제한을 제거할 수 있게 된다.According to the method for determining the reference value of the barometric altimeter according to the embodiment of the present invention, the barometer does not receive information necessary for determining the reference value from the outside of the vehicle, and determines the reference value using its own navigation information, and uses the determined reference value. Enable to set. Therefore, without the help of a separate equipment that provides reference value information for setting the barometric altimeter, it is possible to simplify the operating equipment or procedures, such as the aircraft equipped with a barometer, and to remove the limitation of the operating area.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기압 고도계의 기준값 결정 방법에 의하면 기압 고도계가 장착된 비행체 등이 밀폐 용기에 보관되어있어 지상에서 대기하는 중에 정상적인 대기 정보를 측정할 수 없는 경우에도 비행을 시작한 후 기준값을 측정하고 설정할 수 있다.In addition, according to the method of determining the reference value of the barometric altimeter according to an embodiment of the present invention, even if the aircraft equipped with the barometric altimeter is stored in a sealed container and the normal atmospheric information cannot be measured while waiting on the ground, The reference value can be measured and set.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기압 고도계의 기준값 결정 방법에 의하면 기압 고도계가 장착된 비행체 등에 온도 측정 장비가 없는 경우에도 기압 고도계를 초기화시킬 수 있게 되어, 비행체에 온도 측정 장비를 탑재하지 않도록 도움을 줄 수 있다.In addition, according to the method of determining the reference value of the barometric altimeter according to an embodiment of the present invention, even when there is no temperature measuring equipment in the aircraft equipped with the barometer, the barometer can be initialized, thereby helping to avoid mounting the temperature measuring equipment on the aircraft. Can give
도 1은 본 발명의 실시예를 따르는 기압 고도계의 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 제1 실시예를 따르는 기압 고도계를 탑재한 비행체의 운행을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 제1 실시예를 따르는 기압 고도계에서의 기압 고도 결정 방법에 대한 흐름도,
도 4는 본 발명의 제2 실시예를 따르는 선형 최적화 방법의 흐름도,
도 5는 본 발명의 제2 실시예를 따르는 기압 고도계에서의 기압 고도 결정 방법에 대한 흐름도,
도 6은 본 발명의 실시예를 따르는 기압 고도계에서 기압 고도 결정 방법에 따른 기준값의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면, 그리고
도 7은 본 발명의 실시예를 따르는 기압 고도계에서 기압 고도 결정 방법에 따른 기압 고도의 오차의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.1 is a view showing the structure of a barometric altimeter according to an embodiment of the present invention,
2 is a view showing the operation of the aircraft equipped with a barometric altimeter according to a first embodiment of the present invention,
3 is a flowchart of a barometric altitude determination method in a barometric altimeter according to a first embodiment of the present invention;
4 is a flowchart of a linear optimization method according to a second embodiment of the present invention;
5 is a flowchart of a barometric altitude determination method in a barometric altimeter according to a second embodiment of the present invention;
6 is a view showing a simulation result of the reference value according to the barometric altitude determination method in the barometric altimeter according to the embodiment of the present invention, and
7 is a view showing a simulation result of the error of barometric altitude according to the barometric altitude determination method in the barometric altimeter according to the embodiment of the present invention.
본 발명은 비행체에서 측정한 정보를 이용한 기압 고도계에 적용된다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 기압 고도의 산출 방법 및 그 장치에도 적용될 수 있다.The present invention is applied to the barometric altimeter using the information measured by the aircraft. However, the present invention is not limited thereto, and the present invention may be applied to any method and apparatus for calculating the barometric altitude to which the technical spirit of the present invention may be applied.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It is to be noted that the technical terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. It is also to be understood that the technical terms used herein are to be interpreted in a sense generally understood by a person skilled in the art to which the present invention belongs, Should not be construed to mean, or be interpreted in an excessively reduced sense. In addition, when the technical terms used herein are incorrect technical terms that do not accurately express the spirit of the present invention, they should be replaced with technical terms that can be understood correctly by those skilled in the art. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted according to a predefined or prior context, and should not be construed as being excessively reduced.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Also, the singular forms "as used herein include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term "comprising" or "comprising" or the like should not be construed as necessarily including the various elements or steps described in the specification, Or may be further comprised of additional components or steps.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected or connected to that other component, but there may be other components in between. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 따르는 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것 일뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면 외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or similar components will be given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, it should be noted that the accompanying drawings are only for easily understanding the spirit of the present invention and the spirit of the present invention should not be construed as being limited by the accompanying drawings. The spirit of the invention should be construed to extend to all changes, equivalents, and substitutes in addition to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예를 따르는 기압 고도계의 구조를 도시한 도면이다.1 is a diagram showing the structure of a barometric altimeter according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예를 따르는 기압 고도계(100)는 비행체가 비행중에 자체 항법 정보만을 기초로 QNH/QFE 설정을 할 수 있는 방법을 제공한다. 기압 고도계에서는 일반적으로 QNH 설정 및 QFE 설정이 수행된다. QNH 설정에 의한 기압 고도계는 해발고도를 나타내며, QFE 설정된 기압 고도계는 절대고도를 나타낸다. 본 발명의 실시예를 따르는 기압 고도계(100)의 설정 방법은, 일반적으로 사용되는 표준대기모델의 압력과 고도의 상관관계를 이용하여 기압 고도계를 위한 기준값들을 결정하는 방법 대신에, 실제대기상태에 맞도록 기준값들을 결정하는 방법을 이용한다.The
본 발명의 실시예를 따르는 기압 고도계(100)는 비행체에 장착될 수 있으며, 상기 기압 고도계(110)는 수신부(110), 기준값 결정부(120) 및 기압 고도계 설정부(130)를 포함하도록 구성될 수 있다.The
상기 수신부(110)는 상기 비행체에 장착된 측정 장치와 연결되어, 상기 측정 장치로부터 고도, 온도 및 압력의 측정값들을 수신한다. 상기 수신부(110)와 연결된 상기 측정 장치는 비행체의 자체 대기 정보 측정 장치일 수 있다. 또한 상기 측정 장치 중 고도를 측정하는 장치는 관성항법장치, GPS, 전파고도계 등의 비행체에 장착된 고도 측정 장비일 수 있다.The
상기 기준값 결정부(120)는 상기 수신부(110)에 의하여 수신된 상기 측정값들을 기초로 기준 고도, 기준 온도 및 기준 압력을 결정한다. 상기 비행체의 비행 중에 상기 측정 장치로부터 상기 수신부(110)를 통하여 수신된 상기 측정값에는 진동 또는 전기적 신호 특성으로 인한 잡음이 많이 포함될 수 있으므로, 상기 기준값 결정부(120)는 소정의 회수 이상의 측정을 통해 획득한 측정값들을 기초로 정확한 기준값을 계산한다.The
상기 기준값 결정부(120)는, 예컨대 상기 비행체의 고도가 일정하게 유지되는 경우에는, 상기 측정값들 각각의 산술 평균을 구하는 방법을 사용하여 기준값들을 결정할 수 있다. 본 발명의 제1 실시예를 따르는 기압 고도계(100)의 기준값 결정부는 상기 측정한 고도의 산술 평균을 상기 기준 고도로, 상기 측정한 압력의 산술 평균을 상기 기준 압력으로, 상기 측정한 온도의 산술 평균을 상기 기준 온도로 결정한다.For example, when the altitude of the vehicle is maintained at a constant level, the
또한 상기 기준값 결정부(120)는, 예컨대 상기 비행체의 고도가 변하는 경우에는, 상기 측정값들을 기초로 선형 시스템을 정의하여 오차를 최소화하는 방법을 사용하여 기준값들을 결정할 수 있다. 본 발명의 제2 실시예를 따르는 기압 고도계(100)의 기준값 결정부는 우선 기준 압력을 결정하고, 상기 압력 측정값들 및 상기 고도 측정값들을 기초로 정의된 오차함수의 오차를 최소화 시켜주는 계수들을 계산하고, 상기 계산된 계수들 및 상기 결정된 기준 압력을 기초로 상기 기준 고도 및 기준 온도를 결정한다.In addition, when the altitude of the vehicle changes, for example, the
상기 기준값 결정부(120)가 기준값들을 결정하는 방법에 대하여는 도 2 내지 도 5를 참조하여 후술된다.A method of determining the reference values by the
상기 기압 고도계 설정부(130)는 상기 기준값 결정부(120)에 의하여 결정된 기준값들을 기초로 기압 고도계의 QNH/QFE 설정을 수행한다.
The barometric
이하에서는, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 제1 실시예를 따르는 기압 고도계에서의 기압 고도 결정 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of determining the barometric altitude in the barometric altimeter according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
도 2는 본 발명의 제1 실시예를 따르는 기압 고도계를 탑재한 비행체의 운행을 도시한 도면이다. 상기 기압 고도계(100)가 상기 기준값들을 결정함에 있어 실제 대기 상태와 고도에 따른 압력 특성이 고려되어야 하므로, 본 발명의 제1 실시예를 따르는 상기 기압 고도계(100)는 한 지점에서 측정된 대기 정보가 아닌 일정 기간의 비행을 통해 측정된 정보를 사용한다. 상기 기압 고도계(100)의 기압 고도 결정 방법은 상기 비행체(10)가 고도를 유지하며 비행하는 경우에도 적용될 수 있다.2 is a view showing the operation of the aircraft equipped with a barometric altimeter according to a first embodiment of the present invention. Since the
이를 위하여, 상기 기압 고도계(100)가 탑재된 비행체(10)가 비행하는 동안, 상기 기압 고도계(100)의 수신부(110)는 복수의 측정값 즉, 상기 기압 고도계(100)에 연결된 측정 장치로부터 연속적으로 측정된 고도, 압력 및 온도를 수신하고, 상기 기압 고도계(100)의 기준값 결정부(120)는 상기 수신부(110)를 통하여 획득한 측정 고도, 측정 압력 및 측정 온도의 각각의 산술 평균값을 계산하여 각각 기준 고도, 기준 압력 및 기준 온도를 결정하는 평균치 방법을 수행한다.To this end, while the
상기 기압 고도계(100)가 탑재된 상기 비행체(10)가 고도를 유지하며 비행하는 동안 상기 평균치 방법이 적용되는 경우에는, 상기 기압 고도계(100)가 정확한 기준값들을 결정하기 위하여 상기 비행체(10)의 유지 고도와 자료 획득 개수의 선택이 중요하다. When the averaging method is applied while the
이를 위하여, 상기 비행체(10)의 유지 고도는 최대 고도와 최저 고도의 중간이 선택될 수 있다. 상기 비행체(10)의 자료 획득 개수에 대해서는, 많은 측정값들이 수신되어 상기 기준값들을 결정하기 위해 사용되면 상기 기압 고도계(100)가 결정하는 상기 기준값들의 정확도가 높아진다. 다만, 상기 비행체(10)가 상기 측정값들을 획득하는 지역이 넓어질수록 압력 및 온도와 같은 대기 정보의 정확도가 낮아질 수 있으므로, 상기 기압 고도계(100)는 상기 비행체(10)의 속도를 고려하여 상기 측정값 획득 지역이 최대 수백m 내이고 그에 따른 상기 측정값들의 수는 적어도 수십 개의 자료가 획득되도록 자료 획득을 위한 시간을 결정할 수 있다.
To this end, a maintenance altitude of the
도 3은 본 발명의 제1 실시예를 따르는 기압 고도계에서의 기압 고도 결정 방법에 대한 흐름도이다.3 is a flowchart of a method for determining an air pressure altitude in a barometric altimeter according to a first embodiment of the present invention.
먼저, 기압 고도계(100)의 수신부(110)는 측정 장치로부터 고도, 압력 및 온도의 측정값들을 수신한다(S110). 예를 들어, 상기 기압 고도계(100)를 탑재한 비행체(10)가 일정 고도로 비행하는 중에 상기 수신부(110)는 연속적으로 고도(), 압력() 및 온도()의 측정값들을 수신한다. 여기서 위 첨자로 병기된 k는 k 번째 측정값을 말하고, 아래 첨자 IN이 병기된 값은 관성항법장치 또는 GPS, 전파고도계 등 비행체에 장착된 고도 측정 장비로부터 획득된 것을 나타낸다.First, the
다음으로, 상기 기압 고도계(100)의 기준값 결정부(120)는 상기 수신부(110)를 통해 획득한 상기 측정값들을 기초로 기준값들 즉, 기준 고도, 기준 압력 및 기준 온도를 설정한다(S120). 본 발명의 제1 실시예를 따르는 기압 고도계(100)의 상기 기준값 결정부(120)은 상기 수신부(110)에 의하여 획득된 복수 번의 측정값들의 산술 평균값을 이용하여 상기 기준값들을 결정한다.Next, the
예를 들어, 상기 기준값 결정부(120)는 상기 수신된 측정값들 즉, 고도(), 압력() 및 온도()의 측정값들의 산술 평균값을 계산하여 상기 기준값들 즉, 기준 고도(), 기준 압력() 및 기준 온도()를 결정한다. 상기 수신부(110)가 상기 측정값들을 수신한 횟수 즉, 정보 측정이 이루어진 횟수가 N번이라 할 때, 상기 기준값들은 <수학식 1>에 따라 계산될 수 있다.For example, the
다음으로, 상기 기압 고도계(100)의 기압 고도계 설정부(130)는 상기 결정된 기준값들 즉, 상기 결정된 기준 고도, 상기 결정된 기준 압력 및 상기 결정된 기준 온도를 기초로 기압 고도계를 설정한다(S130). 상기 기압 고도계 설정부(130)에 의하여 기압 고도계(100)가 설정된 경우 상기 기압 고도계(100)는 상기 결정된 기준값들을 이용하여 기압 고도를 나타낼 수 있다. 예컨대, 상기 기압 고도계(100)가 표준대기모델을 이용하여 기압 고도를 나타내는 방법은 <수학식 2>와 같이 표현될 수 있다.Next, the barometric
여기서 H는 고도, g는 중력 가속도, p는 기압을 나타낸다. 또한 R은 공기에 대한 기체 상수, T는 기온, β는 표준 대기 모델의 기온 감률을 나타낸다.Where H is altitude, g is gravitational acceleration, and p is barometric pressure. R is the gas constant for air, T is the air temperature, and β is the air temperature decay rate of the standard atmospheric model.
이와 같이, 상기 기압 고도계 설정부(130)는 상기 기압 고도계(10)가 탑재된 비행체(10) 외부로부터 상기 기압 고도계(100)가 기압 고도를 산출하기 위하여 필요한 정보를 수신하지 아니하고도 상기 비행체(10)에 장착된 측정 장치로부터 수신한 측정값들만을 이용하여 설정을 수행할 수 있게 된다.
As such, the barometric
이하에서는, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 제2 실시예를 따르는 기압 고도계에서의 기압 고도 결정 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of determining the barometric altitude in the barometric altimeter according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
도 4는 본 발명의 제2 실시예를 따르는 기압 고도계(100)를 탑재한 비행체(10)의 운행을 도시한 도면이다.4 is a view showing the operation of the
본 발명의 제1 실시예와 비교하면, 상기 기압 고도계(100)는 측정 장치로부터 온도 측정값을 수신하지 아니하고, 고도 및 압력의 연속적인 측정값들을 이용하여 기준값들을 결정할 수 있다.Compared with the first embodiment of the present invention, the
상기 기압 고도계(100)는 정확한 기압 고도계 설정을 위하여 선형 시스템을 이용하여 기준값들을 결정하는 선형 최적화 방법을 수행한다. 상기 기압 고도계(100)가 수행하는 선형 최적화 방법은 본 발명의 제1 실시예에서 기준값을 결정하기 위하여 사용되는 <수학식 2>를 선형 시스템으로 변형하여 적용한 것이다. 구체적으로, 상기 선형 최적화 방법에서는, 고도 측정값을 이용한 고도 행렬 및 압력 측정값을 이용한 압력 행렬을 기초로 오차 함수가 정의되고, 상기 기압 고도계(100)의 기준값 결정부(120)가 상기 압력 행렬의 헤시안 행렬(Hessian Matrix)을 이용하여 상기 오차 함수의 오차를 최소화하는 계수 행렬을 구함으로써 기압 고도계를 설정하기 위한 기준값들을 결정한다. 상기 선형 최적화 방법의 구체적인 단계는 도 5를 참조하여 상술된다.The
본 발명의 제2 실시예를 따르는 기압 고도계(100)는 상기 선형 최적화 방법을 수행함으로써 상기 기압 고도계(100)가 탑재된 비행체(10)가 고도를 변화시키며 비행하는 동안에도 정확하게 기준값들을 결정할 수 있다. By performing the linear optimization method, the
상기 기압 고도계(100)가 상기 선형 최적화 방법을 적용함에 있어, 비행체의 고도 변화는 기압 고도계에서 요구되는 정확도에 비하여 커야 하며(예컨대, 수 십배 이상), 비행체의 운용 범위를 고려하여 상기 비행체의 고도 변화 구간은 최대 고도와 최저 고도를 고려하여 선택되어야 한다.When the
또한 상기 선형 최적화 방법을 적용함에 있어, 초기화 구간 내에서 비행체가 상승하는지 하강하는지에 따른 기준값 설정 방법의 수학적인 차이는 없다. 비행의 안정성이나 측정 자료의 정확성 등을 고려하여 기준값 설정을 위한 비행 형태나 시기 등이 선택될 수 있다.In addition, in applying the linear optimization method, there is no mathematical difference between the reference value setting method according to whether the aircraft rises or falls within the initialization section. In consideration of flight stability and accuracy of measurement data, the type and timing of flight may be selected for setting a reference value.
도 5는 본 발명의 제2 실시예를 따르는 기압 고도계에서의 기압 고도 결정 방법에 대한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a method for determining the barometric pressure altitude in the barometric altimeter according to the second embodiment of the present invention.
먼저, 상기 기압 고도계(100)의 수신부(110)는 측정 장치로부터 고도 및 압력의 측정값들을 수신한다(S210). 예를 들어, 도 4과 같이 상기 기압 고도계(100)를 탑재한 비행체(10)가 고도를 변화시키며 비행하는 중에 상기 수신부(110)는 연속적으로 고도() 및 압력()의 측정값들을 수신한다.
First, the
다음으로, 상기 기압 고도계(100)의 기준값 결정부(120)는 기준 압력을 결정한다(S220).Next, the reference
상기 기준값 결정부(120)는 표준 대기 상태의 압력, 즉 1기압을 기준 압력으로 결정할 수 있다. 또한, 상기 기준값 결정부(120)는 상기 비행체의 비행 중에 임의의 시점에서 측정된 압력을 기준 압력으로 결정할 수도 있으며, 이 경우 예컨대 상기 비행체가 활주로에 대기 중일 때 또는 상기 기준값 결정 시작 직전이나 직후에 측정된 압력을 사용할 수도 있다. 또한, 상기 기준값 결정부(120)는 상기 기압 고도계의 초기화 단계 중에 전술된 제1 실시예에서 개시된 바와 같이 압력 측정값들의 산술적 평균값을 계산하고 이를 기준 압력으로 결정할 수도 있다.
The
다음으로, 상기 기압 고도계(100)의 기준값 결정부(120)는 상기 수신된 고도 측정값들, 상기 수신된 압력 측정값들 및 상기 결정된 기준 압력을 기초로 기준 고도 및 기준 온도를 결정한다(S230).Next, the reference
이를 위하여, 상기 기압 고도계(100)는 고도 오차를 나타내는 오차함수를 상기 측정값들을 기초로 정의하고, 상기 오차함수의 오차를 최소화하는 계수를 계산함으로써 상기 기준 고도 및 기준 온도를 결정하는 방법을 수행한다.To this end, the
상기 기압 고도계(100)는 기준 고도 및 기준 온도를 결정하기 위하여, 상기 수신된 고도 측정값들 및 상기 수신된 압력 측정값들외에 이전 단계에서 결정된 기준 압력을 사용한다. 따라서, 동일한 측정값들을 기초로 하더라도 상기 결정된 기압 압력의 차이에 의하여 복수의 서로 다른 기준값 조합들이 결정될 수 있다.The
이하에서 수식을 사용한 예를 들어, 상기 기압 고도계(100)가 기준 고도 및 기준 온도를 결정하는 방법을 설명한다.For example, using the equation below, the
상기 오차 함수는 상기 압력 측정값들에 기초한 압력 행렬, 상기 고도 측정값들에 기초한 고도 행렬 및 상기 압력 행렬의 헤시안 행렬(Hessian Matrix)을 이용하여 정의될 수 있다. 또한 상기 오차를 최소화 시켜주는 계수는 상기 압력 행렬과 상기 고도 행렬이 선형관계에 있도록 하는 계수 행렬을 이용하여 계산될 수 있다.The error function may be defined using a pressure matrix based on the pressure measurements, an altitude matrix based on the altitude measurements, and a Hessian matrix of the pressure matrix. In addition, the coefficient for minimizing the error may be calculated using a coefficient matrix such that the pressure matrix and the altitude matrix are in a linear relationship.
예를 들어, 압력 행렬(), 고도 행렬(), 계수 행렬() 및 헤시안 행렬()은 <수학식3>과 같이 표현될 수 있다.For example, the pressure matrix ( ), Elevation matrix ( ), Coefficient matrix ( ) And Hessian matrix ( ) Can be expressed as in Equation 3.
, ,
, ,
, , , ,
여기서, H는 고도, g는 중력 가속도, p는 기압을 나타낸다. 또한 R은 공기에 대한 기체 상수, T는 기온, β는 표준 대기 모델의 기온 감률, 아래 첨자 REF를 가진 변수들은 기준 값들, 즉 기준 고도(), 기준 압력() 및 기준 온도()을 의미한다. Where H is altitude, g is gravitational acceleration, and p is barometric pressure. Also, R is the gas constant for air, T is the temperature, β is the temperature decay rate of the standard atmospheric model, and the variables with subscript REF are reference values, i.e. ), Reference pressure ( ) And reference temperature ( ).
이 때, 상기 오차 함수는 상기 압력 측정값들에 기초한 압력 행렬(), 상기 고도 측정값들에 기초한 고도 행렬() 및 상기 압력 행렬의 헤시안 행렬()을 이용하여 정의될 수 있으며, 이는 다음과 같이 표현될 수 있다.At this time, the error function is a pressure matrix based on the pressure measurements ( ), An altitude matrix based on the altitude measurements ( ) And the Hessian matrix of the pressure matrix ( ), Which can be expressed as follows.
, ,
<수학식 4>의 오차 함수는 상기 계수행렬()에 대한 함수로서, 상기 계수 행렬은 상기 압력 행렬()과 상기 고도 행렬()이 선형관계에 있도록 하는 계수에 해당한다. 따라서, 상기 오차 함수에 의한 오차를 최소화 시켜주는 계수를 찾기 위하여 아래와 같이 상기 오차 함수에 대한 1차 미분식을 이용할 수 있다.The error function of Equation 4 is the coefficient matrix ( As a function of, the coefficient matrix is the pressure matrix ( ) And the elevation matrix ( ) Corresponds to the coefficient that makes the linear relationship. Therefore, in order to find a coefficient that minimizes the error caused by the error function, the first order differential equation for the error function may be used as follows.
아래와 같이 헤시안 행렬의 역행렬이 얻어지고(<수학식 4> 참조), 그에 따라 상기 오차 함수의 오차를 최소화하는 상기 계수 행렬을 얻을 수 있다. The inverse of the Hessian matrix is obtained as shown below (see Equation 4), and accordingly, the coefficient matrix which minimizes the error of the error function can be obtained.
상기 결정된 기준 압력() 및 상기 계산된 계수행렬을 기초로 시간 평균에 해당하는 항을 간략하게 표현함으로써 <수학식 7>과 같은 기준 고도() 및 기준 온도()를 결정하기 위한 행렬을 얻을 수 있다.The determined reference pressure ( ) And the term corresponding to the temporal mean based on the calculated coefficient matrix in a simplified manner. ) And reference temperature ( We can get a matrix to determine
, ,
따라서, 상기 기압 고도계(100)의 상기 기준값 결정부(120)는 상기 결정된 기준 압력(), 상기 압력 측정값들 및 상기 고도 측정값들을 기초로 <수학식 7>을 이용하여 기준 고도() 및 기준 온도()를 결정할 수 있다.
Therefore, the
다음으로, 상기 기압 고도계(100)의 기압 고도계 설정부(130)는 상기 결정된 기준 고도, 상기 결정된 기준 압력 및 상기 결정된 기준 온도를 기초로 기압 고도계를 설정한다(S240). Next, the barometric
이와 같이, 상기 기압 고도계 설정부(130)는 상기 기압 고도계(10)가 탑재된 비행체(10) 외부로부터 상기 기압 고도계(100)가 기압 고도를 산출하기 위하여 필요한 기준값들 즉, 기준 고도, 기준 압력 또는 기준 온도를 수신하지 아니하고도 상기 비행체(10)에 장착된 측정 장치로부터 수신한 측정값들만을 이용하여 설정을 수행할 수 있게 된다.
As described above, the barometric
도 6은 본 발명의 실시예를 따르는 기압 고도계에서 기압 고도 결정 방법에 따른 기준값의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예를 따르는 기압 고도계에서 기압 고도 결정 방법에 따른 기압 고도의 오차의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.6 is a view showing a simulation result of the reference value according to the barometric altitude determination method in the barometric altimeter according to an embodiment of the present invention, Figure 7 is a barometric altitude of the barometric altitude according to the barometric altitude determination method according to an embodiment of the present invention It is a figure which shows the simulation result of an error.
도 6은 본 발명의 실시예들을 따라 비행체가 같은 비행 구간에 대해 평균치 방법과 선형 최적화 방법을 적용하여 기준값을 계산한 것을 도시한다. 평균치 방법에 따른 결과(210)는 상기 비행체가 상승 후 약 300m의 고도를 유지하는 동안에 측정된 고도, 압력, 온도를 평균하여 기준값을 계산한 것이고, 선형 최적화 방법에 따른 결과(220)는 100m에서 300m까지 상승하는 동안 고도와 압력 자료를 이용하여 기준값을 산출하였다.FIG. 6 illustrates that a reference value is calculated by applying a mean value method and a linear optimization method to the same flight section according to embodiments of the present invention. The result 210 according to the mean method is to calculate a reference value by averaging the altitude, pressure, and temperature measured while the aircraft maintains an altitude of about 300 m after the ascent, and the
도 7은 GPS를 통해 측정한 고도 정보를 기준으로 하여 본 발명의 실시예를 따라 결정된 기압 고도의 오차, 즉 평균치 방법에 따른 기압 고도의 오차(310) 및 선형 최적화 방법에 따른 오차(320)를 도시한 것이다. 본 발명의 기압 고도 결정 방법의 정확도를 비교하기 위하여 활주로에서 측정한 대기 정보를 이용하여 설정한 기압고도의 오차(330)도 함께 도시되었다. 상기 시뮬레이션을 위하여 상기 비행체의 실제 비행이 활주로에서 떨어진 곳에서 이루어졌으므로 상기 두 가지 초기화 방법에 따른 오차들 모두가 활주로에서 측정한 대기 정보를 이용한 기압고도의 오차(330)에 비하여 정확도가 높은 것을 알 수 있다.FIG. 7 illustrates an error of barometric altitude determined according to an embodiment of the present invention based on altitude information measured through GPS, that is, an
이상, 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. will be. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
Claims (19)
기준 압력을 결정하고, 상기 수신된 고도 측정값들, 상기 수신된 압력 측정값들 및 상기 결정된 기준 압력을 기초로 기준 고도 및 기준 온도를 결정하는 기준값 결정부; 및
상기 결정된 기준 고도, 상기 결정된 기준 압력 및 상기 결정된 기준 온도를 기초로 기압 고도계를 설정하는 설정부를 포함하는 기압 고도계.A receiving unit for receiving at least one altitude measurement value and a pressure measurement value from a measuring device, respectively;
A reference value determiner which determines a reference pressure and determines a reference altitude and a reference temperature based on the received altitude measurements, the received pressure measurements and the determined reference pressure; And
And a setting unit configured to set an air pressure altimeter based on the determined reference altitude, the determined reference pressure, and the determined reference temperature.
오차 함수의 오차를 최소화하는 계수를 계산하는 방법에 기초하여 상기 기준 고도 및 기준 온도를 결정하는 것을 특징으로 하는 기압 고도계.The method of claim 1, wherein the reference value determiner
And the reference altitude and the reference temperature are determined based on a method of calculating a coefficient for minimizing an error of an error function.
압력 측정값들에 기초한 압력 행렬과 고도 측정값들에 기초한 고도 행렬이 선형관계에 있도록 하는 계수 행렬을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 기압 고도계.The method of claim 2, wherein the coefficient of minimizing the error is
A barometric altimeter, calculated using a coefficient matrix such that a pressure matrix based on pressure measurements and an altitude matrix based on elevation measurements are in a linear relationship.
상기 오차 함수는 상기 압력 행렬의 헤시안(Hessian) 행렬 및 상기 계수 행렬을 이용하여 정의되는 것을 특징으로 하는 기압 고도계.The method of claim 3, wherein the error function is
And the error function is defined using a Hessian matrix and the coefficient matrix of the pressure matrix.
상기 기준 압력을 표준 대기 상태의 압력으로 결정하는 것을 특징으로 하는 기압 고도계.The method of claim 1, wherein the reference value determiner
The barometric altimeter, wherein the reference pressure is determined as a pressure in a standard atmospheric state.
상기 기준 압력을 상기 압력 측정값들 중 적어도 하나에 기초하여 결정하는 것을 특징으로 하는 기압 고도계.The method of claim 1, wherein the reference value determiner
And determine the reference pressure based on at least one of the pressure measurements.
상기 기준 압력을 상기 압력 측정값들의 산술 평균으로 결정하는 것을 특징으로 하는 기압 고도계.The method of claim 1, wherein the reference value determiner
And the reference pressure is determined as an arithmetic mean of the pressure measurements.
상기 기압 고도계가 탑재된 비행체에 탑재된 것을 특징으로 하는 기압 고도계.The method of claim 1, wherein the measuring device
Barometric altimeter, characterized in that mounted on the aircraft equipped with the barometer.
상기 수신된 고도 측정값들, 상기 수신된 압력 측정값들 및 상기 수신된 온도 측정값들을 기초로 기준 고도, 기준 압력 및 기준 온도를 결정하는 기준값 결정부; 및
상기 결정된 기준 고도, 상기 결정된 기준 압력 및 상기 결정된 기준 온도를 기초로 기압 고도계를 설정하는 설정부를 포함하되,
상기 기준 고도는 상기 고도 측정값들의 산술 평균으로 결정되고, 상기 기준 압력은 상기 압력 측정값들의 산술 평균으로 결정되고, 상기 기준 온도는 상기 온도 측정값들의 산술 평균으로 결정되는 것을 특징으로 하는 기압 고도계.A receiving unit for receiving at least one altitude measurement value, pressure measurement values and temperature measurement values from the measuring device, respectively;
A reference value determination unit determining a reference altitude, a reference pressure, and a reference temperature based on the received altitude measurement values, the received pressure measurement values, and the received temperature measurement values; And
A setting unit configured to set an air pressure altimeter based on the determined reference altitude, the determined reference pressure, and the determined reference temperature,
The reference altitude is determined by the arithmetic mean of the altitude measurements, the reference pressure is determined by the arithmetic mean of the pressure measurements, and the reference temperature is determined by the arithmetic mean of the temperature measurements. .
(A) 각각 최소 1회 이상의 고도 측정값들 및 압력 측정값들을 측정장치로부터 수신하는 단계;
(B) 기준 압력을 결정하는 단계;
(C) 상기 수신된 고도 측정값들, 상기 수신된 압력 측정값들 및 상기 결정된 기준 압력을 기초로 기준 고도 및 기준 온도를 결정하는 단계; 및
(D) 상기 결정된 기준 고도, 상기 결정된 기준 압력 및 상기 결정된 기준 온도를 기초로 기압 고도계를 설정하는 단계를 포함하는 기압 고도계 설정 방법.As a method of setting the barometric altimeter mounted on the aircraft,
(A) receiving at least one altitude measurement and pressure measurement from the measuring device, respectively;
(B) determining a reference pressure;
(C) determining a reference altitude and a reference temperature based on the received altitude measurements, the received pressure measurements and the determined reference pressure; And
(D) setting a barometric altimeter based on the determined reference altitude, the determined reference pressure, and the determined reference temperature.
오차 함수의 오차를 최소화하는 계수를 계산하는 방법에 기초하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기압 고도계 설정 방법.The method of claim 10, wherein the determination of the reference altitude and the reference temperature in the step (C)
A barometric altimeter setting method, characterized in that based on the method for calculating the coefficient of minimizing the error of the error function.
압력 측정값들에 기초한 압력 행렬과 고도 측정값들에 기초한 고도 행렬이 선형관계에 있도록 하는 계수 행렬을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 기압 고도계 설정 방법.12. The method of claim 11, wherein the coefficient of minimizing the error is
A pressure altimeter setting method, characterized in that the calculation is performed using a coefficient matrix such that a pressure matrix based on pressure measurements and an altitude matrix based on elevation measurements are in a linear relationship.
상기 오차 함수는 상기 압력 행렬의 헤시안(Hessian) 행렬 및 상기 계수 행렬을 이용하여 정의되는 것을 특징으로 하는 기압 고도계 설정 방법.The method of claim 12, wherein the error function
And the error function is defined using a Hessian matrix and the coefficient matrix of the pressure matrix.
상기 압력 행렬(X), 고도 행렬(Y), 계수행렬(C) 및 헤시안 행렬(H)은
,
,
식들로 표현되고, 여기서 는 상기 압력 측정값들 중 k 번째 측정값, R은 공기에 대한 기체 상수, β는 표준 대기 모델의 기온 감률, g는 중력 가속도, 는 상기 고도 측정값들 중 k 번째 측정값 그리고 N은 상기 (A) 단계에서의 총 측정 회수를 나타내고,
상기 오차함수는
식으로 정의되고,
상기 오차함수의 오차를 최소화하는 계수 행렬은
식으로 표현되는 것을 특징으로 하는 기압 고도계 설정 방법.The method of claim 12,
The pressure matrix (X), elevation matrix (Y), coefficient matrix (C) and Hessian matrix (H)
,
,
Expressed as expressions, where Is the kth of the pressure measurements, R is the gas constant for air, β is the temperature decay rate of the standard atmospheric model, g is the acceleration of gravity, Is the kth of the altitude measurements and N is the total number of measurements in step (A),
The error function is
Is defined as
The coefficient matrix that minimizes the error of the error function is
A barometric altimeter setting method characterized by the expression.
식으로 표현되고, 여기서 상기 는 상기 결정된 기준 압력이고, 각각의 변수는
,
로 표현되는 것을 특징으로 하는 기압 고도계 설정 방법.15. The system of claim 14, wherein the reference altitude is ) And the reference temperature ( )
Expressed as an expression, wherein Is the determined reference pressure, and each variable is
,
Barometric altimeter setting method, characterized in that represented by.
표준 대기 상태의 압력으로 결정되는 것을 특징으로 하는 기압 고도계 설정 방법.The method of claim 10, wherein the reference pressure is
A barometric altimeter setting method, characterized in that determined by the standard atmospheric pressure.
상기 압력 측정값들 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 기압 고도계 설정 방법.The method of claim 10, wherein the reference pressure is
And determine the barometric pressure altimeter based on at least one of the pressure measurements.
상기 압력 측정값들의 산술 평균으로 결정되는 것을 특징으로 하는 기압 고도계 설정 방법.The method of claim 10, wherein the reference pressure is
The barometric altimeter setting method, characterized in that determined by the arithmetic mean of the pressure measurements.
(A) 각각 최소 1회 이상의 고도 측정값들, 압력 측정값들 및 온도 측정값들을 측정장치로부터 수신하는 단계;
(B) 상기 수신된 고도 측정값들, 상기 수신된 압력 측정값들 및 상기 수신된 온도 측정값들을 기초로 기준 고도, 기준 압력 및 기준 온도를 결정하는 단계; 및
(C) 상기 결정된 기준 고도, 상기 결정된 기준 압력 및 상기 결정된 기준 온도를 기초로 기압 고도계를 설정하는 단계를 포함하되,
상기 기준 고도는 상기 고도 측정값들의 산술 평균으로 결정되고, 상기 기준 압력은 상기 압력 측정값들의 산술 평균으로 결정되고, 상기 기준 온도는 상기 온도 측정값들의 산술 평균으로 결정되는 것을 특징으로 하는 기압 고도계 설정 방법.As a method of setting the barometric altimeter mounted on the aircraft,
(A) receiving at least one altitude measurement, pressure measurement and temperature measurement from the measuring device, respectively;
(B) determining a reference altitude, reference pressure and reference temperature based on the received altitude measurements, the received pressure measurements and the received temperature measurements; And
(C) setting an air pressure altimeter based on said determined reference altitude, said determined reference pressure and said determined reference temperature,
The reference altitude is determined by the arithmetic mean of the altitude measurements, the reference pressure is determined by the arithmetic mean of the pressure measurements, and the reference temperature is determined by the arithmetic mean of the temperature measurements. How to set up.
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