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风切变：

空间任意两点之间风矢量的变化微下冲气流：

较强的下降气流，飞机在起飞、着陆过程中遇到超过自己爬升或下降速率的下降气流，对飞行的危害最大。

2022年11月2日,大气数据与惯导,6,大气数据有关的参数,与大气数据有关的参数静压：

飞机周围自由空气的压力动压：

气流的定向运动具有动能，当气流到达驻点时，动能变为压力能和热能。

单位面积上升高的压力称为动压pd=1/22为标准大气H高度上的空气密度冲压：

定义与动压相同。

区别是：

动压是不可压缩的流体的理想定义，而冲压是考虑了空气的可压缩性,2022年11月2日,大气数据与惯导,7,与大气数据有关的参数,全压：

动压和静压之和，即气流到达驻点时，单位面积上的总压力总温：

气流到达驻点时获得的气温叫总温静温：

飞机周围自由空气所具有的温度攻角：

飞机的质量中心运动轨迹与飞机纵轴之间的夹角（飞机竖轴和纵轴所在平面内测量的角度）侧滑角：

飞机的质量中心运动轨迹与飞机纵轴之间的夹角（飞机横轴和纵轴所在平面内测量的角度）,2022年11月2日,大气数据与惯导,8,标准大气

（一）,国际标准大气的规定空气为干燥清洁的理想气体，并遵循理想气体方程所确立的关系国际标准大气以平均海平面作为零高度气压为1个标准大气压，气温15，密度为0.125kg.s2/m4为便于探讨大气中的压力分布，国际标准大气引用了重力势高度的概念。

重力势表示地球大气层内某一给定点上空气微粒的势能。

重力势高度以平均海平面作为重力势高度和几何高度的共同基准。

重力势高度又称为标准气压高度。

2022年11月2日,大气数据与惯导,9,标准大气

（二）,当空气微粒沿地球法线移动，单位质量所做的功为：

d=ghdz=ghdh重力势高度：

H=/gn重力加速度随地理纬度的变化：

重力势高度与几何高度的关系H=rh/（r+h）,2022年11月2日,大气数据与惯导,10,标准大气（三）,国际标准大气规定的高度分层、大气温度及气温垂直梯度的关系,dpdF,gdhdF,dh,2022年11月2日,大气数据与惯导,11,标准大气（三）,国际标准大气条件下，气压与高度的关系为,2022年11月2日,大气数据与惯导,12,大气参数的测量单位,压力单位帕斯卡Pa：

每平方米的面积上作用有1牛顿的力,1Pa=1N/m2标准大气atm：

1atm=101325Pa工程大气压at：

1at=1Kgf/cm2=9.80665104Pa巴bar：

1bar=106dyn/cm2=105Pa毫米液柱：

以液柱高度来表示压力的大小1mmHg=1Torr=1/760atm=133.322Pa1mmH2O=9.80665Pa磅/英寸2PSi：

1PSi=1bf/in2=6.89476103Pa温标摄氏温标（t）、华氏温标（F）、热力学温标（T）、国际实用温标,2022年11月2日,大气数据与惯导,13,测试系统的静态动态特性及误差,输入/输出特性曲线（难以用精确的解析式表示）串联测试系统用图解法求测试系统的输入输出关系。

2022年11月2日,大气数据与惯导,14,用图解法求测量环节的特性曲线,2022年11月2日,大气数据与惯导,15,测量系统特性描述参数

（一）,系统的静态误差绝对误差被测参数的给出值与相应的真值之差。

相对误差标称相对误差实际相对误差额定相对误差最大额定相对误差基本误差、附加误差和工作误差基本误差与标准设备进行对比和校准的差值附加误差使用条件偏离标准条件工作误差工作环境因素变化情况下的误差极限值,2022年11月2日,大气数据与惯导,16,系统的静态误差

（二）,系统误差、随机误差和过失误差原理误差构造误差系统误差（误差恒定不变或按一定规律变化）环境误差人员误差随机误差多次测量所得各次的误差过失误差测量者读数、记录、计算所造成的误差精密度、准确度和精度误差的反义词测量范围、量程测量上限、下限灵敏度输出量微小变化与输入量微小变化之比,2022年11月2日,大气数据与惯导,17,测量系统特性描述参数（三）,分辨率输出量的每个阶梯所代表的输入量的大小迟滞同一工作条件下，同一参数的测量值正反行程不同重复性同一方向多次改变参数时，对同一被测参数所得的输出值之间的接近和重复程度。

系统的动态误差在动态测量时输入参数与输出参数之间随时间而变化的函数关系。

2022年11月2日,大气数据与惯导,18,飞行高度及高度变化率的测量,2022年11月2日,大气数据与惯导,19,高度定义,定义飞机的重心在空中距离某一测高基准面的垂直距离。

绝对高度：

基准面为实际海平面相对高度：

基准面为某一参考平面真实高度：

基准面为飞机正下方的地面目标之最高点在内的并与地平面平行的平面标准气压高度：

基准面为标准海平面标准气压高度是国际上通用的高度，主要防止同一空域或同一航线上的飞机在同一气压面上飞行，发生两机相撞的可能。

2022年11月2日,大气数据与惯导,20,高度测量方法,利用大气的物理特性测高通过测量大气压力（静压）间接测高通过测量大气密度来测量飞行高度利用无线电波的反射特性测量飞行高度（测真实高度）通过测量飞机的垂直加速度，再二次积分得飞行高度,2022年11月2日,大气数据与惯导,21,气压式高度表,利用测量绝对压力的弹性敏感元件来测量大气静压，根据高度与大气静压的关系，利用转换机构输出标准气压高度（相对于标准海平面的重力势高度）真空膜盒、膜盒串、波纹管气压式高度表的误差推导标准气压高度公式时，对标准大气作了一些假设，而实际大气并不完全符合这些假设推导标准气压高度公式时，假设了标准大气和标准海平面，但实际海平面大气参数与标准海平面大气参数不同构造误差压力敏感元件的温度误差摩擦误差,2022年11月2日,大气数据与惯导,22,气压式高度表的误差,原理误差（气压方法误差、气温方法误差、温度梯度误差）：

2022年11月2日,大气数据与惯导,23,气压方法误差,由于实际海平面大气压力与标准大气压力不同相对误差为：

2022年11月2日,大气数据与惯导,24,气温方法误差,实际海平面温度与标准海平面温度不同相对误差为：

2022年11月2日,大气数据与惯导,25,温度梯度误差,实际温度梯度与标准温度梯度不同相对误差为：

2022年11月2日,大气数据与惯导,26,构造误差,温度误差用静压表示温度误差：

用高度表示该误差：

摩擦误差,2022年11月2日,大气数据与惯导,27,气压高度的测量系统,高度与大气压力关系为非线性为使气压高度系统能用来测量飞机所在处相对于某一参考基准面的相对高度，系统中必须设有气压修正机构，并保证修正量与测高系统输出量之间成线性关系选用弹性模数温度系数小的恒弹性合金或熔凝石英,2022年11月2日,大气数据与惯导,28,机械式气压高度表,2022年11月2日,大气数据与惯导,29,气压式高度表的使用,标准气压高度的测量绝对高度的测量相对高度的测量,2022年11月2日,大气数据与惯导,30,高度传感器,用凸轮完成高度解算，凸轮型面决定的从动轴转角与主动轴转角间的函数关系=f（）,保证该传感器输出角与高度（H）间是线性关系，=KH。

2022年11月2日,大气数据与惯导,31,高度偏差信号测量原理,测量高度偏差的方案（a）（b）,2022年11月2日,大气数据与惯导,32,高度变化率的测量,飞机平飞，表壳内外气压相等，膜盒不膨胀不收缩，指针指零飞机上升，膜盒内气压大于膜盒外气压，膜盒收缩，指针上指飞机下降，膜盒内气压小于膜盒外气压，膜盒膨胀，指针下指,2022年11月2日,大气数据与惯导,33,压力差与升降速度的关系

（1）,研究毛细管两端压力差与升降速度的关系空气在管内流动,流速不同.设内摩檫力（F）,接触面积（A）,动力黏度（）,速度梯度（dv/dr）成正比取半径为r,长度为L的空气柱,当空气等速流动时,内摩檫力等于压力差,2022年11月2日,大气数据与惯导,34,压力差与升降速度的关系

（2）,积分后,考虑管壁处气流速度为0,半径为R,可得速度值,可见流速与半径成抛物线分布.空气流量为考虑空气平均速度,2022年11月2日,大气数据与惯导,35,压力差与升降速度的关系（3）,假定p内pH分别为内外压力,r内rH分别为内外密度,T内TH分别为内外温度,飞机等速上升,dt时间内流出的空气体积与重量的关系为由于膜盒容积不变,空气重量减少是由于密度减少造成的.流出的空气重量与膜盒内减少的重量二者相等,且,2022年11月2日,大气数据与惯导,36,压力差与升降速度的关系（4）,由此得出由于,2022年11月2日,大气数据与惯导,37,压力差与升降速度的关系（5）,由于代入得积分并考虑pH=pH0p=0,2022年11月2日,大气数据与惯导,38,压力差与升降速度的关系（6）,得由于,2022年11月2日,大气数据与惯导,39,压力差与升降速度的关系（7）,考虑压力差是升降速度和时间的函数,指数的第二项随时间增长而很快减少,可忽略不计.飞机等速下降时,数值相同,符号相反.,2022年11月2日,大气数据与惯导,40,升降速度表的误差,温度误差（温度升高,空气动力黏度升高,与毛细管的平均温度近似成正比）延迟误差,2022年11月2日,大气数据与惯导,41,飞行速度,定义当飞机在所选坐标系内运动时，沿其重心运动轨迹切线方向的速度称为飞行速度。

速度的种类飞机相对于地球运动的速度升降速度：

飞机重心沿地垂线方向运动的速度分量地速：

飞机重心沿地平面运动的速度分量飞机相对空气运动的速度侧滑速度：

飞机在垂直截面内横轴相对于气流的运动速度空速：

飞机在纵轴对称面内相对于气流的运动速度W（地速）=Vt（真空速）+V（风速）,2022年11月2日,大气数据与惯导,42,地速的测量,地速：

飞机相对于地面的速度风速：

空气相对于地面的运动速度空速：

飞机相对于气流的速度地速的测量：

线加速度积分法和多卜勒效应法,2022年11月2日,大气数据与惯导,43,空速的测量,飞机相对于气流的速度即为气流相对于飞机的速度不考虑空气的压缩性（密度、温度不变）时，考虑空气的压缩性（密度、温度不变）时，上式不正确。

空气流速等于或大于音速时会产生激波，状态参数发生很大变化。

2022年11月2日,大气数据与惯导,44,空气流速小于音速时空速测量的理论基础

（一）,空气流速小于音速时假设空气在绝热的流管中流动，并假设空气在流动时，在空间任何一点所具有的状态参数不随时间而改变。

在流管上取垂直流管中心线的切面，其能量为动能势能压力能重力能内能,2022年11月2日,大气数据与惯导,45,空气流速小于音速时空速测量的理论基础

（二）,内能：

1kg空气的热量为：

流过的空气的热量为：

由于（其中：

A热功当量；

cp定压热容；

cv定容热容）,2022年11月2日,大气数据与惯导,46,