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Frage zur Windberechnung GPSgestützter Rechner

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    Frage zur Windberechnung GPSgestützter Rechner

    Hi,
    beim Lernen bin ich (wohl aus Desinteresse am Lerninhalt ) auf folgendes Problem gestoßen:
    Sämtliche GPS gestützten Flugrechner geben ja vor, den Wind mit Richtung und Betrag zu errechnen.
    Nach meiner Überlegung kann das aber nur aus dem Kreisflugversatz funktionieren.
    Ein Errechnen des Windes im Geradeausflug ist meiner Meinung nach im Geradeausflug aus folgendem Grund nicht möglich:
    Der Rechner "weiß":
    1.) Die Flugrichtung und -geschwindigkeit über Grund aus dem GPS.
    2.) Die Geschwindigkeit gegenüber der Luft - jedoch nicht die Richtung!
    Ich habe schnell im Paint unten stehende Vektorgrafik gemalt:
    Der rote Pfeil stellt die (mit Betrag und Richtung bekannte) Geschwindigkeit über Grund dar.
    Der hellgrüne Pfeil steht für die True Airspeed. (also die Geschwindigkeit gegenüber der Luft, um den Höhenfehler korrigiert)
    Der dunkelgrüne Pfeil symbolisiert die (zu errechnende) Windgeschwindigkeit.
    Wie man nun aus der Grafik sehen kann, lassen die verfügbaren Werte keinen eindeutigen Schluß auf die Windgeschwindigkeit und Richtung zu!

    Nun meine Frage an die Praktiker, die XC-Trainer, COMPEO, usw. benutzen:
    Wird die Windgeschwindigkeit wirklich nur im Kreisflug ermittelt, und wenn ja, wie viel läßt sich in der Praxis mit diesem Wert anfangen?
    Ich könnte mir vorstellen, daß man so - etwa in Hangnähe - keine sinnvollen Ergebnisse erhält.
    Schließlich sollte man in Hangnähe das Verlagern beim Kurbeln eher nach dem Relief, als nach dem Windversatz ausrichten.
    Im Flachland, oder hoch über´m Grat kann ich mir schon vorstellen, daß das Ding brauchbare Ergebnisse liefert.

    Frage an die Theoretiker:
    Habe ich eine ganz blöden Fehler in der obigen Überlegung?
    Aber meiner Meinung nach müßte der Rechner die Flugrichtung gegenüber der Luft kennen - also die Ausrichtung der Schirmlängsachse. (schiebefreies Fliegen vorausgesetzt)
    Der Kompass im Gerät kann diese Aufgabe nicht erfüllen, weil man sich das Ding ja irgendwie an´s Cockpit, oder den Oberschenkel schnallt, den man im Flug ja auch noch bewegt.

    ...oder gibt´s vielleicht Speedsonden, mit eingebautem Kompass?

    Naja, vielleicht weiß jemand eine Antwort - werde wieder ein bissl weiterlernen und hoffe, daß ich dann auf gescheitere Gedanken, als die obige Fragestellung komme!!

    pipo

    EDIT:
    Den Kreis in der Grafik habe ich gezeichnet, um zu zeigen, daß beide True Airspeed Werte (Geschwindigkeit gegeüber der Luft) gleich groß sind.
    Angehängte Dateien
    Zuletzt geändert von pipo; 28.03.2004, 16:02.
    NOVA

    #2
    Hi Pipo

    Bin mir jetzt auch nicht mehr ganz sicher und mathematisch will ich das auch gar nicht angehen, weil mir das ne Nummer zu groß werden würde ....
    Ich denke jedoch, daß Geschwindigkeitsmessungen über einen Sektor von 181° ausreichen sollten.

    Mir jedenfalls errechnet mein TopNavigator beim hangnahen 8en die Windgeschwindigkeit ziemlich genau.

    HLx

    Thomas
    Wer fliegen will muß starten wollen!

    Kommentar


      #3
      Re: Frage zur Windberechnung GPSgestützter Rechner

      Original geschrieben von pipo
      Aber meiner Meinung nach müßte der Rechner die Flugrichtung gegenüber der Luft kennen - also die Ausrichtung der Schirmlängsachse. (schiebefreies Fliegen vorausgesetzt)
      Der Kompass im Gerät kann diese Aufgabe nicht erfüllen, weil man sich das Ding ja irgendwie an´s Cockpit, oder den Oberschenkel schnallt, den man im Flug ja auch noch bewegt.
      Hi Pipo,

      Kompass gibbs beim GPS ja nich'. Die Flugrichtung bestimmt das GPS durch deinen Bewegungvektor, d.h. fliegt Du mit Vorhaltewinkel wg. Seitenwind erkennt das GPS deine Ausrichtung nicht.

      Praktisch sieht es so aus, dass bei Gegenwind, größer deiner Trimmgeschwindigkeit, das GPS einen Richtungungswechsel um 180° sieht.

      Kompensieren lässt sich dies durch ein Lageerkennungssystem.

      Im praktischen Flugbetrieb sollten dem Rechner der Geschwindigkeitsvektor aus dem GPS (über Grund) und Fluggeschwindigkeit gegenüber der Luft (mittels Speedsensor) genügen, um hinreichend genaue Windangaben zu errechnen.

      Thomas

      Kommentar


        #4
        Re: Frage zur Windberechnung GPSgestützter Rechner

        Original geschrieben von pipo
        Der Rechner "weiß":
        1.) Die Flugrichtung und -geschwindigkeit über Grund aus dem GPS.
        2.) Die Geschwindigkeit gegenüber der Luft - jedoch nicht die Richtung!
        Ich habe schnell im Paint unten stehende Vektorgrafik gemalt:
        Der rote Pfeil stellt die (mit Betrag und Richtung bekannte) Geschwindigkeit über Grund dar.
        Der hellgrüne Pfeil steht für die True Airspeed. (also die Geschwindigkeit gegenüber der Luft, um den Höhenfehler korrigiert)
        Der dunkelgrüne Pfeil symbolisiert die (zu errechnende) Windgeschwindigkeit.
        Wie man nun aus der Grafik sehen kann, lassen die verfügbaren Werte keinen eindeutigen Schluß auf die Windgeschwindigkeit und Richtung zu!
        Hi Pipo,

        ich glaub' in deiner Zeichnung ist ein Denkfehler: der dunkelgrüne Pfeil stellt die zu errechnende Windgeschwindigkeit dar, nur muß die eine Konstante sein und im Berechnungszeitraum aus einer Richtung kommen, sonst haut's net hin.

        Es gibt zwei Konstanten:
        die Windgeschwindigkeit (und dessen Richtung)
        die true Airspeed

        die einzige Variable ist die SOG, Speed over Ground

        Der Rechner hat also eine Variable (SOG) und zwei Konstanten WS (Windspeed) und AS (Airspeed).

        Ich häng' mal 'ne Zeichnung zur Erklärung hin, die Formel kannst ja dann herleiten

        Thomas

        P.S. zur Vereinfachung hab' ich Trimmspeed mit 35 km/h und Windspeed mit 15 km/h angenommen.
        Angehängte Dateien
        Zuletzt geändert von Heliart; 28.03.2004, 20:08.

        Kommentar


          #5
          hi Thomas

          original geschrieben von Heliart:
          Kompass gibbs beim GPS ja nich'. Die Flugrichtung bestimmt das GPS durch deinen Bewegungvektor, d.h. fliegt Du mit Vorhaltewinkel wg. Seitenwind erkennt das GPS deine Ausrichtung nicht.
          Genau das hatte ich eigentlich gemeint.
          original geschrieben von mir:
          Aber meiner Meinung nach müßte der Rechner die Flugrichtung gegenüber der Luft kennen - also die Ausrichtung der Schirmlängsachse. (schiebefreies Fliegen vorausgesetzt)
          Das mit dem Kompass habe ich nur erwähnt, weil wohl die meisten der High-End Geräte über einen Kompass verfügen. Ich wollte nur erwähnen, daß der in diesem Zusammenhang nichts bringt. (weil er nicht an der Schirmlängsachse ausgerichtet ist)
          original geschrieben von Heliart:
          ich glaub' in deiner Zeichnung ist ein Denkfehler: der dunkelgrüne Pfeil stellt die zu errechnende Windgeschwindigkeit dar, nur muß die eine Konstante sein und im Berechnungszeitraum aus einer Richtung kommen, sonst haut's net hin.

          Es gibt zwei Konstanten:
          die Windgeschwindigkeit (und dessen Richtung)
          die true Airspeed

          die einzige Variable ist die SOG, Speed over Ground.
          Ich glaube, wir reden da etwas aneinander vorbei!
          Bezüglich den beiden Konstanten und der einen Variable kann ich dir nicht ganz folgen.
          Es handelt sich einfach um 3 Vektoren. Wenn du zwei davon mit Richtung und Betrag kennst, kannst du den dritten auch ermitteln.
          Weiters denke ich, daß du in deiner Zeichnung übersiehst, daß dem Rechner die Richtung der TAS (true airspeed) nicht bekannt ist!

          Nochmal zur Erklärung meiner Zeichnung:
          Ich bin von den Informationen des Rechners ausgegangen. Die sind:
          1.) die Groundspeed mit Betrag und Richtung. (roter Pfeil)
          2.) die TAS (True Airspeed) nur mit Betrag. (hellgrünger Pfeil)

          Da von der TAS die Richtung nicht bekannt ist, gibt´s kein eindeutiges Windergebniss.
          Der Rechner "weiß" ja nicht, ob Flugrichtung gegenüber der Luft die des einen hellgrünen Pfeiles ist, oder die des anderen.
          Und zu beiden ergeben sich deutlich abweichende Windwerte!
          Es gäbe noch beliebig viele andere Windwerte, da man die TAS in jede Richtung annehmen kann - der Rechner weiß ja nichts darüber außer den Betrag.

          Nochwas:
          Die Rechner im Segelflugzeug hängen unter anderem an einem Kompass.
          Wenn der nicht supergenau eingestellt ist, (Einbaufehler kompensieren, usw.) dann sind die Windwerte zu vergessen!

          Das ist ein weiterer Grund, wieso ich mir bei den GS Rechnern eine Windermittlung nur über den Kreisflugversatz vorstellen kann.
          original geschrieben von Pericard:
          Mir jedenfalls errechnet mein TopNavigator beim hangnahen 8en die Windgeschwindigkeit ziemlich genau.
          Glaube ich dir natürlich, ich kann mir im Moment allerdings nicht erklären, wie man das genau hinkriegen kann.
          Entweder ich übersehe was wesentliches, oder da läuft ein superschlaues Programm drüber.
          Theoretisch genügt´s natürlich, wenn du nur ein Kreissegment (also auch 8ern) fliegst, um ein Wandern des Kreismittelpunktes fest zu stellen.
          Allerdings würde das voraussetzen, daß man das Kreissegment mit konstantem Radius fliegt, was ja nie der Fall ist!
          Wie gesagt, vielleicht läßt sich da mit schlauer Software was "reinschätzen"!

          pipo
          Zuletzt geändert von pipo; 28.03.2004, 21:38.
          NOVA

          Kommentar


            #6
            Re: hi Thomas

            Original geschrieben von pipo
            Ich glaube, wir reden da etwas aneinander vorbei!
            Bezüglich den beiden Konstanten und der einen Variable kann ich dir nicht ganz folgen.
            Es handelt sich einfach um 3 Vektoren. Wenn du zwei davon mit Richtung und Betrag kennst, kannst du den dritten auch ermitteln.
            Sorry, war unklar ausgedrückt:
            - Länge und Richtung des Windes (WS) sind als konstante Werte (aber unbekannt) anzunehmen.
            - Länge und Richtung der GPS-Vektoren (SOG) sind variabel, aber bekannt.
            - Länge der TAS bekannt
            Die Aufgabe ist doch relativ einfach:
            - sammle so viele verschiedene SOG wie möglich
            - Differenz zwischen SOG(max) und SOG(min) = Windspeed (WS)
            - (SOG(max) + SOG(min))/2 = TAS
            - Richtung SOG(max) = Richtung WS

            Das funktioniert nur, wenn Du irgendwann mit und auch gegen den Wind fliegst, was man ja auch beim Achtern macht.

            Laut Bräuniger müssen zur Bestimmung von Windgeschwindigkeit und -richtung mehrere Vollkreise geflogen werden.
            Das ist ein weiterer Grund, wieso ich mir bei den GS Rechnern eine Windermittlung nur über den Kreisflugversatz vorstellen kann.
            Wichtig ist allen Richtungswechseln eine möglichst konstante TAS, dann brauchst auch keinen Speedsensor (s. oben). Abrupte Richtungswechsel wird das GPS nicht so schnell mittracken können. Wie gesagt, Du braucht nur möglichst viele unterschiedliche Vektoren
            Entweder ich übersehe was wesentliches, oder da läuft ein superschlaues Programm drüber.
            Theoretisch genügt´s natürlich, wenn du nur ein Kreissegment (also auch 8ern) fliegst, um ein Wandern des Kreismittelpunktes fest zu stellen.
            Allerdings würde das voraussetzen, daß man das Kreissegment mit konstantem Radius fliegt, was ja nie der Fall ist!
            Du denkst viel zu kompliziert. Windversatz ist das Zauberwort. Deine Radien sind dem Rechner wurscht.

            Thomas

            P.S. Ich häng' noch mal 'ne Zeichnung dazu.
            Angehängte Dateien

            Kommentar


              #7
              hi Thomas

              Wir reden noch immer ein bißchen aneinander vorbei.

              Also nochmal zu meiner Aussage:
              Ein Segelflugrechner kann auch im Geradeausflug den Wind berechnen, da er auch die Richtung der TAS kennt. (mittels eines Kompass, der auf die Flugzeuglängsachse ausgerichtet ist, und äußerst genau eingestellt wird)
              Du kannst also im stationären Geradeausflug fliegen und der Rechner kann dir Windspeed und -richtung sagen.

              Das kann der GS-Rechner nicht, weil ihm ja die Richtung der TAS fehlt.
              Dank deiner Erklärung habe ich aber gecheckt, daß man deshalb nicht auf die Ermittlung per Kreisflugversatz beschränkt ist!
              Die Richtungsänderung braucht´s aber. (logischer Weise)

              Danke für deine Erklärung - wieder ein bissl was dazugelernt!

              grüße pipo
              NOVA

              Kommentar


                #8
                Re: hi Thomas

                Original geschrieben von pipo
                Wir reden noch immer ein bißchen aneinander vorbei.
                Glaub' i net
                Du wolltest doch wissen wie's die Highend-Varios rechnen, oder?

                Also nochmal zu meiner Aussage:
                Ein Segelflugrechner kann auch im Geradeausflug den Wind berechnen, da er auch die Richtung der TAS kennt. (mittels eines Kompass, der auf die Flugzeuglängsachse ausgerichtet ist, und äußerst genau eingestellt wird)
                Du kannst also im stationären Geradeausflug fliegen und der Rechner kann dir Windspeed und -richtung sagen.
                Hab' ich das angezweifelt?
                Goil war's scho, wenn ma's ohne Rumkurven sehen kannten.
                Das kann der GS-Rechner nicht, weil ihm ja die Richtung der TAS fehlt.
                Dank deiner Erklärung habe ich aber gecheckt, daß man deshalb nicht auf die Ermittlung per Kreisflugversatz beschränkt ist!
                Des is d' Unterschied zwisch'n Theorie un' Praxis (Student vs. 20 Jahr Frust)
                Die Richtungsänderung braucht´s aber. (logischer Weise)

                Danke für deine Erklärung - wieder ein bissl was dazugelernt!
                Werd' Zeit dass mia a moi zam zum Fliag'n gängan.

                Über dein Zuhause (Thaur) bin ich mit Daniel (Hexogen) schon drüber gegondelt. War die schönste Tour letztes Jahr.

                Thomas

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                  #9
                  Hi Heliart,
                  ich hab´ mir eh die Fotos auf Hexogens Homepage angeschaut. Das Wetterglück hat euch ja nicht gerade auf die Thaurer Alm verfolgt.

                  Wenn´s Wetter ein bissl besser ist, gibt´s nicht nur Rückenwind und Saufen, sondern besten Thermikanschluß.
                  Und wenn man noch ein paar Höhenmeter dranhängt wird die Wanderung noch ein Stück schöner und man kann von der Wildangerspitze starten. (hab ich eh im Flugberge-per-pedes-Thread beschrieben.)
                  Wäre sicher nett, einmal in Thaur, oder wo anders zusammen zu fliegen!
                  Ich stelle euch dann auch eine Thaurer-Alm-Startplatz-Einweisungsbestätigung und sowas alles aus.

                  beste grüße pipo

                  Hexogen hat übrigens ein Foto von meinem Zuhause (grüner Pfeil) und meiner Landewiese für halbwegs ruhige Bedingungen (roter Pfeil) gemacht.

                  Wo seid´s ihr reingelandet? (Wahrscheinlich voll in der CTR, oder? )
                  Angehängte Dateien
                  NOVA

                  Kommentar


                    #10
                    Original geschrieben von pipo
                    Wo seid´s ihr reingelandet? (Wahrscheinlich voll in der CTR, oder? )
                    Also wirklich. Wenn'st scho schreibst, dass ma auf die CTR aufpassen sollen...

                    Nachdem West angestanden ist (ja, wir war'n im Lee), sind wir ziemlich hangnah' nach Westen und zwischen Thaur und dem einzelnen Hof gelandet, nördlich vom Madleinweg.

                    Thomas
                    Angehängte Dateien

                    Kommentar


                      #11
                      ...das mit dem in der CTR landen war nicht ganz ernst gemeint!!
                      Das traue ich euch schon zu, daß ihr da nicht einfliegt!

                      Sonst ist´s bei West bequemer, wenn man nach dem Rausstarten gleich nach links (Osten) fliegt, dann spart man sich das Lee am Rücken westlich der Thaurer Alm, das ihr wahrscheinlich kennenlernen durftet!

                      Reinlanden kann man dann in etwa 500m nord-östlich von der Landewiese, die ich mit dem roten Pfeil markiert habe.
                      ...da ist man dann auch näher beim Ausgangspunkt. (also in eurem Fall wahrscheinlich auch näher beim Auto)

                      pipo
                      NOVA

                      Kommentar

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