Altimeter

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Ein Altimeter (von lat. altus: hoch) oder Höhenmesser ist ein Gerät, mit dem die Höhe eines Objekts über einer definierten Ebene oder Referenzfläche gemessen wird. Die Höhenmessung kann barometrisch, mit Schall oder mit Mikrowellen erfolgen. Der Begriff wird in verschiedensten Anwendungen und technischen Gebieten verwendet:

Höhenmesser z. B. zum Bergsteigen

Inhaltsverzeichnis

1 Bergsteigen, Wandern, Orientierungslauf
2 Digitale Altimeter
3 Fallschirmspringen
4 Geodäsie, Navigation
5 Luftfahrt
6 Nautik
7 Satellitengeodäsie
8 Weblinks

[Bearbeiten] Bergsteigen, Wandern, Orientierungslauf

Solche Altimeter sind Barometer, die statt des Luftdrucks die Höhe über Meereshöhe anzeigen. Meist macht der Zeiger 1 Umdrehung pro 1000 m; der km-Wert erscheint in einem kleinen Fenster (üblicher Messbereich 5 oder 8 km). Die Genauigkeit beträgt 2-20 Meter, wenn eine korrekte Ausgangshöhe oder der Druck im Meeresniveau (Geoid) eingestellt wurde.

[Bearbeiten] Digitale Altimeter

Digitale Altimeter werden bei obigen Anwendungen häufiger verwendet. Sie zeigen auch Höhendifferenzen, Maximalwerte oder den zeitlichen Verlauf von Höhenprofilen an. Für ein genaues digitales Altimeter wird ein kalibrierter und temperaturkompensierter Drucksensor verwendet. Üblicherweise bieten diese Sensoren eine geeignete Datenschnittstelle an (SPI für Mikrocontroller; Serielle- oder USB-Schnittstelle für PC). Die Genauigkeit guter barometrischer Sensoren liegt unter 1m (bei Meereshöhe). Der GPS kann auch als Höhenmesser verwendet werden, erreicht jedoch nur eine Genauigkeit von ca. 20m. Moderne GPS Geräte haben deshalb ebenfalls einen barometrischen Sensor eingebaut, um eine bessere Altimetergenauigkeit zu erreichen. Da der barometrische Druck mit der Zeit entsprechend der Wetterlage sich ändern kann, sollte an bekannten Höhenpunkten der Altimeter jeweils ajustiert werden.

Digitaler Sensor für Luftdruckmessung

Digitaler, aktiver Luftdrucksensor 6.2x6.4mm

[Bearbeiten] Fallschirmspringen

Beim Fallschirmspringen trägt der Fallschirmspringer einen großen Höhenmesser am Handgelenk oder auf einem Brustkissen. Die Höhenmesser haben meist eine Skala bis 3.000 m (fast eine volle Umdrehung). Der Fallschirmspringer entscheidet mit Hilfe des Höhenmessers, in welcher Höhe er den Fallschirm öffnet (Öffnungshöhe). Das Kreissegment von 0 - 800 m ist deutlich rot markiert. Vor dem Start wird der Höhenmesser auf 0 m gestellt. Die übliche Öffnungshöhe ist 1.000 bis 500 m. Unter 500 m wird gewöhnlich bereits der Reservefallschirm ausgelöst.

Die Funktion des Höhenmessers beruht auf der Eigenschaft, dass sich eine luftdichte Metalldose, ähnlich eines Barometer, in Abhängigkeit vom Umgebungsluftdruck mehr oder weniger verformt. Diese Verformung wird über ein mechanisches Hebelwerk auf einen Zeiger übertragen, welche die entsprechende Höhe auf einer Skala anzeigt. Da nicht die absolute Höhe über Meeresspiegel angezeigt wird, sondern nur der Luftdruck der Umgebung, kann man beobachten, dass ein Höhenmesser, dessen Zeiger auf Null gestellt wird, nach einiger Zeit einen Höhenwert vom 50 m anzeigt, wenn ein Tiefdruckgebiet eintrifft, sich also der Umgebungsluftdruck verringert.

Ebenso kann der Höhenmesser bei einer Fahrt im Auto durch eine Bergregion unterschiedliche Höhen anzeigen. Ein Höhenmesser, welcher z.Bsp. in Bielefeld auf 0 gestellt wurde, kann z.Bsp. in München 500 m Höhe anzeigen. Oder aber auch nur 300, oder vielleicht auch 600 m, je nach in München herrschenden Luftdruck.

Die hier angesprochenen Höhenmesser haben im Regelfall eine Skala im Bereich 0-4000 bzw 6000 m. Es gibt Ausführungen mit einer Fuß-Einteilung bzw. 1000-Meter-Einteilung.

Siehe auch Höhenwarner

[Bearbeiten] Geodäsie, Navigation

Instrumente wie oben, aber genauer. Durch Kalibrieren mittels Temperatur oder Druckgradient sind Genauigkeiten bis zu einigen Dezimetern möglich.

[Bearbeiten] Luftfahrt

Höhenmesser

Höhenmessung wie unter (1), aber Messbereich bis 15 km und Skala seit 1945 meist in Fuß statt Meter (1ft = 0,3048 m) (nur in Russland, in Frankreich, in Segelflugzeugen und manchen Ultralights wird die Höhe in Metern angegeben). Die Flughöhen in Luftstraßen sind in 100 ft (30,48 m) Schritten gestaffelt und werden als Flugflächen bezeichnet. Oberhalb der Übergangshöhe werden die Höhenmesser auf Standardatmosphäre, d.h. 1013,25 hPa oder 29,92 inHg eingestellt. Durch Einstellen des QNH (aktueller Luftdruck auf Meeresniveau) erhält man absolute Höhen, mit dem QFE die Höhe über dem Flugplatz. Zusätzlich gibt es in alle Flugzeugen Variometer für die Anzeige der Steig- und Sinkgeschwindigkeit. Größere Flugzeuge haben meist 3 Altimeter (Grob- und Feinhöhenmesser und einen Funkhöhenmesser). Die Radar- bzw. Funkhöhenmesser arbeiten mit Mikrowellen und Laufzeitmessung bzw. linearer Frequenzmodulation. Die resultierende Höhe gilt über Grund, ist also noch mit Karte oder digitalem Geländemodell (DGM) auf Meereshöhe umzurechnen. -- Durch Vergleich von Druck- und Funkhöhenmesser kann man Hoch- und Tiefdruckgebiete orten und die Abdrift durch Seitenwind berechnen (Meteorologische Navigation). Die Flughöhe wird jedoch stets nach der barometrisch ermittelten Höhe eingehalten.

[Bearbeiten] Nautik

Tiefenmessung mit Drucksensor, Schall oder Ultraschall. Ähnlich dem Altimeter für barometrischen Druck existieren analoge und digitale Drucksensoren für die Tiefenmessung. Diese messen somit den Wasserdruck. Tauchcomputer basieren üblicherweise auf digitalen Drucksensoren und bieten eine Genauigkeit von <20mbar (0.2m). Details siehe Weblinks oder: Echolot und Sonar.

[Bearbeiten] Satellitengeodäsie

Durch Laufzeitmessung von Mikrowellen in Radarfrequenzen (Wellenlänge einige cm bis dm) wird die Höhe von Altimetersatelliten über dem Meer bestimmt, teilweise auch über Eisflächen. Bei 1000 km sind heute Genauigkeiten von cm möglich. Diese Form der Altimetrie dient zur Bahnbestimmung und zur Wind- und Geoidbestimmung auf dem Ozean; siehe auch Geodäsie.

Siehe auch: Luftdruckmessung in der Luftfahrt