¿Qué tipo de velocidad aérea mide un GPS (3D)?

Suponiendo que un receptor GPS es lo suficientemente avanzado para calcular la posición/velocidad en 3D con una precisión razonable, puede indicar no solo la velocidad respecto al suelo de la aeronave (que ignora los cambios de altitud), sino también algo parecido a la velocidad del aire. Si no hubiera viento, esto sería equivalente a la verdadera velocidad aerodinámica. En realidad habría viento por lo que es "TAS menos viento". Dado que esto ignora por completo el aire real (el valor habría sido el mismo si no hubiera atmósfera), sin embargo, llamarlo algo relacionado con "velocidad aérea" me parece un nombre inapropiado.

¿Existe una terminología estándar para este tipo de medición de velocidad?

EDITAR : Parece que mi pregunta fue bastante vaga y ayudaría proporcionar más detalles sobre lo que estoy tratando de hacer. Estoy escribiendo la documentación para un dispositivo de rastreo basado en GPS, que se usaría en aeronaves de ala fija. El GPS es excepcionalmente bueno, con una precisión muy alta y una frecuencia de muestreo rápida. Incluso proporciona una velocidad muy precisa, que está basada en el cambio Doppler AFAIK. Estos datos serán enviados a través de telemetría. Estoy tratando de etiquetar los canales de datos de una manera que sería útil para los aviadores en la superficie, así que estoy tratando de familiarizarme con la terminología adecuada. Por lo tanto, si etiqueto esta velocidad ("3D") como "velocidad aérea" (velocidad aérea indicada/verdadera), será engañoso. Si lo etiqueto como "velocidad de avance" (que es 2D), también será engañoso. mi pregunta es solosi existe un nombre estandarizado para este tipo de velocidad; si no hay nada que se use ampliamente, solo acuñaré un nombre propio (por ejemplo, "velocidad 3D") y lo explicaré lo suficientemente bien en una información sobre herramientas.

Tienes términos confusos. La verdadera velocidad aerodinámica no depende del viento. TAS es la velocidad del aire ajustada por la densidad del aire. Se ajusta a partir de la velocidad aerodinámica indicada teniendo en cuenta la altitud y la temperatura. La velocidad aerodinámica en general se basa en el movimiento de la aeronave a través de una masa de aire independientemente del viento. El GPS calcula la velocidad en función de la diferencia de posición a lo largo del tiempo en relación con los transmisores GPS. No tiene en cuenta el movimiento a través de una masa de aire ni el movimiento del aire en absoluto. Llamar a sus lecturas sin datos del movimiento del aire técnicamente no sería ningún tipo de velocidad aerodinámica.
@DeanF., sí, exactamente, como dije, es tentador llamarlo velocidad aerodinámica (porque no se mostrará como 0 si el avión estaba cayendo), sin embargo, no hay aire involucrado. Es la velocidad relativa a la superficie de la Tierra.
Si entiendes que con viento cero TAS = GS, ¿qué estás preguntando en realidad?
¿De verdad quieres preguntar, "¿Qué tipo de velocidad mide el GPS?"
@RalphJ, sí, y más exactamente "cómo llamas normalmente a este tipo de velocidad en el contexto de la aviación"
Con respecto a su edición: ¿Quién es su cliente y cuál es el propósito de este dispositivo? Los GPS de aeronaves existentes pueden almacenar y transmitir datos de seguimiento.
No puedo revelar muchos detalles sobre el proyecto en el que estoy trabajando, debido a acuerdos de confidencialidad. Pero sí, lo comparamos con un GPS Garmin existente en el avión, que era mediocre en comparación. Además, el dispositivo registra mucho más que solo GPS, pero nuevamente, es confidencial.
Lo que tenemos es la spd 3D (velocidad) resuelta en E/W y N/S (= Track and Groundspeed, y UP/DN (= Vertical. Spd, normalmente utilizada para validar baro VS). Esto es compatible con los modos tradicionales de vuelo. instrumentación Por favor vea mi respuesta detallada especialmente el párrafo final que aborda su necesidad.
¿Podemos considerar que los datos de los que está hablando provienen de aviones de ala fija y solo para ser utilizados por una tripulación en tierra? ¿Tiene que ver con el mandato reciente para el seguimiento de aeronaves en intervalos de 15 minutos (que luego será minuto a minuto)? ¿Es necesario que los usuarios finales conozcan estos detalles? ¿Se utilizará para evitar el terreno en tiempo real? Con una base de datos de mapas 3D (atlas), se puede representar fácilmente un mapa 3D en movimiento adecuado con la ruta del avión, deseada y real. No sé si el vector de velocidad 3D incluso necesita un nombre aparte de su etiqueta de datos existente.
@skipper44, lo siento, no puedo revelar nada de eso. Pero como ya acordamos con Michael Hall, sería más útil dividir la velocidad en componentes horizontales y verticales. Entiendo que la velocidad 3D no es muy útil tal como es.
Decidí seguir adelante y hacer la pregunta que tenía en mente, en lugar de intentar reescribir la tuya. Probablemente dará lugar a una discusión sobre si son o no duplicados...

Respuestas (3)

P: "¿Qué tipo de velocidad aérea mide un GPS?"

R: "Ninguno en absoluto".

El GPS no detecta ni calcula ningún tipo de velocidad aerodinámica (verdadera, indicada, calibrada, etc.), solo conoce la velocidad del avión en relación con la superficie terrestre. (En realidad, en relación con los satélites geosincrónicos...) Las unidades de GPS actualmente en uso pueden hacer esto en 3 dimensiones.

Hay un componente tanto horizontal como vertical para el movimiento en el espacio 3D. Para fines generales de navegación, el piloto solo se preocupa por la horizontal, es decir, la velocidad respecto al suelo. (¿Qué tan rápido voy y cuándo llegaré allí?)

En algunos sistemas, puede mostrar la velocidad vertical del GPS, pero es instantánea y con muchos saltos, por lo que no es particularmente útil. El manómetro VSI accionado por presión es mucho más útil.

Si bien es posible que un sistema 3D calcule la velocidad a lo largo de una línea diagonal entre la vertical y la horizontal, esta información no es de utilidad para el piloto. El componente vertical entra en juego principalmente en la fase de aproximación, para calcular y mostrar información de la senda de planeo durante las aproximaciones RNAV.

En la fase de aproximación, el sistema GPS utiliza una combinación de información de navegación horizontal y vertical para permitirnos volar la “hipotenusa”, pero no pensamos en ella en términos de un vector de velocidad, y mucho menos como una “velocidad aerodinámica”. Es más una línea imaginaria en el espacio que estamos tratando de rastrear en 3D con el sistema proporcionando pistas para ayudarnos a saber dónde estamos en relación con el rumbo publicado y la senda de planeo.

EDICIÓN DEL ANEXO POR PREGUNTA: El viento tendrá un efecto mucho mayor en este vector de velocidad que los ángulos menores de ascenso y descenso encontrados durante el vuelo "normal" (no acrobático). Sin conocer a su cliente o el propósito exacto del dispositivo al que hace referencia, puedo decir con confianza que ninguna persona de aviación se preocuparía por la velocidad de referencia terrestre que no sean los vectores en horizontal o vertical. Si se deseara la velocidad diagonal (no la velocidad del aire) para algo como una investigación de percance, podría calcularse fácilmente a partir de otros. Si necesita asignar un nombre, consideraría "Velocidad", "Magnitud", "Velocidad terrestre" o un acrónimo definido por el propietario como "VVGS" (Velocidad vertical más Velocidad respecto al suelo). Solo evita "aire" a menos que eso sea lo que realmente quieres decir...

¿La velocidad de avance no es 2D? Es decir, si la aeronave está en picado de 90°, ¿qué indicaría?
La velocidad de avance sería cero. ¡Sin embargo, la velocidad vertical estaría fijada! Pero gracias, eso aclara lo que estás preguntando y editaré mi respuesta ...
Bien, entonces parece una buena decisión solicitar que la indicación de velocidad se divida en velocidad respecto al suelo (2D) y velocidad de ascenso, ¿verdad? (Estoy de acuerdo en que puede calcular la velocidad 3D fácilmente a partir de ellos)
Nuevamente, sin conocer al cliente o el propósito, diría que sí.
"Simplemente evita" aire "a menos que eso sea lo que realmente quieres decir", bien dicho.

Por lo general, son los sistemas basados ​​en la inercia los que nos brindan este tipo de datos. Un GPS con un módulo informático adecuado podría proporcionar lo mismo.

Lo más parecido que tenemos se llama FPV, Flight Path Vector o el 'Bird'.

En la cabina, generalmente, el FPV proporciona al piloto solo una parte de la información, y la muestra de una manera particular, mostrándose separadamente la ruta vertical y la ruta lateral.

El componente de velocidad 3D real no es uno de ellos, y la velocidad 3D tampoco tendría un valor directo para volar o navegar el avión.

Por lo general, nos da:
(i) la trayectoria instantánea y el ángulo vertical de la ruta de vuelo real con respecto a la tierra, es decir, el suelo,
(ii) también a menudo, proporciona una proyección de dónde estará el avión en 10, 20, y 30 segundos basados ​​en la ruta de vuelo instantánea actual.
(iii) resolver los vectores Este/Oeste y Norte/Sur nos da la Vía y la Velocidad respecto al suelo instantáneas.
(iii) resolver el componente vertical del FPV nos da la velocidad vertical, aunque normalmente solo se usa para validar el VertSpd barométrico basado en datos aéreos, VS.

Ninguno de estos sistemas mide realmente la velocidad del aire. Miden GS, Velocidad respecto al suelo, aunque estrictamente hablando, no podría llamarse un acto de medición, sino algo a lo que se llega usando datos de posición, es decir, Lat/Long en intervalos adecuados y calculando la diferencia para dar una estimación precisa de la Trayectoria en el suelo y GS (=TAS en aire quieto).

La gran cantidad de acrónimos relacionados con la velocidad, la dirección y la disposición vertical fueron necesarios debido a la forma en que los medimos físicamente, luego calculamos, luego los mostramos y nuestras habilidades básicas de vuelo se han desarrollado en torno a estos: IAS, CAS, EAS, TAS, GS, ALT, FL, TRK CRS, HDG(M), HDG(T), ATT. No tiene sentido introducir nuevas medidas como la velocidad 3D, aunque supongo que su intención es tener "una velocidad para gobernarlas a todas" junto con una representación adecuada del avión y la ruta de vuelo en un EVS 3D (Sistema de visión mejorado).

Gracias por la respuesta detallada. Parece que esta velocidad derivada del GPS no sirve para un piloto, por lo que un instrumento que muestra que no tiene espacio en una cabina. Sin embargo, mi pregunta no se trata realmente de la instrumentación del avión, se trata principalmente de nombres y terminología. Mi pregunta no lo decía lo suficientemente claro. ¿Puedes ver la edición que le hice?
Con respecto a su edición: no es tanto como "una velocidad para gobernarlos a todos", en lugar de "la única velocidad que podemos obtener". El dispositivo no tiene acceso a los tubos de Pitot.
Para completar, dado que no parece estar explicado en ningún otro lugar, la indicación de velocidad de un GPS suele ser la velocidad en el plano horizontal, la velocidad vertical no se tiene en cuenta.
@Frog Hace algunas décadas, la velocidad vertical que se muestra en la cabina del avión de pasajeros se modificó para incluir entradas inerciales y la nomenclatura se cambió a IVSI (Velocidad vertical instantánea). La parte "Instantáneo" se ha eliminado ahora, ya que se ha convertido en la "nueva normalidad". Pure baro VSI sufrió retrasos en mostrar el VS correcto. No sé si tales correcciones de entrada se toman específicamente de los sistemas GPS, pero los sistemas tienen la capacidad de proporcionarnoslas. La pantalla de mi avión actual se puede cambiar a la altitud del GPS como alternativa cuando los datos aéreos no son confiables.
"Los VSI baro puros sufrieron retrasos al mostrar el VS correcto". De hecho, los VSI tradicionales están diseñados intencionalmente para promediar la velocidad vertical durante una cantidad considerable de segundos. Los "variómetros" estilo planeador brindan una respuesta mucho más rápida incluso cuando se manejan únicamente a través de medios barométricos, sin entradas de inercia. Por supuesto, los últimos y mejores variómetros también incorporan acelerómetros para proporcionar una respuesta casi instantánea.
Para aclarar: me refiero a la transmisión NMEA de un GPS y específicamente a la oración RMC. No discuto que ciertos instrumentos equipados con GPS pueden indicar la velocidad en 3 dimensiones. El GPS no resuelve bien la altitud, por lo que no sorprende escuchar que se utilizan otros métodos, como el inercial, para determinar la velocidad vertical.
¿Qué tipo de velocidad aérea mide un GPS (3D)?
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