飞行中的各种高度

飞行中的各种高度从飞机相对于地球上的某一个地面来说，可以定义：绝对高度、相对高度和真实高度。绝对高度。飞机到平均海平面的垂直距离。相对高度。飞机到某一机场场面的垂直距离。真实高度。飞机到正下方地面的垂直距离。从飞机上气压式高度表测量时所选择的基准气压面来说，其测量的高度可以定义为：标准气压高度、海压高度和场压高度。标准气压高度（HQNE）。高度表使用标准气压（760mmHg或1013mb或29.92inHg）值时解算并指示的高度，表示飞机到标准气压平面的垂直距离。航线上使用。专称——飞行高度层（Flightlevel）或高度层。修正海压高度（HQNH）。高度表使用某地修正海平面气压值时解算并指示的高度，表示飞机到某个修正海平面气压面的垂直距离。飞机起降时使用。专称——海拔高度（Altitude）或高度。场压高度（HQFE）。高度表使用某机场的场面气压值时解算并指示的高度，表示飞机到该机场的场面气压面的垂直距离。有的机场起降时使用。专称——高（Height）。上述的高度或高都是指气压测量解算的高度值，而不是几何的高度或高。而用于地图上标注的各地点的标高则是几何的高度。如果不考虑气压测量的误差和高度表工作方面的误差，则使用飞机所在地修正海压高度的值应该等于绝对高度值，它和地图上标示的该地的标高可以直接比较高度差。如果不考虑气压测量的误差和高度表工作方面的误差，则使用某机场场压高度的值应该等于飞机与该机场的相对高度值。根据GPS的工作原理，GPS解算的高度是其天线到GPS系统定义的基准椭球面上的距离，GPS系统是用了一个与大地水准面最吻合的椭球体来代表地球的，这个椭球称为基准椭球。因此，当我们无法获取该地基准椭球面的大地水准面高度的情况下，可以认为这两个面非常接近，所以，GPS解算的高度与绝对高度非常接近，如果不考虑气压测量的误差和高度表工作方面的误差，飞行中GPS指示的高度就非常接近于使用飞机所在地修正海压高度的值。飞机起降时使用修正海压或使用场压的区别：当飞机在机场地面上时，如果气压式高度表使用该机场修正海压，其高度表应该指示飞机所在位置的标高。而当气压式高度表使用该机场的场压时，其高度表应该指“0”。航测飞行中，设计的测量航线高度通常是绝对高度，如果能获取测区的实时修正海压，应该用当地实时修正海压高度保持。更方便的是使用GPS的高度为准（目前常用的航摄相机的计算机控制系统就通常使用GPS高度），或者使用临近机场的实时修正海压高度保持。关于实际飞行中经常遇到GPS指示的高度比气压式高度表指示的修正海压高度偏高的现象，主要原因是由于我们使用的气压式高度表的气温误差造成的，这种误差随飞行高度升高而增大。气压式高度表的误差有两个方面，一个是由于高度表制造不够精密，或使用中某些部件磨损变形，使得高度表指示的高度存在一些误差，这种纯机械性的误差，叫仪表误差。仪表误差较小，通常忽略不计。另一个主要的是气温误差。因为，气压式高度表是通过测量飞机所在位置高度上的静压来解算飞机所在点与所选基准气压面间的高度的，而且它是根据海平面标准大气条件下，气压随高度变化的规律设计制造的。但是，实际的大气条件通常与标准条件不一致（比如，760mmHg气压面上的气温不是+15℃，或气温垂直递减率不是0.0065℃/m等），所以高度表指示的高度（即表高）常常不等于实际的气压高（飞机所在点与高度表所选基准气压面间的高度）。这种由于空中实际气温不等于该高度的标准气温而引起的误差，叫气温误差。修正气温误差的基本公式是：表高÷气压高＝标准条件下该高度空中气温的绝对温度值÷空中实际气温的绝对温度值从公式可以看出一，空中实际气温高于标准条件时，高度表会少指；空中实际气温低于标准条件时，高度表会多指。从公式还可以看出二，地面温度相同的条件下，飞行高度越高，表高与气压高的误差值越大。下面通过一些计算可以看清楚气温误差的大小高度表气温误差分析机场标高(m)机场海压(m)机场温度(℃)海压高度(m)空中温度(℃)表指海压高(m)表指误差(m)0101302000-1321151150101315200022000001013252000121930-7001013352000221864-136010001520002200550102615200021995-5100101302000-12.352110110100101314.352000220000100101325200012.651925-75100101335200022.651860-140100101303000-18.853169169100101314.353000-4.53000010010132530006.152886-114100101335300016.152786-214100101301000-5.85105454100101314.3510008.510000100101325100019.15964-36100101335100029.15932-68从表中数据不难看出，为什么在南方飞行时气压式高度表经常少指几十米甚至一百多米，就是气温较高造成的。同时，表中各组第一行的数据也说明：在严寒的冬天，气压式高度表会有多指误，要注意保持足够的安全高度。带有C模式的机载二次雷达应答机，向地面的管制雷达系统返馈的信号中会有飞机当时的气压高度信息和空速信息。它是将感受到的大气压力解码为电信号发给管制雷达系统的，管制雷达系统将其与所需的基准气压（区调用标准气压、终端用修正海压或者场压）进行解算，得到所需的气压高度数值（标准气压高、修正海压高或场压高）后在雷达屏幕上显示出来。这样，无论你飞机上的高度表是否故障（只要大气压力采集器正常即可），也无论你飞行员对高度表使用是否正确，雷达屏幕上都能显示各飞机应该指示的气压高度，而且屏幕上各飞机是使用相同基准面的，也是和高度表一样同样具有气温误差的指示值，是可以直接比较高度差的。总结，正确使用气压式高度表要做到：1、用好高度表的基础，是在每次起飞前要检查气压窗中的气压基准是否正确。方法是：依据机场发布的当时的修正海压时，应该先调整高度表指针指示停机位的标高，看此时气压窗中基准点是否对正修正海压值，如果不对则要调整，松开调整钮的松紧螺帽，向外拨出调整钮后转动，让气压窗中基准点对正修正海压值，再向前推进调整钮并拧紧松紧螺帽。如果是使用场压时，应该在指针指“0”的情况下气压窗中基准对正场压值。2、在航路飞行和机场终端区域飞行中，必须按空中交通管制要求的基准气压面选择高度表的气压基准，并严格按高度表指示的气压高度保持，不能擅自修正高度表的气温误差。因为所有飞机都不修正气温误差时就可以保证相互之间的高度差符合管制要求。3、在航测作业区中，应以GPS高度或者以修正气温误差后的高度表指示的气压高飞行，但此过程中需要回答空中交通管制的高度证实时，也必须按高度表以空中交通管制要求的气压基准时所指示的气压高度来回答。也就是说，与空中交通管制部门的高度协调总是气压高度表的相应指示值（如标准气压高度，某机场修正海压高度，或者某机场场压高）。