¿Cómo se puede calcular la velocidad y la dirección del viento a partir de las mediciones a bordo?

Con el conjunto de parámetros disponibles para usted, no puede hacer esto.

Si tiene el track real en lugar del track deseado, podrá calcular el viento.

La forma más sencilla de hacer esto es usando matemáticas vectoriales.

Hay tres vectores a considerar:

• vector de velocidad de tierra$\vec{V_{gs}}$
• vectores de velocidad del aire$\vec{V_{as}}$
• vectores de velocidad del viento$\vec{V_{ws}}$

$\vec{V_{gs}} =\vec{V_{as}} + \vec{V_{ws}}$

$\vec{V_{ws}} = \vec{V_{gs}} - \vec{V_{as}}$

Supongo que el ángulo de pista real ($\phi$) y título ($\psi$) están con respecto al norte verdadero.

La componente norte de la velocidad del aire es entonces:$V_{as} \cdot \cos(\psi)$y la componente este de la velocidad del aire es:$V_{as} \cdot \sin(\psi)$

Para la velocidad respecto al suelo, la descomposición es: norte:$V_{gs} \cdot \cos(\phi)$y la componente este de su velocidad respecto al suelo es:$V_{gs} \cdot \sin(\phi)$

Ahora tiene el componente norte y este del vector de viento. Esto lo puedes cambiar a velocidad y dirección, pero la última parte te la dejo a ti. No olvide que la dirección del viento generalmente se informa como la dirección de la que proviene el viento.

Para encontrar la velocidad del viento de los componentes norte y este, use la raíz de la suma de los cuadrados:

$V_{ws}=\sqrt{V_{ws,north}^2 + V_{ws,east} ^2}$

La dirección del viento se puede encontrar por

$\tan^{-1} (\frac {V_{ws,north}}{V_{ws,east} })$

Tenga en cuenta que esto dará una división por 0 para los vientos exactamente del norte o del sur.

Para implementarlo en un lenguaje informático se puede utilizar la función atan2. Esto evita la división por cero y también devuelve la dirección del rango completo del círculo en lugar de semicircular.

wind_dir = atan2(-wind_north, -wind_east)

Esto debería dar la dirección de donde viene el viento en radianes.