Corrección de la altitud de presión no corregida en los datos registrados

Desafío de marco: cuando las aeronaves están operando por debajo de la altitud de transición (que en los EE. UU. es 18,000 'MSL), los visores de radar ATC corregirán la altitud de presión informada y mostrarán la cifra MSL adecuada (redondeada a los 100' más cercanos). Si solo está tratando con una pequeña cantidad de vuelos, es posible que pueda enviar una solicitud de FOIA a la FAA y obtener los datos de seguimiento almacenados. No creo que esta información se guarde por mucho tiempo, tal vez solo 45 días más o menos.

Algunos antecedentes: los transpondedores siempre informan la altitud en niveles de vuelo, es decir, informan su altitud suponiendo que la presión local a nivel del mar es de 29,92 inHg (1013 hPa). Depende de la estación receptora corregir esta altitud de acuerdo con la presión atmosférica local real y, por lo tanto, determinar la altitud MSL de la aeronave. Para obtener más información, consulte Wikipedia: nivel de vuelo , PPRuNe: conversión de niveles de vuelo en modo C a altitudes (y el sitio del formulario de aviación vinculado ) y Av.SE: ¿cómo se calcula la altitud real? .

La ecuación que necesita, del Formulario, es:

• Encuentra la altura de presión (altitud)$H_\text{P}$(en pies) dada la altura indicada (altitud)$H_\text{I}$y el ajuste del altímetro$A$(en pulgadas de mercurio):
  $$H_\text{P} = H_\text{I} + 145442.2 \left(1- \left[ \frac{A}{29.92126} \right] ^ {0.190261} \right)$$ o al revés para que sea más relevante para su pregunta, es decir, encuentre la altitud indicada dada la altitud de presión: $$H_\text{I} = H_\text{P} - 145442.2 \left(1- \left[ \frac{A}{29.92126} \right] ^ {0.190261} \right)$$

Tenga en cuenta que esto solo le dará la altitud MSL indicada ; esa altitud aún no será realmente precisa debido a otros factores, principalmente el hecho de que la tasa de cambio en la presión del aire también depende de la temperatura. Entonces hay otra ecuación:

• Encuentra la altura verdadera (altitud)$H_\text{T}$(en pies) de una aeronave, dada la altitud calibrada indicada$H_\text{C}$, altura del campo (elevación)$H_\text{F}$de la estación que proporciona el ajuste del altímetro, desviación media$D$(en Celsius) de la temperatura estándar en la columna de aire entre la aeronave y la estación de notificación, y la temperatura del aire$T$fuera de la aeronave: $$H_\text{T} = H_\text{C} + D \left(\frac{ H_\text{C} - H_\text{F} }{ 273 + T } \right)$$

No estoy seguro de cuál es la relación entre la altitud indicada$H_\text{I}$y altitud calibrada$H_\text{C}$, además del hecho de que "calibrado" significa que el valor ha sido ajustado para las discrepancias del equipo en la propia unidad de altímetro (en comparación con las discrepancias en las condiciones meteorológicas). Puede ser que supongamos$H_\text{C} = H_\text{I}$. Pero en cualquier caso sus datos no incluyen$D$o$T$por lo que la segunda ecuación sirve de poco, y te tendrás que conformar con saber sólo la altitud indicada.

Para realizar esta corrección después del hecho, deberá ubicar las configuraciones de altímetro cercanas que estaban vigentes cuando pasó la aeronave para cada punto de datos en su configuración.

Una búsqueda en Google de "METAR archivados" resultó en esta respuesta Av.SE que sugiere OGIMET . Tendrá que buscar por identificador de estación en lugar de latitud/longitud, por lo que me temo que el proceso será bastante arduo. (Consulte skyvector para obtener algunos consejos sobre qué estación buscar; los puntos de colores indican las ubicaciones de las estaciones de informes).

La información que estás buscando es la configuración del altímetro, que es la letra Aseguida de cuatro dígitos. En los EE. UU., ese número representa centésimas de pulgadas de mercurio, por ejemplo, A2992indica un ajuste de 29,92 inHg.

En cuanto a la conversión entre la elevación MSL y WGS84, no tengo sugerencias más allá de otra búsqueda en Google que condujo a esta pregunta GIS.SE.

La mejor manera de obtener una estimación precisa de la altura del GPS requiere una medición de la presión estática a bordo de la aeronave y un modelo de atmósfera preciso, válido en el momento de la medición.

La presión se mide a bordo, pero a menudo se convierte en altitud de presión. Si tiene presión estática en su conjunto de datos, utilícela. Si tiene altitud de presión, conviértala en presión usando el modelo de atmósfera estándar (ver ICAO doc 7488)

Ahora que tenemos la presión, tomamos el modelo de atmósfera válido en el momento de la medición. Esto podría obtenerse de, por ejemplo, NOAA o ECMWF . Dentro del modelo de atmósfera, normalmente un archivo de cuadrícula GRIB2, se interpola la posición, el tiempo y el nivel de presión y se obtiene la altura geopotencial.

La interpolación requiere algo de reflexión. La interpolación lineal arrojará resultados inexactos para la altura geopotencial, ya que la variación de la altura geopotencial con la presión no es lineal sino logarítmica.

Si no puede acceder a un modelo preciso, o puede vivir con varios cientos de pies de error en su estimación, puede usar un modelo hidrostático no estándar que corrige la temperatura y la presión a nivel del mar, como se hace en esta respuesta .

Ahora que tenemos la altura geopotencial, podemos convertirla a altura geométrica usando las fórmulas de ICAO DOC 7488.

La altura geométrica resultante se mide sobre el nivel medio del mar (AMSL). La salida del GPS normalmente se da como altura por encima del elipsoide WGS84 (HAE). Para convertir entre AMSL y HAE, puede usar EGM2008 .