大气数据
标准大气数据 -回复
标准大气数据-回复标准大气数据是一组用于描述地球大气的物理性质的指标，主要包括气温、气压、湿度、风速等。
这些数据对于气象学、航空、环境科学等领域具有重要意义。
本文将从基本概念、测量方法、应用领域等多个方面，逐步介绍标准大气数据的相关知识。
首先，我们来了解一下标准大气。
所谓标准大气是指在某一给定的地点，特定的天气条件下，大气的平均状态。
通常，标准大气是在海平面上的某一高度上测定的。
标准大气可用于各种气象观测、气象模拟和飞行器的设计等。
在标准大气中，气温是最基本的指标之一。
气温指的是空气中的分子运动引起的热量。
标准大气中的气温随着海拔的升高而递减，大致呈指数下降的趋势。
一般来说，每上升1000米，气温降低6.5摄氏度。
这种气温的递减规律被称为标准大气温度递减率。
除了气温，气压也是标准大气数据中的重要指标之一。
气压是空气分子对单位面积的压力。
通过测量气压，可以得到地面与特定高度之间的垂直压力梯度。
标准大气的气压可以用巴（bar）或帕斯卡（Pascal）来表示。
一般海平面上的标准大气气压为1013.25帕斯卡。
湿度是指空气中水蒸气的含量。
湿度通常以相对湿度的百分比来表示。
相对湿度是指实际水蒸气含量与空气中饱和水蒸气含量的比值。
标准大气中的湿度随着海拔的升高而减小。
这是因为空气的温度下降会导致饱和水蒸气含量的减少。
风速是指空气运动的快慢程度。
在标准大气中，风速会随着海拔的升高而增大。
这是因为空气在高海拔区域的运动受到山脉、地形的影响较大，呈现出明显的飘动。
测量标准大气数据的方法主要有地面观测、气象卫星观测和大气探测器观测等。
地面观测一般通过气象站点布设气象仪器进行测量。
气象卫星观测利用卫星搭载的传感器，通过接收地面反射和热辐射等信息，获取大气数据。
大气探测器观测是通过飞行器搭载的探测仪器，在大气中进行实时观测。
标准大气数据在许多领域具有广泛的应用。
首先，在气象学中，标准大气数据是预测天气和制定气象模型的基础。
飞机电子设备(第二节大气数据仪表高度表)
3、典型高度显示面板
4、气压高度表的使用
气压式高度表可以测量飞机的相对高度、绝 对高度和标准气压高度，其各种测量的方法分别 介绍如下：（用气压调节机构）
1）标准气压高度的测量
利用气压高度表测量标准气压高度时，先转 动调整旋钮使指针指示当地机场对应的标准气压 度，此时气压刻度盘应指示“760”，或1013.25指 针指示的数值就是标准气压高度。
2.2 气压式高度表
一、飞行高度的种类
概念：指飞机在空中距某一个基准面的垂直距离。 1、绝对高度----飞机从空中到海平面的垂直距离； 2、相对高度----飞机从空中到既定机场地面的垂直距离； 3、真实高度-----飞机从空中到正下方的地面目标上顶 的垂直距离； 4、标准气压高度-----飞机从空中到标准海平面（即大 气压力等于760mmHg）的垂直距离。
4）高度表在机场的零位调整
若飞机在飞行中选定某降落机场为基准面，使 高度表测量相对于机场的相对高度时，飞机落地 后，高度表指针应指零位。由于机场地面的气压 经常变化，有时飞机在地面，高度表不指示零位， 这时就需要调整零位。其方法是：先从气象台了 解当时该机场的气压，然后转动调整旋钮，使高 度指示零位。此时气压计数器应指示当时该机场 的气压。
二、高度表的基本原理 （一）气压高度公式（不推导）
1、适用于11000m以下的标准气压高度公式
2、适用于11000m以上的高度公式
式中:Ps为所在高度上的静压; P11为H=11000m时的静压; H11为11000m; T11为11000m时的气温,为216.5K
（二）气压式高度表的工作原理
飞机电子设备Βιβλιοθήκη 第二节 大气数据仪表2.1 大气的基本情况
一、大气层 1、对流层------11KM以下，两极8~11KM 赤道17~18KM 2、平流层----35~40KM 3、中间层----85KM 4、暖层----800KM 5、散逸层----800KM以上
大气参数数据集
大气参数数据集1.引言【1.1 概述】大气参数数据集是指记录和收集大气条件、气候变化和天气预测等相关信息的数据集合。
它包含了一系列的气象观测数据，如温度、湿度、气压、风速、降水量等。
这些数据对于研究和预测气候变化、制定应对措施以及改善天气预报准确性具有重要意义。
大气参数数据集的获取和处理是通过气象观测站、卫星观测、雷达和模型模拟等多种手段进行的。
气象观测站是重要的数据采集点，它们分布在各个地理位置并定期记录气象数据。
卫星观测则利用人造卫星对地球不同区域进行遥感观测，获取全球范围的大气参数数据。
雷达技术可以通过测量分布在大气中的微小物体（如水滴和冰晶）反射的微波信号，获取降水量等信息。
模型模拟则是通过建立数学和物理模型对气象系统进行模拟，从而预测和分析大气参数。
大气参数数据集的处理方法包括数据清洗、校正和分析等步骤。
数据清洗主要是对收集到的数据进行筛选，剔除异常值和错误数据，确保数据的准确性和可靠性。
数据校正则是对数据进行修正和标定，以消除仪器误差和观测误差对数据的影响。
数据分析是对处理后的数据进行统计和建模，通过分析数据的时空分布特征和变化趋势，揭示出大气系统的规律和特点。
大气参数数据集在气象学、环境科学、农业、航空航天等领域具有广泛的应用价值。
它可以帮助科学家和决策者更好地理解和预测气候变化，为制定应对措施提供依据。
在农业领域，大气参数数据集可以用于优化农作物的种植和管理，提高农业生产效益。
在航空航天领域，大气参数数据集对于航班安全、航线规划和飞行效率的提升起着重要作用。
综上所述，大气参数数据集的获取和处理是多种技术手段的综合应用，它不仅为科学研究提供了重要的数据支持，也为各个领域的实际应用带来了诸多便利。
随着技术的不断进步和数据的日益完善，大气参数数据集在未来的发展中将会扮演更加重要的角色，并为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章结构部分旨在简要介绍整篇文章的组织结构，清晰地向读者展示文章主要内容的安排和逻辑顺序。
第5讲：大气数据计算机
自整角机同步信号/数字转换
电阻/数字转换
S/H
A/D
输入信号的传输
2020年4月18日6时1分
第15/共45
数字式大气数据计算机-----输入 接口（一）
2020年4月18日6时1分
二进制译码器
A B C D S0 S1
逻辑多路转 换器
第16/共45
数字式大气数据计算机-----输入接 口（二）
Ts
!0.2M
2 a
由于
a2 kRT
且
Ma
V a
考虑到总温探头误差
2020年4月18日6时1分
第5/共45
大气数据计算机
组成
传感器测量
静压传感器、全压传感器、总温传感器、 攻角传感器等
具有可进行误差修正和补偿的解算装置 座舱指示、显示装置及信号输出装置
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第6/共45
2020年4月18日6时1分
第13/共45
全温探头
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第14/共45
数字式大气数据计算机-----输入 接口
多路转换器
直流电压/数字转换
V-T式A/D转换
多 路
双积分式A/D转换
转 换
逐次逼近式A/D转换
器
交/直流转换原理
频率/数字转换原理
频率测量原理
周期测量原理
VDC1 sin VDC2 cos
自整角机
信号转换 方框图
将三相同步信号变换成传送角的正弦、余弦两相交流信号， 然后再变成直流信号，再通过A/D转换成相应的数字量。
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第24/共45
角度信号的反变换
sinα cosα
大气数据系统的发展及展望
大气数据系统的发展及展望大气数据指航空器与机体气流的相对参数，主要包括总压、静压、静温、侧滑角、高度、指示空速、马赫数等参数，这些重要的大气参数是飞机动力系统、飞控系统、导航系统、指示系统等不可缺少的信息。
文章针对大气数据系统发展过程进行描述，并且对其所面临的技术问题等方面进行深入分析，最后对大气数据系统的发展趋势进行展望。
标签：大气；数据系统；发展；展望1 传统大气数据系统介绍传统大气数据系统由全静压传感器、全静压管路和大气数据计算机组成。
全静压传感器安装在机体外部，主要用于准确收集气流的全压和静压，全压孔用来收集气流的全压，全压口位于全静压传感器中正对气流方向，空气流至全压孔时，完全受阻，流速为零，因而得到气流的全压。
静压孔用来收集气流的静压，静压孔位于机身周围没有紊流的地方，静压经静压管路进入大气数据计算机。
全静压传感器是流线型的管子，表面十分光滑，其目的是减少对气流的扰动。
大气数据计算机通过对全静压传感器和全静压管路收集到的全压和静压进行解算，得到飞机重要的参数如高度，空速，升降速度，马赫数等等。
传统的大气数据系统的缺陷也十分明显，首先全静压管路存在压力延迟，若飞机当前压力变化较快，会出现飞行指示空速或高度滞后于实际飞机空速或高度，对于民航客机，这种情况主要影响地面起飞滑跑，由于飞机起飞时，总压变化较快，管路的迟滞对起飞速度和滑跑距离有着直接的影响，所以FAA发布109号修正案，针对延迟情况进行了具体的规定。
同时，为了保证测量的准确性，对全静压管路的安装和维护有着很高的要求，同时，管路越长，出现管路堵塞或泄漏的可能性越大，而管路堵塞或泄漏会造成飞机空速和高度的误指示，给飞机带来灾难性的影响，所以FAA咨询通报AC25-11A将飞机所有空速高度误指示定为灾难类的风险，法航447事故也是由于全静压传感器的堵塞造成飞行员得到错误的空速高度指示，最终导致机毁人亡的惨剧。
但是传统的大气数据系统存在的问题也非常明显，首先，过长的压力管路会导致管路压力延迟过大，影响飞机测试参数的实时性；其次，为了保证大气数据测量的准确性，对大气数据管路的安装要求非常高，不利于维护工作；再次过多的组件导致此类大气数据系统结构复杂，不利于减重并且降低了可靠性。
环境学——大气污染及数据
氢(0.00005) 氙(0.000008) 臭氧(0.000001) 其他(0.001421)
可变组分 二氧化碳二氧化碳（0.02~0.04） 水蒸气（4以下）
不定组分
自然界的火山爆发、森林火灾、海啸、地震 等暂时性的灾难所引起的
人为因素
常是大指气由按于照污人国染类际活标源动准或化自组然织过（程ISO引）起的某定些义物，质内和特指某个地方（如车间、 厂区等）供动植物生存的气体
大气
在大气物理、大气气象和自然地理研 究中，是以大区域或全球性的气流作 为研 究对象，因此常用大气一词
上述两类污染，也可统称为大气污染
恒定组分
氮(78.084) 氧(20.946) 氩(0.934) 水汽（0.25）二氧化碳 (0.032) 氖(0.0018) 氦(0.00052) 甲烷(0.0002) 氪(0.0001)
氧一乙次酰污硝染酸物酯是、从甲污醛染和源酮直类接等排二出次的污大气污
染物，如染颗物粒。物、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化
物、碳氢化合物等
空气的水平运动称为风。风向和风速时刻都在变化。风速是每秒 钟空气流动的距离（m／s）。风向是指风吹来的方向，以罗盘方位表示 （8个或l6个方位）。一定时间内出现的不同方位的风向频率，可按罗盘 方位绘制风向频率图。将一定时间内（根据需要而定，多年、一年或一季 度等）每个风向出现的频率，以圆心为0，按比例定在相应的方向线上， 再连接而成。无风（即静风）的频率可按比例画成圆。风向频率图又称风 玫瑰图。
工业污染 家庭炉灶排气 汽车排气
大气数据参数
大气数据参数（1）总温：气流相对于飞机运动时，在正对气流运动方向的飞机表面，气流完全受阻，速度降至零，这时气流的动能全部转化为内能，空气气温升高，这个温度就称为总温。
（2）静压：（飞机停在停机坪，机翼两表面空气的压差几乎为0,这是空气的静压，飞机飞行过程中，机翼两表面的压力差能托起飞机，这是动压，这是流体和物体间有相对运动造成的压力。
）（3）全压：最基本的皮托管具有一个直接处于气流中的管道。
可在此管充有流体后测量其压差;由于管道中并无出口，流体便在管中停滞。
此时测量的压强为流体的滞压，也称为总压。
（4）迎角：迎角是气流方向和翼弦的夹角. 当传感器相对于飞机的纵轴平行安装时，风标旋转的角度就是飞机的迎角值。
（5）空速：飞行员在飞行中，需要了解2种空速:"指示空速"和"真空速"。
①指示空速：表示的是飞行器空气动力的大小，它对飞机的操纵性能和飞行安全有着重要的意义②真空速：即真实空速，是表示飞行器飞行时相对于周围空气运动的速度，其缩写形式为TAS，用符号VT表示。
（6）高度：飞机的飞行高度是指飞机在空中距某一个基准面的垂直距离。
根据所选基准面，飞行中使用的飞行高度大致可分为以下四种:①绝对高度：飞机从空中到平均海平面的垂直距离也称为绝对高度。
在海上飞行时，需要知道绝对高度。
②相对高度：飞机从空中到某一既定机场地面的垂直距离称为相对高度。
飞机起飞、降落时，必须知道相对高度。
③真实高度：飞机从空中到正下方接触面(水面，地面，山顶等)的垂直距离称为真实高度。
在飞越高山，空中摄影、航测时，需要准确测量真实高度。
④标准气压高度：飞机从空中到标准气压海平面的垂直距离称为标准气压高度。
标准气压高度是国际上通用的高度，飞机在加入航线时使用的高度，主要防止同一空域、同一航线上的飞机在同一气压面上飞行时两机发生相撞。
（7）马赫数：马赫数是以奥地利物理学家 E.马赫的姓命名的,简称M数，真空速与当地音速的比值。
标准大气数据 -回复
标准大气数据-回复"标准大气数据"是一组用于描述和计算地球大气层中的气体性质和变化的标准参考值。
这些数据通过科学研究和实测所得，对于气象学、航空航天等领域的计算和设计具有重要意义。
本文将逐步介绍标准大气数据的内容、应用和计算方法。
首先，了解标准大气数据的起源和目的是很重要的。
它们首次得到广泛应用是在20世纪中叶，当时航空、卫星和导弹技术迅猛发展，需要准确的大气物理数据来进行计算和设计。
为了统一数据来源和参考标准，国际民航组织（ICAO）和世界气象组织（WMO）于1956年联合发布了第一版的"国际标准大气"，以后逐步进行修订和扩充。
标准大气数据最重要的三个方面是：温度、气压和气密度。
首先是温度，标准大气数据将地球大气按高度分成了八层，每层的温度随高度变化。
最底层是地面层，地面温度取决于地理位置、季节和时间等因素。
随着高度的增加，温度逐渐下降，直至达到最低点（即对流层顶）。
在对流层顶之上，温度随高度增加而增加，这一层被称为平流层。
标准大气数据给出了每个高度层的温度值，用于计算大气物理学参数。
其次是气压，标准大气数据给出了每个高度层的气压值。
气压是指单位面积上受到气体分子碰撞的力量。
由于空气的压缩能力和分子间作用力的影响，气压随着高度的增加而逐渐减小。
标准大气数据中的气压值是以帕斯卡（Pa）为单位给出的，用于计算机模拟、飞行器设计和大气动力学方程的求解。
最后是气密度，它是指单位体积内所含气体分子的数量。
气密度与温度、气压和所含气体的种类有关。
标准大气数据中给出了每个高度层的气密度值，用于计算飞行器在空气中的运动参数、空气动力学和燃烧传热等方面。
标准大气数据的应用十分广泛。
在航空领域，它们用于计算飞行器的性能、燃料消耗和导航等方面。
在气象学中，它们用于构建气象模型、预测天气和研究气候变化等。
此外，标准大气数据还可以应用于地球科学、太空探索、气候调控和环境保护等领域。
数据融合计算公式(包括大气计算参数)
1． 标准大气数据参数计算： 1.1 参数列表1.2 计算公式1.2.1 计算气压高度Hpb (m):Hpb=])(1[0RPS PSB T ⨯-ττ( PSB ≥22.631 kp a )( PSB < 22.631 kp a )Hpb=)631.22(110001PSBLN T R ⨯⨯-1.2.2 计算校正空速Vcb (km/h):Vcb=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⨯⨯115058.12257/20PS PSB PTB )89293.0(0≤-PS PSBPTB[]1)058.1225()(7058.1225)(9216.1665.22270--⨯⨯⨯=-Vcb Vcb PS PSB PTB)89293.0(>-PS PSBPTB1.2.3 计算马赫数Mb:Mb=51)(7/2⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡-PSB PTB )89293.1(≤PSB PTB5.227)1)(7()(9216.166-⨯⨯=Mb Mb PSB PTB )89293.1(>PSB PTB1.2.4 计算大气静温Tsb (K):)1()(2.012732N Mb Tt Tsb ∆-⨯⨯++=1.2.5 计算真空速Vtb(km/h):Tsb Mb Vtb ⨯⨯=1658.721.2.6 计算大气密度比Sigb:Sigb=TSBPSBPS T ⨯001.2.7 计算压力比Prb:Prb=0PS PSB1.2.8 计算修正气压高度Hpbc(m):设场压装订的值为PBS ，用代替PSB ，代入公式（1.1）,得到一个中间值，设为HPBS; Hpbc=Hpb-HPBS;1.2.9 计算真攻角aoa(º):根据攻角补偿曲线，代入局部攻角LAOA ，插值计算出真攻角;1.2.10 计算爬升率Vyb(m/s): Vyb=)()(s d Hpb d ;1.3 误差计算1.3.1 Ehp=Hp-Hpb; (m)1.3.2 Ehpc=Hpc-Hpbc; (m)1.3.3 Evc=Vc-Vcb; (km/h)1.3.4 Evt=Vt-Vtb; (km/h)1.3.5 EM=M-Mb;1.3.6 Ett=TT-TTI; (℃)1.3.7 Esig=Sig-Sigb;1.3.8 Evy=Vy-Vyb; (m/s)1.3.9 Eaoa=Taoa-aoa; (゜)1.4 计算公式中的常量如下： T 0=288.15K T 1=216.65K τ=0.0065K/m R=29.27m/K PS 0=101.325kPa ΔN=0.0052． 惯性导航系统计算 2.12.2 计算公式R=K ∑∑==n i m j ijiitRER m n 112)(11 （1）式中：R －圆概率径向误差K －系数，可以根据概率的要求得到不同的系数（如：计算常用的圆概率误差CEP 时，K ＝0.83，计算95％圆概率径向误差时，K ＝1.73。
标准大气数据
标准大气数据是一个常用于描述大气状态的标准参考数据，它包含了一系列的参数和值，以反映标准大气条件下的大气特性。
这些参数和值对于气象学、航空航天、环境科学等领域非常重要，可以用于比较不同地点和时间的大气状态，以及进行相关的计算和分析。
标准大气数据通常包括以下参数和值：
1.温度：标准大气温度通常为15摄氏度（59华氏度），这是在海平面的平均气温。
2.压力：标准大气压力通常为101325帕斯卡（hPa），这是在海平面的平均气压。
3.湿度：标准大气湿度通常为100%相对湿度，表示空气中的水蒸气含量。
4.海拔高度：标准大气条件下的海拔高度通常为0米，表示海平面高度。
5.风速：标准大气风速通常为0米/秒，表示没有风速。
6.风向：标准大气风向通常为无定向，表示没有固定的风向。
这些参数和值并不是固定不变的，因为实际的大气状态会受到许多因素的影响，如地理位置、季节、气候条件等。
然而，标准大气数据仍然是一个有用的参考点，可以帮助科学家和工程师更好地理解大气特性和相关现象。
大气数据仪表
大气数据仪表大气数据仪表11.国际标准大气22.气压式高度表23.升降速度表54。
空速表55。
马赫数表76.全静压系统87。
温度及迎角传感器98.大气数据计算机91.国际标准大气1.1.大气基本特点构成对流层、平流层、中间层、电离层、散逸层飞机运行高度范围：对流层及平流层底部对流层特点：高度升高，温度和密度逐渐降低，度越高对流层越薄，低纬度对流层大约10—12km，中纬度10km，高纬度8—10km平流层特点：温度恒定，大约为—56.5°C1.2.国际标准大气ISA国际民航组织根据北半球中纬度地区大气平均特点，订出大气状态数值（平均情况,实际天气很少和标准大气相符)标准大气中气压值为29。
92inhg的气压面成为标准海平面温度15°C气压高度较低时，高度升高11米，气压大约下降1mmHg用来估算气压式高度表拨正值误差造成的高度误差标准大气高度升高1000m,气温降低6。
5°C2.气压式高度表2.1.功能高、高度、高度层之间的关系QFE高度用来测量高，QNH高度用来测高度,QNE高度用来测飞行高度层，只有标准大气情况下测量值与实际值相符（QFE QNE QNH是气压值，QFE高是高度值）低空时主要用QNH高度或QFE高度，用来保证超障余度航线高度时主要用QNE高度保持航空器间足够的垂直间隔因此飞机爬升到航线高度或从航线高度下降到进场高度时需要调基准面测飞机到地面的垂直距离不是气压式高度表的功能（是无线电高度表的）2.2.原理大气压强随高度升高而减小，根据标准大气中压强与高度一一对应的关系，高度表测出压强大小，就可以表示高度的高低，这种高度称为气压高度。
本质上,气压式高度表反映的是所在高度气压与选定基准面气压的压力差，把气压差以高度形式显示出来只有标准大气情况下，气压高度表指示准确，否则有误差气压信息来源：静压孔传统机械式气压高度表依靠真空膜盒（不灵敏，但自主能力强，不需要外界能源,停电也能用,一般小飞机备用气压高度表就是此种），电子式依靠气压传感器（灵敏，但自主能力差)局限性：高度越高，大气压力随高度变化越小（垂直气压梯度小)，致使其灵敏度低。
大气数据与惯性导航系统第一章知识点合集
一、大气数据系统概论1.国际标准大气的内容是什么？在对流层和同温层中，空气的物理性质（温度、压强、密度等）都经常随着节季、日夜的的时间、地理位置，高度等的不同而变化。
所谓“国际标准”大气，就是人为规定大气温度、密度，气压等随高度变化的关系，得出统一的数据，作为计算和试内验飞行器的统一标准，以便比较。
为了提供大气压力和温度的通用参照标准，国际标准化容组织规定了（ISA ），作为某些飞行仪表和飞机大部分性能数据的参照基础。
1972年，由航空航天器技术委员会起草，国际民航组织、国际气象组织讨论，世界各主要国家同意，国际标准化组织编写《国际标准ISO-2533—标准大气》。
标准规定了2000—8000米高度范围内大气参数与高度的关系。
2.国际标准大气条件下，气压与高度的关系是什么？大气压随海拔高度的增加而减小3.大气温度及气温垂直梯度的关系。
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式中，Hb 和Tb 分别为相应层的重力势高度和大气温度的下界面值，β为气温的垂直变化率(β=dTh/dH，在同温层内， β=0；在对流层内，β=-6.50 K/km)4.常见的大气压力单位。
帕斯卡[Pa]：每平方米的面积上作用有1牛顿的力：1[Pa]=1[N/m2] ()b b h H H T T -+=β标准大气[atm]：标准海平面的气压： 1[atm]=101325[Pa]工程大气压[at]：1[at]=1[Kgf/cm2]=9.80665×104[Pa]巴[bar]：1[bar]=106[dyn/cm 2]= 105 [Pa]毫米液柱：以液柱高度来表示压力的大小1[mmHg]=1[Torr]=1/760[atm]=133.322[Pa]1[mmH 2O]=9.80665[Pa]磅/英寸2[PSi]：1[PSi]=1[bf/in 2]=6.89476×103[Pa]5.摄氏温度与其他温度的换算公式。
空气性能数据
光速（真空）大气中的声速（0°C）大气中的声速（常温）普朗克常数（h）波尔兹曼常数（K）斯忒潘--波尔兹曼常数（σ）维恩位移定律常数阿伏伽德罗常数洛喜密脱常数（标准状态）热功当量功热当量2.99792458×108米·秒-1=30万公里/秒331.36米·秒-1340米·秒-16.626176×10-34焦·秒1.380662×10-23焦·开-15.67032 ×10-8瓦·米-2·开-40.2898×10-2米·开6.022045×1023摩-12.686781×1025分子·米-34.18683焦·卡-10.238844卡·焦-1水银密度（标准状态）13.595080克·厘米-3电子电荷（e）干空气分子量水（冰或水汽）分子量氮（N2）分子量二氧化碳（CO2）分子量氧（O）原子量氮（N）原子量氯化钠（NaCl）分子量碘化银（AgI）分子量氢（H2）分子量-1.60211917×10-19库28.96618.01628.013444.01015.99914.006758.443234.7732.0158理想气体在标准温度、气压下的克分子体积气体普适常数（R）干空气比气体常数（Rd）水汽比气体常数（Rv ）22.41383×10-3米3·摩-18.31441焦·开-1·摩-1287.04焦·开-1·千克-1461.5焦·开-1·千克-1干绝热温度直减率（γd）对流层平均气温直减率（γ）9.76°C·千米-1 6.5°C·千米-1干空气定压比热（C pd）干空气定容比热（C vd）干空气比热之比率（K= C pd/ C vd）干空气分子平均直径干空气分子平均自由程干空气分子均方根速度干空气热传导率干空气密度（标准状态）干空气密度（0°C，1000百帕）干空气折射率（对钠D线，λ=589微米）1.0061×103焦·开-1·千克-10.7180×103焦·开-1·千克-11.4013.46×10-10米6.98×10-8米4.85×102米·秒-12.34×10-6焦·米-1·秒-1·开-1 1.2928千克·米-31.276千克·米-31.0002919大气折射常数（760毫米，0°C）泊松方程常数（K d=R d/C pd）均质大气高度（标准状态）标准大气压60.3″0.2867.991千米760mm汞柱=1013.25 hPa（百帕、毫巴）水的密度（0°C）水的密度（4°C）纯水平面上的饱和水汽压（0°C）纯冰平面上的饱和水汽压（0°C）0.99987×103千克·米-31.00000×103千克·米-3 6.1078百帕（hPa）6.1064百帕（hPa）绝对零度水的冰点水的三相点温度水的沸点（760毫米汞柱）水的比热（15°C）水的绝对折射率水的介电常数（0°C）水的导热系数水的表面张力（0°C）水的表面张力（20°C）-273.15°C273.15开=0°C273.16开=0.01°C100°C=373.15开4.195×103焦·千克-1·（°C）-1 1.33381.55.870×102焦·米-1·秒-1·开-1 75.64达因·厘米-172.75达因·厘米-1水汽定压比热（20—40°C）（C pv）水汽定容比热（20—40°C）（C pv）水汽潜热随温度变化率水的蒸发（水汽凝结）潜热（0°C）水的冻结（冰的融解）潜热冰的密度冰的比热冰的介电常数（-5°C）冰的升华（汽化）潜热（0°C）1.863×103焦·千克-1·开-11.403×103焦·千克-1·开-12.386×103焦·千克-1·开-1 2.501×106焦·千克-10.334×106焦·千克-10.917×103千克·米-32.114×103焦·千克-1·开-1 2.82.835×106焦·千克-1全球平均地面大气电场强度全球晴天地面大气总电流地球总电荷大气总电阻地面与电导层之间的电位差全球各地平均可同时观测到的雷雨全球平均每年发生的雷雨闪电中击穿电场强度每次闪电放电量平均每次闪电电流≈130伏·米-1≈1800安≈5.7×105库≈200欧≈360000伏≈2200个≈16×106个≈103~104伏·厘米-1≈20~30库≈20000安5微米直径水滴下降末速10微米直径水滴下降末速50微米直径水滴下降末速0.1毫米（100微米）直径水滴下降末速0.5毫米直径水滴下降末速1毫米直径水滴下降末速3毫米直径水滴下降末速5毫米直径水滴下降末速≈0.8×10-4米·秒-1≈0.3×10-2 米·秒-1≈0.08米·秒-1≈0.3米·秒-1≈2.06米·秒-1≈4.03米·秒-1≈8.06米·秒-1≈9.09米·秒-122、新疆划分四季的指标一般把一年12个月划成四等份，用12、1、2三个月为冬，3、4、5三个月为春，6、7、8三个月为夏，9、10、11三个月为秋的方法划分四季。
大气数据处理实验管理系统技术介绍
采用分布式存储和计算技术，支持大规模数据处理和分析；采用智能算法和机器学习技术 ，提高数据处理和分析的准确性和效率；提供开放接口和可扩展性设计，方便用户定制和 扩展系统功能。
02
数据采集与预处理
数据来源及特点
地面观测数据
包括气象站、自动气象站等地面观测设备获 取的实时数据，具有高精度、连续性和多样 性等特点。
交互式图形界面
构建交互式图形界面，允许用户通过拖拽、点击等操作与图形元素进 行交互，提高数据探索和分析的灵活性。
06
系统性能评估与改进方向
性能评估指标体系构建
单位时间内系统处理请求的数量，反 映系统处理能力的指标。
系统在长时间运行和大量请求处理过 程中的性能波动情况，反映系统可靠 性和稳定性。
响应时间
和成熟性。
NoSQL数据库
02
如MongoDB、Redis等，适用于非结构化或半结构化数据的存
储，具有灵活性和可扩展性。
分布式文件系统
03
如HDFS、GFS等，适用于大规模数据的存储，提供高吞吐量和
容错性。
数据安全与备份机制
数据加密
对敏感数据进行加密存储和传输，确保数据在存储和传输过程中 的安全性。
统计特征提取
运用统计学方法，提取大气数据的概率分布、趋势、 周期性等统计特征。
物理特征提取
基于大气物理原理，提取与天气、气候等相关的物理 量特征。
数据融合与同化算法研究
多源数据融合
整合来自不同观测设备、不同时间、不同空间分辨率的大气数据， 提高数据质量和可用性。
数据同化算法
利用数学模型和观测数据，通过同化方法将模型模拟结果与观测 数据相融合，以得到更准确的大气状态估计。
大气数据系统发展史与技术发展趋势分析
大气数据系统发展史与技术发展趋势分析摘要：从大气数据测量的基本原理出发，回顾了大气数据系统的发展历程，分析了大气数据探测技术的发展现状和产品应用情况，从大气数据探测技术、集成智能的大气数据系统产品、虚拟大气数据传感器技术方面进行了展望。
关键词：大气数据系统；传感器；余度；性能大气数据系统属于飞机航空电系统的子系统，飞机在大气中飞行，对其周围的大气数据感知的准确与否直接关系到飞机飞行的安全和效率，直接影响到飞机的操控性能和飞行品质。
所以大气数据系统是飞机飞行的重要保障子系统。
大气数据系统为飞机提供关键的飞行参数。
1.大气数据系统简介1.机械式大气数据系统在飞行器的飞行参数中，有一类重要的参数：飞行器的大气数据，即来流的静压、动压、高度、高度偏差、高度变化率、指示空速、真空速、马赫数、马赫数变化率和大气密度等参数，这些参数是飞行器和发动机自动控制系统、导航系统、火控系统、空中交通管制系统以及用于航行驾驶的仪表显示、警告系统等不可少的信息。
准确的大气数据信息对提高飞行的安全性起着相当大的作用。
测量大气数据的传感器系统一般被称为大气数据传感系统。
早期的大气数据系统由空速管探头和多个独立的机械式仪表组成，包括空速指示器、高度指示器、升降速度表、马赫数指示器等。
基本的空速指示器，是利用其内部的开口膜盒接收来自空速管的动压，膜盒的形变与动压成比例，从而带动指示器上的指针，指示出相应的空速。
高度指示器为真空膜盒式气压计，膜盒内部接近真空，外部接通静压，与空速指示器类似，膜盒的形变与静压压力相关，因此可带动指针指示出气压高度。
机械式升降速度表和马赫数指示器原理与高度指示器、空速指示器类似。
机械式大气数据仪表依靠空气动力直接驱动指示器，结构简单，可靠性好，经过多年的发展，出现了温度误差的机械补偿、气压校正、加速度影响补偿等改进措施，提高了指示精度。
这些气动指示器至今应用较少，主要作为一些小型飞机的基本仪表或备份仪表使用。
大气六参数据实况与标况
大气六参数据实况与标况实况数据是指在特定的时间地点所测得的实时气象数据，实时反映了当时的大气状况。
标况数据是指将实况数据修正到标准条件下得到的数据，以便进行不同时间地点的比较和分析。
标准条件包括温度为摄氏零度（0℃）、气压为1013.25毫巴、相对湿度为60%等。
下面我们将对这六个参数逐一进行介绍。
温度是大气中分子振动引起的热量测量，用摄氏度或华氏度表示。
在实况中，温度会随着季节变化、日夜变化、地形等因素而有所不同。
而在标况下，温度的标准处理是为了消除这些因素的影响，以便进行比较和分析。
比如，标准大气温度是指在海平面上气温为15℃的情况。
湿度是大气中水汽的含量，通常用相对湿度来表示。
实况湿度是指当下空气中所含水汽的百分比，其值通常在0%到100%之间。
标况湿度是将实况湿度修正到标准温度条件下得到的数据。
湿度的标准处理是为了消除温度和压强对湿度测量的影响，以便进行比较和分析。
气压是大气对单位面积上的气体产生的压力，用帕斯卡为单位。
实况气压是指当地空气对地表单位面积产生的压力。
标况气压是将实况气压修正到标准条件下得到的数据。
气压的标准处理是为了消除海拔高度对气压测量的影响，以便进行比较和分析。
比如，标准大气气压是指在海平面上气压为1013.25毫巴的情况。
风速是大气中气体流动的速度，通常用米每秒来表示。
实况风速是指当时空气流动的速度，其大小受到地形、地理位置、季节等因素的影响。
标准大气风速是指在10米高度上的风速，用来减少地表摩擦和阻力带来的影响，以便进行比较和分析。
风向是风的来向，通常用360度表示，北风为0度或360度，东风为90度，南风为180度，西风为270度。
实况风向是指风吹向的方向。
标准大气风向是指在海平面上的风向，以便进行比较和分析。
能见度是指在大气中能够看清目标的最远距离，通常用米为单位。
实况能见度是指当时能够看清目标的最远距离。
标准能见度是将实况能见度修正到标准条件下得到的数据。
能见度的标准处理是为了消除湿度和气压对能见度测量的影响，以便进行比较和分析。
环境影响报告表大气专项监测数据引用范围
环境影响报告表大气专项监测数据引用范围
环境影响报告表中大气专项监测数据的引用范围一般包括以下几个方面：
1. 大气环境质量数据：包括大气中常见的污染物（如PM
2.5、PM10、NOx、SO2等）的浓度数据、颗粒物的粒径分布数据、光化学反应物浓度数据等。
2. 大气污染源数据：包括企业、工厂、交通运输等大气污染源的排放数据、排放浓度数据、排放方式等。
3. 大气气象数据：包括气象条件（如温度、湿度、风速、风向等）对大气污染扩散和传输的影响数据。
4. 大气污染物沉降数据：包括大气污染物通过湿沉降、干沉降等方式从大气中沉降到地表的数据。
5. 大气污染物交换数据：包括大气污染物在大气与其他介质（如水体、土壤等）之间的传输、转化和交换的数据。
以上是一般情况下大气专项监测数据的引用范围，具体引用的数据会根据环境影响报告的需要和相关法律法规的要求而有所不同。
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重力势高度：H= Φ/gn 重力加速度随地理纬度的变化：
g 9.80616 1 0.0026373cos 2 0.0000059 cos 2 2
重力势高度与几何高度的关系
H=rh/(r+h)
2014年7月3日 大气数据 12
标准大气（三）
每一层大气的温度与重力势高度之间的关系：
2014年7月3日
大气数据
24
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
2014年7月3日
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的绝对值。 相对误差
m 标称相对误差：m取测量的指示值
实际相对误差： m取测量的真实值 额定相对误差： m取仪表的满刻度值 最大额定相对误差：额定相对误差的最大值
基本误差、附加误差和工作误差
V12 k P k Pt 1 2 k 1 1 k 1 t 1 Ps sV12 Pt 2
2014年7月3日
(考虑空气压缩性）
（不考虑空气压缩性）
大气数据 35
空气流速小于音速时空速测量的理论基础
k 2 k 1 k 1 V 考虑音速的表达形式： Qc Ps 1 2 1 2 a
电离层：中间层到离地500km，空气稀薄，听不到声音 散逸层：离地500~1600km之间，也称为外层大气
2014年7月3日
大气数据
5
大气紊流
大气紊流（湍流）： 空气紊乱流动的现象，旋涡和不规则的波动，使得大 气中的风向、风速呈随机变化。 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。
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
2014年7月3日
大气数据
18
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
2014年7月3日
大气数据
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）
温标
摄氏温标（t）、华氏温标（F）、热力学温标（T） 9 F t 32 T t 273 .15 5
2014年7月3日 大气数据 14
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）
2014年7月3日
大气数据
15
测试系统的静态动态特性及误差
串联测试系统
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。
2014年7月3日
大气数据
11
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： h dΦ=ghdz= ghdh g h dh
0
大气数据系统
航空电子系 2014-7-3
飞 机 电 子 系 统
自 动 飞 行
飞行管理系统
自动飞行控制系统
通信系统
无 线 电
惯性基准系统 大气数据系统
ADF VOR DME ILS
导航系统
无线电导航 GPS
仪 表
2014年7月3日
发动机工作状态测量 飞行状态测量
大气数据 2
大气数据系统
概论 飞行高度及高度变化率的测量 飞行速度 全静压系统 大气数据计算机系统 大气数据计算机的基本计算方法 大气数据计算机系统输出及显示仪表
2014年7月3日
大气数据
8
气流角 （空速向量与机体轴系的关系）
攻角：空速向量在飞机对称面上的投影与机体轴的夹
角，以速度向量的投影在机体轴之下为正（飞机的上 仰角大于轨迹角为正）； 侧滑角 ：速度向量与飞机对称面的夹角。以速度向量 处于飞机对称面右边时为正。
2014年7月3日
大气数据
9
X Y1 X Y1 Y2 Y1 Y2 Y Y2 Y
用图解法求测试系统的输入输出关系。
2014年7月3日
大气数据
16
用图解法求测量环节的特性曲线
y2=f2(y1) y1
y1=f1(x)
y2=f2(y1) y1
y1=f1(x)
y2
x
y
x
y=f3(y2)
y
y
两个测试系统静态特性曲线
大气数据 17
串联测试系统静态特性曲线
大气数据
4
地球大气层
对流层（变温层）、平流层（同温层）、中间层、电离层（热 层）、散逸层 对流层：
距地球中纬度11km，赤道17km，两极8km 包含了大气质量的3/4
平流层：
对流层顶部到离地约30km，温度几乎不变，包含了大气质量的约1/4
中间层
30km到80~100km为止，大量的臭氧
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(横轴-机翼所在的轴，纵轴-机身轴)
– 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
2014年7月3日
2014年7月3日
大气数据
22
2014年7月3日
大气数据
23
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）
1 h c c 2l 2
通过测量飞机的垂直加速度，再二次积分得飞行高度
2014年7月3日
大气数据
26
机械式气压高度表
2014年7月3日
大气数据
27
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
气压调节旋钮，调节测 量高度基准面的大气 压力，单位：英寸汞 柱、百帕
2014年7月3日
大气数据
28
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Ф与 主动轴转角θ间的函数关系Ф=f(θ),保证该传感器输出 角θ与高度（H）间是线性关系，θ=KθH 。
2014年7月3日
大气数据
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=1/2ρυ2 ρ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
大气数据
31
2014年7月3日
大气数据
32
地速的测量
W(地速）=Vt（真空速）+V（风速）
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
2014年7月3日 大气数据 33
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
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
2014年7月3日 大气数据 19
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。
2014年7月3日
大气数据
20
飞行高度及高度变化率的测量
2014年7月3日
大气数据
21
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。
– 压力敏感元件的温度误差 – 摩擦误差
2014年7月3日
大气数据
25
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