DE102013201014A1

DE102013201014A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Höhenbestimmung

Info

Publication number: DE102013201014A1
Application number: DE102013201014A
Authority: DE
Inventors: Heikki Nieminen; Erik Lindman
Original assignee: Suunto Oy
Current assignee: Suunto Oy
Priority date: 2012-02-03
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2013-08-08
Anticipated expiration: 2033-01-24
Also published as: FI20125115L; HK1184849A1; US20130204567A1; GB201301466D0; GB2499112A; GB2499112B; FI124586B; DE102013201014B4; US9297650B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein tragbares elektronisches Gerät und ein Verfahren zur Höhenbestimmung. Das Gerät kann einen Satellitenortungssensor zum Bestimmen der Elevation des Geräts auf der Grundlage von Satellitendaten, einen barometrischen Sensor zum Messen von Atmosphärendruckinformation und/oder einen Beschleunigungssensor zum Messen von Beschleunigungsinformation enthalten, ferner eine Einrichtung zum Bestimmen des Höhenmesswerts auf der Grundlage der satellitenbasierten Elevation und der Atmosphärendruck- und/oder Beschleunigungsinformation. Erfindungsgemäß ist die Einrichtung zum Bestimmen des Höhenmesswerts dazu ausgebildet, einen korrigierten Höhenmesswert mit der Hilfe der Änderungsgeschwindigkeit der Elevation, wie sie zumindest teilweise auf der Grundlage der auf Satellitenbasis und Atmosphärendruck- und/oder Beschleunigungsinformation bestimmt wurde, zu berechnen. Mit Hilfe der Erfindung lässt sich präzise das Höhenprofil einer Übung messen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft das Bestimmen der Höhe, insbesondere unter Verwendung eines tragbaren Geräts, das mindestens zwei für Höhenmessungen geeignete Sensoren aufweist.
Hintergrund der Erfindung
Die Höhe lässt sich allein mit Hilfe des Atmosphärendrucks messen, da der Luftdruck der Atmosphäre sich als Funktion der Höhe ändert. Dies bedeutet, dass Schwankungen im Atmosphärendruck, die nicht durch eine Änderung in der Elevation des Sensors verursacht sind, dennoch eine signifikante Fehlerquelle für die Messung bedeuten. In derartigen Geräten sollte also der Grundwert des Atmosphärendrucks von Hand kalibriert werden, um die absolute Höhe zu definieren. Zusätzlich zu dem Atmosphärendruck haben auch Schwankungen der Temperatur einen deutlich abträglichen Einfluss auf bekannte Messverfahren, die auf Atmosphärendruck beruhen. Als ein Beispiel für einen Nachteil derartiger Verfahren kann Bezug auf eine Situation genommen werden, in der ein rascher Aufstieg stattfindet bei gleichzeitigen Temperaturänderungen, wie es häufig der Fall ist, wenn die Elevation sich ändert. In einem solchen Fall ist möglicherweise ein beträchtlicher Fehler in dem Höhenmesswert enthalten, nachdem der Aufstieg stattgefunden hat, obschon der Messwert möglicherweise vollständig korrekt kalibriert worden war, bevor der Aufstieg begonnen wurde, und in den allgemeinen Wetterbedingungen in dem betroffenen Bereich keine besonderen Änderungen stattgefunden haben. Sollten sich gleichzeitig auch die Wetterbedingungen geändert haben, so wird der Fehler noch größer.
Um Fehlerquellen zu berücksichtigen, wurden zahlreiche Verfahren bei der Höhenbestimmung entwickelt, bei der ein zweiter Sensor zusätzlich zu einem barometrischen Sensor zum Einsatz gelangt. Mit Hilfe eines Beschleunigungssensors beispielsweise ist es möglich, nachzuweisen, ob eine Person ruht oder sich bewegt, und auf der Grundlage dieser Information lässt sich die von dem barometrischen Sensor gelieferte Information filtern. Andererseits offenbart die FI-Druckschrift 119297 ein Verfahren, bei dem Druckinformation gemessen wird und die Druckinformation sowohl als Atmosphärendruckinformation als auch zum Bestimmen der Elevation verwendet wird, wobei mit Hilfe eines magnetischen Sensors auch das magnetische Feld der Erde gemessen wird. Gemäß der Erfindung werden aufeinanderfolgende Messungen mit Hilfe des magnetischen Sensors durchgeführt, und die aufeinanderfolgenden Messergebnisse werden verglichen, um auf der Grundlage des Vergleichs das mobile Gerät entweder auf die Atmosphärendruckmessung oder die Höhenmessung einzustellen, oder es wird die gewünschte Höhe für das mobile Gerät eingestellt.
Die US-Schrift 7324002 offenbart das Ausgeben einer Wetterwarnung basierend auf einer Elevationsbestimmung mit Hilfe eines Armbandgeräts.
Bei mehreren bekannten Verfahren gelangt ein Satellitenortungssensor zum Einsatz. Die US-Schrift 6055477 zeigt die Berechnung eines Offset-Fehlers für ein Höhenmessgerät (beispielsweise basierend auf Atmosphärendruck) mit Hilfe der GPS-Höhenmessung. Der Offset-Fehler des Höhenmessers wird mit Hilfe eines Einzelzustands-Kalman-Filters berechnet.
Beispielsweise offenbart die US-Veröffentlichung 6522298 ein Verfahren zum Kalibrieren eines Höhenmessgeräts mit Hilfe des GPS (Global Positioning System). Bei einer Ausführungsform des Verfahrens werden Druckänderungen gemessen, und es wird rekursiv ein Mittelwert für eine Fehlerabschätzung des Drucks bei der Höhe Null (Referenzhöhe) berechnet. Werden mit Hilfe des Fehlermodells Änderungen nachgewiesen, die sich nicht durch Änderungen in der Höhe erklären lassen, so wird hieraus geschlossen, dass die Änderungen durch die Umgebung verursacht wurden.
Die US-Veröffentlichung 6768449 zeigt ein Verfahren zum Berechnen einer kalibrierten Höhe, welches Gebrauch macht von dem Druck in einer Referenzhöhe. Bei einer Ausführungsform wird ein Fehlermodell des Drucks in einer Referenzhöhe mit Hilfe der Differenz zwischen GPS- und Druckmessungen aktualisiert.
In der US-Veröffentlichung 7142152 wird wiederum ein Kalibrier-Modell des Drucks in einer Referenzhöhe verwendet, wobei nicht nur der statische Offset-Fehler berücksichtigt wird, sondern auch der dynamische Fehler, das heißt die Fehleränderung in der Zeitebene.
Ein gemeinsamer Faktor bei den in den US-Patenten US 6522298 , US 6768449 und US 7142152 beschriebenen Verfahren ist der, dass die barometrische Höhe in jedem Fall berechnet wird. Auf der Grundlage der baromatrischen Höhe und der GPS-Höhe wird der kalibrierte Druck auf Meereshöhe berechnet (Referenzpegel des Drucks). Die endgültige Höhe wird dann basierend auf dem Druck mit Hilfe des kalibrierten Drucks auf Meereshöhe berechnet.
Allgemein lässt sich sagen, dass zahlreiche bekannte Verfahren in starkem Maß auf GPS-kalibrierter, jedoch nichts desto weniger stark atmosphärendruck-basierter Definition beruhen, und in zahlreichen Situationen ihre Möglichkeit des Zulassens von Fehlerquellen, insbesondere bezüglich Temperatur- und Wetteränderungen unzulänglich ist. Deshalb besteht Bedarf an neuen, verbesserten Verfahren.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, zumindest einige der obigen Nachteile zu beseitigen. Eine Absicht der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, mit dessen Hilfe das relative Höhenprofil einer Übung während der Ausführung der Übung eine korrekte Form erhalten kann. Eine zweite Absicht ist die Schaffung eines Verfahrens, das andererseits auch die Bestimmung einer absoluten Höhe ermöglicht. Ein drittes Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer präzisen absoluten Höhe und eines präzisen Höhenprofils ohne Kenntnis der Lufttemperatur oder des Atmosphärendrucks auf einer Referenzhöhe.
Erfindungsgemäß wird ein Fernortungssystem, das Höheninformation liefern kann, beispielsweise ein Satellitenortungssystem sowie eine Messung basierend auf einem Atmosphärendrucksensor (barometrischen Sensor) und/oder einem Beschleunigungssensor, auf neue Weise eingesetzt. Die Grundidee der Erfindung besteht darin, die durch einen Fernortungssensor bereitgestellte Höheninformation mit Hilfe der Änderungsgeschwindigkeit der Atmosphärendruck- und/oder Beschleunigungsinformation zu korrigieren.
Insbesondere werden das Gerät und das Verfahren gemäß der Erfindung durch die unabhängigen Ansprüche gekennzeichnet. Bevorzugte Ausführungsformen sind durch die abhängigen Ansprüche definiert.
Gemäß einem Aspekt umfasst das tragbare elektronische Gerät zur Höhenmessung:

– einen Satellitenortungssensor zum Bestimmen der Elevation des Geräts auf der Grundlage von Satellitendaten, oder eine Einrichtung zum Empfangen von Höhenpositionsinformation von einer separaten Einheit, die einen Satellitenortungssensor umfasst,
– einen barometrischen Sensor zum Messen von Atmosphärendruckinformation, oder eine Einrichtung zum Empfangen von Atmosphärendruckinformation von einer einen barometrischen Sensor enthaltenden separaten Einheit,
– einer Einrichtung zum Bestimmen eines korrigierten Höhenwerts, zumindest teilweise mit Hilfe einer Elevation, die auf einer Satellitenbasis und aufgrund der Änderungsgeschwindigkeit der Elevation bestimmt wird, welche mit Hilfe der Änderungsgeschwindigkeit der Atmosphärendruck- oder Beschleunigungsinformation berechnet wird.

Anstelle der oder zusätzlich zu der Änderungsgeschwindigkeit der Höhe, die von dem barometrischen Sensor geliefert wird, ist es möglich, Beschleunigungsinformation zu verwenden, die von dem Beschleunigungssensor geliefert wird, um Änderungen in der Höhe über eine kürzere Zeitskala nachzuweisen. Damit kann das Gerät einen Beschleunigungssensor zur Beschleunigungsmessung enthalten, oder eine Einrichtung zum Empfangen von Beschleunigungsinformation von einer separaten Einheit, die einen Beschleunigungssensor enthält, und die Einrichtung zum Bestimmen eines korrigierten Höhenmesswerts kann ausgebildet sein zum Bestimmen des Höhenmesswerts zumindest teilweise mit der Hilfe der Änderungsgeschwindigkeit im Atmosphärendruck, zusätzlich zu oder anstelle der auf Beschleunigung basierenden Vertikalgeschwindigkeit.
Der Begriff „Änderungsgeschwindigkeit der Elevation” lässt sich knapper durch das Konzept „Vertikalgeschwindigkeit” umreißen. Die Vertikalgeschwindigkeit lässt sich berechnen anhand entweder der Änderungsgeschwindigkeit der Atmosphärendruck- oder der Beschleunigungsinformation oder einer Kombination von diesen. Der Begriff „Änderungsgeschwindigkeit des Atmosphärendrucks” deckt auch davon abgeleitete Größen ab, so zum Beispiel die Vertikalgeschwindigkeit, die man erhält, wenn die Atmosphärendruckinformation in Höheninformation umgewandelt wird mit Hilfe eines passenden Modells.
Der Begriff „Satellitenortung” umfasst sowohl die Ortung basierend auf Stellungsinformation, die von Satelliten im Orbit oberhalb der Erde gesendet wird, also auch die Ortung basierend auf Information, die durch Ortungs-Basisstationen auf der Erdoberfläche gesendet wird.
Durch die Erfindung lassen sich beträchtliche Vorteile erzielen. Die satellitenbasierte Höhenbestimmung enthält eine beträchtliche Menge Rauschen, allerdings entspricht ihr mittlerer Wert der Realität sehr gut. Andererseits werden bei Zuhilfenahme der Druckmessung Höhenänderungen exakt und schnell erfasst. Seinerseits ermöglicht die Verwendung eines Beschleunigungssensors eine präzise Messung wirklich rascher Höhenänderungen. Das Kombinieren dieser Größen gemäß der Erfindung liefert eine Messung, die sowohl genau ist als auch rasch auf Höhenänderungen reagiert.
Insbesondere kann von der satellitenbasierten Höhe mit guter Genauigkeit angenommen werden, dass diese nur einen normal verteilten Fehler enthält. Allerdings ist dieser zufällige Fehler in der Höhe über ein kurzes Zeitintervall (von Sekunden bis zu einigen zehn Minuten) beträchtlich größer als der Fehler im Drucksensor. Deshalb enthält satellitenbasierte Vertikalgeschwindigkeit einen beträchtlichen Fehleranteil. Der zufällige Fehler, das heißt Rauschen eines Drucksensors ist sehr gering innerhalb eines kurzen Zeitintervalls. Allerdings gibt es beträchtliche sich langsam ändernde Fehlerquellen in der mit Hilfe eines Drucksensors berechneten Höhe, wenn der Sensor nicht kalibriert wurde. Diese sich langsam ändernden Fehler sind zurückzuführen auf die Differenzen zwischen dem atmosphärischen Druck auf Meereshöhe, der in dem Modell enthalten ist, und dem realen atmosphärischen Druck auf Meereshöhe, außerdem Differenzen zwischen der Lufttemperatur in dem Modell und der realen Lufttemperatur. Aufgrund dieser Fehler kann der durch einen Drucksensor gelieferte Höhenwert als solcher nicht bei einer Höhen-Fusionsberechnung verwendet werden. Weil aber der kurzzeitige zufällige Fehler eines Drucksensors sehr gering ist, ist die relative Höhenänderung, das heißt die durch einen Drucksensor gelieferte Vertikalgeschwindigkeit, sehr genau. Allerdings ist der dynamische Ansprechbereich eines Drucksensors auf einige Hertz beschränkt. Ein Beschleunigungssensor kann dazu dienen, Höhenänderungen noch rascher zu messen. Nachdem das Verhalten und die Verteilung von Fehlern insbesondere für die Frequenzebene studiert wurden, ist mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ein Gerät sowie ein Verfahren erhalten worden, bei dem Satelliten-, Druck- und optional auch Beschleunigungsmessungen in neuer und vorteilhafter Weise ausgenutzt werden.
Mit Hilfe der Erfindung wird ein Höhenmessgerät erhalten, welches auch bezüglich Wetteränderungen gut korrigiert ist. Satellitenbasierte Bestimmungen hängen nicht von Wetteränderungen ab, wohingegen eine auf der Basis von Druck erfolgte Korrektur über eine kurze Zeitspanne erstreckt ist, während der Wetteränderungen extrem gering sind. Damit ist das vorliegende Verfahren relativ immun gegenüber beispielsweise Temperaturänderungen und Änderungen im Atmosphärendruck, die auf der anderen Seite direkt in den Resultaten zahlreicher Höhenbestimmungsverfahren in Erscheinung treten.
Ein signifikanter Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Höhenprofil einer kontinuierlichen sportlichen Übung weitestgehend korrekt gestaltet wird, da es nicht durch Profilfehler „verdorben” wird. Bekannte Verfahren, in denen der Grundwert („Meereshöhendruck”) einer druckbasierten Höhenbestimmung kontinuierlich mit Hilfe der Satellitenortung kalibriert wird, können sogar zu beträchtlichen Profilfehlern führen, beispielsweise aufgrund von Wetteränderungen, die bei den fraglichen Verfahren nur schwierig oder überhaupt nicht berücksichtigt werden können. Bei dem vorliegenden Verfahren gibt es keine Rückkopplung von der Satelliten-Höhe auf die Höhenbestimmung, die auf der Grundlage von Druck erfolgt, was die Entstehung von Profilfehlern beträchtlich reduziert. Erfindungsgemäß werden Atmosphärendruck und/oder die Änderungsgeschwindigkeit des Atmosphärendrucks und somit auch der Höhenmesswert oder die darauf basierende Vertikalgeschwindigkeit vollständig unabhängig von der Satellitenortung bestimmt.
Mit Hilfe der Erfindung lässt sich nicht nur die Messgenauigkeit steigern, sondern auch der dynamische Messbereich, verglichen mit einer Höhenmessung, die mit Hilfe nur eines einzigen Verfahrens durchgeführt wird.
Ein Vorteil der Erfindung ist, dass die Leistungsaufnahme des Geräts oder des Messsystems niedrig gehalten werden kann, weil beide Sensoren – insbesondere der Satellitenortungssensor – nicht die gesamte Zeit eingeschaltet sein müssen.
Im folgenden werden einige Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung in größerer Einzelheit unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine System-Gesamtheit gemäß einer Ausführungsform zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
2 zeigt eine System-Gesamtheit gemäß einer zweiten Ausführungsform zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
3 zeigt eine System-Gesamtheit nach einer noch weiteren Ausführungsform zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
4 zeigt ein Verfahren nach einer Ausführungsform zum Kombinieren, das heißt Verschmelzen (fusing) der Information von zwei oder mehr Sensoren.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung lässt sich als einzelne Geräteeinheit implementieren, oder aber als System aus mehreren separaten Geräteeinheiten. Oben sowie auch im folgenden bezieht sich der Begriff „Gerät” auf eine Geräteeinheit mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines korrigierten Höhenmesswerts, wenn nichts anderes gesagt ist.
Typischerweise enthält diese Einrichtung einen Mikroprozessor oder einen Mikrocontroller sowie geeignete (eingebettete) Software, oder irgendeine andere passende Berechnungseinheit.
Das Gerät ist vorzugsweise ein Armbandgerät („wristop computer”), und die anderen möglichen Geräteeinheiten sind entfernte Geräte, die mit jenen drahtlos verbunden sind. Die entfernt angeordneten Geräte können einheitlich ohne Display sein (so zum Beispiel eine separate Satellitenortungseinheit (ein „GPS Pod”), oder Einheiten mit Display (wie zum Beispiel ein Mobiltelefon mit darin enthaltener GPS-Einheit). Andererseits kann das Gerät selbst ein Gerät ohne Display sein, in welchem Fall das Gerät eine Einrichtung zum Senden des Ergebnisses der Höhenberechnung zu einem anderen Gerät zwecks Anzeige und/oder Speicherung aufweist.
Das Gerät selbst kann außerdem beispielsweise ein Mobiltelefon oder ein Satellitennavigator sein. Das Gerät kann eine Einrichtung zum Senden von Messdaten und/oder Höhe, Ort oder anderen Daten enthalten, die auf der Grundlage eines entfernten Servers berechnet werden, entweder direkt oder über beispielsweise ein Mobiltelefon in der Nähe des Geräts, mit dem das Gerät drahtlos verbunden ist. Der Server kann kontinuierlich oder von Zeit zu Zeit aktualisiert werden. Der Benutzer des Geräts selbst oder andere Benutzer des Dienstes können von dem Server die Messdaten und/oder die Höhe, den Ort oder andere Daten betrachten, die auf deren Grundlage berechnet wurden, entweder in Echtzeit oder später, und zwar mittels eines beliebigen Kommunikationsgeräts, das einen geeigneten Browser oder Anwendung aufweist. Auch kann auf dem Server eine weitergehende Analyse oder eine Verfeinerung der Daten stattfinden.
1 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel, bei dem das Gerät eine Berechnungseinheit 10, einen Drucksensor 11 zum Messen des Atmosphärendrucks, einen Beschleunigungssensor 18, einen GPS-Empfänger 13 zum Bestimmen der Satellitenortung oder zumindest einer satellitenbasierten Elevations-Information enthält. Darüber hinaus enthält das Gerät ein Display 12 und eine Schnittstelleneinrichtung 15 für die Bedienung der Funktionalität des Geräts. In dem Gerät befindet sich vorzugsweise auch eine drahtlose oder verdrahtete Verbindungseinheit 14, über die das Gerät an ein externes Gerät 17 angeschlossen werden kann, zum Beispiel einen Computer oder ein Smartphone. Messdaten lassen sich über die Verbindungseinheit 14 an das externe Gerät 17 übertragen, oder es können andererseits Daten von ihm in Richtung des vorliegenden Geräts übermittelt werden.
2 zeigt ein System, welches im übrigen dem nach 1 entspricht, wobei allerdings in dieser Lösung der GPS-Empfänger 23 in einer separaten Einheit 26 untergebracht ist, an die außerdem eine drahtlose Kommunikationseinheit 28 gekoppelt ist, vorzugsweise eine im Hochfrequenzbereich arbeitende Einheit, die ausgelegt ist für die Verbindung mit der Geräte-Verbindungseinheit 24. Die separate Einheit ist vorzugsweise eine Einheit ohne Display.
3 zeigt andererseits eine Lösung unter Verwendung eines GPS-Empfängers 33, der in einem externen Computer, einem Mobiltelefon oder in einer anderen Einheit 36 mit Anzeige enthalten ist. Auch hier enthält die Einheit 36 eine Drahtlos-Kommunikationseinheit 39, die eine Datentransferverbindung mit der Verbindungseinheit 34 darstellt. Falls notwendig, können GPS-Daten in dem in der Einheit 36 enthaltenen Prozessor 37 vorverarbeitet werden.
Wie oben kurz beschrieben wurde, wird in der Berechnungseinheit 10 ein korrigierter Höhenmesswert berechnet, zumindest teilweise auf der Grundlage der satellitenbasierten Elevations-Bestimmung, der Änderungsgeschwindigkeit des Atmosphärendrucks und der Vertikalgeschwindigkeit, wie sie mit Hilfe des Beschleunigungssensors berechnet wurde. Satellitenbasierte Höhenpositionsdaten, ebenso wie Atmosphärendruckdaten oder Daten bezüglich der Änderungsgeschwindigkeit des Atmosphärendrucks und auch Beschleunigungsdaten werden zu diesem Zweck zumindest vorübergehend in einer Speichereinheit innerhalb des Geräts gespeichert. Der korrigierte Höhenmesswert wird vorzugsweise auch in dem Speicher abgelegt, um eine Höhen-Verlaufsgeschichte zu führen.
Der Beschleunigungssensor und die Nutzung der Beschleunigung als Bestandteil der Höhen-Mischberechnung (Fusionsberechnung) gemäß der Erfindung ist nicht essentiell, sondern bildet einen optionalen Bestandteil der Erfindung, mit dessen Hilfe Änderungen des Bewegungszustands und/oder der Höhe auch über nur eine sehr kurze Zeitspanne ausgewertet werden können. Ein Beschleunigungssensor ist nützlich beim Nachweisen von Änderungen in der Elevation, die insbesondere in einem Zeitbereich von 0–2 s stattfinden, ein Drucksensor arbeitet für eine Zeitskala von 1 s–60 min, und ein Satellitenortungssensor ist maßgeblich für eine Zeitskala von 1–∞ min. Mit Hilfe der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung lässt sich allerdings die Information der Sensoren in der Weise kombinieren, dass der dynamische Bereich der korrigierten Höhe in der Praxis die gesamte Zeitskala abdeckt.
Die auf Satellitenbasis ermittelte Elevation wird vorzugsweise statistisch auf der Grundlage mehrerer satellitenbasierter Höhenmessungen errechnet, beispielsweise in Form eines Mittelwerts, um den größtmöglichen Anfangswert für die Höhe zu ermitteln. Der Satellitenortungssensor kann zu diesem Zweck für die benötigte Zeit eingeschaltet werden, die beispielsweise 10 s–5 min beträgt. Dementsprechend kann die passende Zeitspanne der Satellitenortung beispielsweise 10 s–2 h, typischerweise 1 min–1 h betragen. Die notwendigen Zeiten können auch dynamisch bestimmt werden auf der Grundlage der Zuverlässigkeit der Ortung. Alternativ kann die Änderung in einen passiven Zustand ansprechend auf einen benutzerseitigen Befehl erfolgen.
Indem der Satellitenortungssensor weitestgehend in einem passiven Zustand gehalten wird, ergibt sich der Vorteil, dass hierdurch beträchtliche Energiemenge eingespart wird.
Beispielsweise lässt sich die Zuverlässigkeit der GPS-Ortung direkt anhand von Parametern gemäß der GPS-Standard-Darstellungsgenauigkeit abschätzen, beispielsweise der Horizontal Dilution of Precision (HDOP).
Wenn der Satellitenortungssensor eingeschaltet wird, lässt sich die dem Endverbraucher darzustellende oder gespeicherte Elevation entweder aufgrund der reinen Satellitenortungsinformation bestimmen, oder anhand der reinen Information über den Atmosphärendruck, der reinen Beschleunigungsinformation oder aber auf der Grundlage von Kombinationen dieser Informationsquellen, abhängig von verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung. Weiter unten werden verschiedene Situationen in größerer Einzelheit erläutert.
Der korrigierte Höhenmesswert lässt sich beispielsweise folgendermaßen bestimmen:

– ein Korrekturterm für den Höhenmesswert wird anhand der Änderungsgeschwindigkeit des Atmosphärendrucks und eines Zeitfaktors errechnet, und
– der Korrekturterm wird der Elevation aufaddiert, die auf Satellitenbasis ermittelt wird, um einen korrigierten Höhenmesswert zu erhalten.

Der Korrekturterm für den Höhenmesswert lässt sich beispielsweise dadurch errechnen, dass eine Abschätzung für die Vertikalgeschwindigkeit auf der Grundlage der Änderungsgeschwindigkeit des Atmosphärendrucks bestimmt wird, das heißt für die reale Änderungsgeschwindigkeit der Höhe. Im Anschluss daran wird der Korrekturterm für den Höhenmesswert in einfacher Weise dadurch erhalten, dass die Vertikalgeschwindigkeit multipliziert wird mit der Zeit, die für die Höhenänderung aufgewendet wird.
Mathematisch ausgedrückt, lässt sich die Einrichtung zum Bestimmen des Höhenmesswerts derart ausgestalten, dass im wesentlichen von der Gleichung H_t+1 = H_t + V_tΔt
Gebrauch gemacht wird, in der H_t+1 der neu korrigierte Höhenmesswert ist, H_t der vorhergehende korrigierte Höhenmesswert oder der direkt auf Satellitenbasis ermittelte Höhenmesswert ist, V_t die aufgrund des Atmosphärendrucks bestimmte Vertikalgeschwindigkeit ist und Δt der Zeitfaktor zwischen den Zeitpunkten t und t + 1 ist.
Wenn ein Beschleunigungssensor eingesetzt wird, kann der Vertikalgeschwindigkeitsfaktor V_t,accΔt, der auf der Grundlage der Daten von dem Beschleunigungssensor berechnet wird, in dem korrigierten Höhenmesswert zusätzlich berücksichtigt werden, in der gleichen Weise wie der Vertikalgeschwindigkeitsfaktor, der auf der Druckmessung beruht.
Der Zeitfaktor, über den die Änderung in der Höhe zu beliebiger Zeit auf der Basis der Vertikalgeschwindigkeit errechnet wird, kann beispielsweise 1 s oder mehr betragen, bevorzugt sind allerdings höchstens 600 s und typischerweise höchstens 120 s, um eine ausreichende Ansprechzeit und Genauigkeit für die Messung zu erzielen. Der Zeitfaktor lässt sich während des Vorgangs dynamisch ändern. Die Präzision für die Bestimmung lässt sich dadurch erhöhen, dass man die Messfrequenz steigert, während der Leistungsverbrauch durch Verringerung der Messfrequenz reduziert werden kann.
Jedes Mal, wenn ein neuer korrigierter Höhenmesswert berechnet wurde, kann dieser auf dem Gerätedisplay angezeigt und/oder gespeichert werden.
Die Zuverlässigkeit der Messung und/oder des korrigierten Höhenmesswerts lassen sich mathematisch mit geeigneten Mitteln abschätzen. Dies kann dadurch geschehen, dass man separat die Daten und/oder den Systemfehler in Bezug auf getrennte Messungen abschätzt. Hierzu gibt es bekannte Verfahren. Wenn die Einrichtung zum Bestimmen des Höhenmesswerts derart ausgebildet ist, dass von einem iterativen oder rekursiven Algorithmus Gebrauch gemacht wird, der so ausgestaltet ist, dass der Höhenmesswert auf der Grundlage von Messdaten präziser gemacht wird, lässt sich die Zuverlässigkeit des Endergebnisses aufgrund der Stabilisierungszeit des Algorithmus bewerten.
Die Zuverlässigkeit der satellitenbasierten Elevation wird vorzugsweise mindestens dann bestimmt, wenn der Satellitenortungssensor aus dem aktiven in den passiven Zustand wechselt, so dass man weiß, ob die fragliche Elevation als Grundlage für die Berechnung verwendet werden kann, oder ob möglicherweise die direkt auf der Grundlage des Atmosphärendrucks ermittelte Höhe zuverlässiger sein könnte. In letzterem Fall ist es möglich, in einen Zustand überzugehen, in welchem die direkt auf Atmosphärendruck basierende Höhe, die sich durch bekannte Verfahren ermitteln lässt, für den Benutzer angezeigt wird.
Nach einer Ausführungsform ist, wenn sich der Satellitenortungssensor in einem passiven Zustand befindet, die Einrichtung zum Bestimmen des Höhenmesswerts so ausgebildet, dass der letzte satellitenbasierte Höhenmesswert verwendet wird, der bestimmt wurde, als der Satellitenortungssensor sich in einem aktiven Zustand befunden hat, oder ein im Anschluss daran korrigierter Höhenmesswert verwendet wird.
In dem Gerät kann es mindestens zwei unterschiedliche Betriebszustände oder alternative Berechnungsmodelle geben, nach denen der End-Höhenmesswert auf unterschiedlichem Weg ermittelt wird. In einem Betriebszustand oder Berechnungsmodell beispielsweise lässt sich der Höhenmesswert als korrigierter Höhenmesswert gemäß der Erfindung ermitteln, während in einem zweiten Zustand oder Modell der Höhenmesswert als direkte satellitenbasierte Messung oder direkt auf der Grundlage des Atmosphärendrucks bestimmt wird. Der Betriebszustand oder das Berechnungsmodell kann geändert werden, beispielsweise durch eine Aktion seitens des Benutzers, oder laufend auf der Grundlage von Anfangsmessungen oder der Zuverlässigkeits-Abschätzung des End-Höhenmesswerts.
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Modells, mit dem eine Höhen-Fusionsberechnung 40 gemäß einer Ausführungsform auf der linken Seite dargestellt ist. Die Berechnung umfasst die Abschätzung 41 der Zuverlässigkeit einer satellitenbasierten Höhenmessung und einer Atmosphärendruckmessung, eine Berechnung 42 einer satellitenbasierten Höhenabschätzung, eine Berechnung 43 der atmosphärendruck-basierten Vertikalgeschwindigkeit, und eine Kombination 44 aus diesen Berechnungen. Auf der rechten Seite befindet sich andererseits die direkte Ermittlung 45 der atmosphärendruck-basierten Höhe. In der Stufe 46 erfolgt eine Auswahl dahingehend, welche Prozedur zu verwenden ist, bevor die endgültige Höhe 47 dem Benutzer mitgeteilt wird.
Nach einer Ausführungsform sind nur dann, wenn die Zuverlässigkeit der satellitenbasierten Elevation vorab definierten Kriterien entspricht, die Mittel zum Bestimmen des Höhenmesswerts dazu ausgebildet, von dem fraglichen Höhenmesswert Gebrauch zu machen, oder von einem korrigierten Höhenmesswert, der auf dessen Grundlage errechnet wurde, wenn ein neuer, korrigierter Höhenmesswert ermittelt wird. In einem schwachen GPS-Feld beispielsweise ist es bevorzugt, den Höhenmesswert mit Hilfe eines anderen Verfahrens zu bestimmen.
Nach einer Ausführungsform wird die Höhe nach einem Verfahren in der ersten Stufe nur anhand von Daten des Drucksensors berechnet. Gleichzeitig jedoch wird eine Berechnung einer Abschätzung der Höhe als Fusion aus Satelliten- und Atmosphärendruckdaten erfindungsgemäß gestartet. Nachdem die Abschätzung der Höhen-Fusionsberechnung ausreichend genau ist, wechselt das Verfahren zu der Nutzung des Werts, der durch die Höhen-Fusionsberechnung ermittelt wird. Die Bedingung dafür, dass das Verfahren auf die Benutzung der Höhen-Fusionsberechnung geändert wird, kann die mittlere Stabilisationszeit der Fusionsberechnung sein, oder eine andere Variable, die beispielsweise anhand von Parametern berechnet wird, welche die durch das GPS gegebene Präzision beschreiben, so zum Beispiel die Horizontal Dilution of Precision (HDOP).
Gemäß einer Ausführungsform enthält das Gerät Mittel zum Speichern der früheren Atmosphärendruckdaten oder Höhendaten, die daraus errechnet wurden, außerdem Mittel zum Abschätzen der Zuverlässigkeit der Messungen und/oder des korrigierten Höhenmesswerts. Wenn der ausgewählte Zuverlässigkeitsfaktor oder wenn die ausgewählten Zuverlässigkeitsfaktoren den vorab definierten Kriterien entsprechen, ist das Gerät derart ausgestaltet, dass die zuvor mit Hilfe von lediglich dem Atmosphärendruck gemessenen Höhenwerte unter Verwendung einer geeigneten Konstanten korrigiert werden. Das Profil des Höhen-Graphen der gesamten Übung wird anschließend möglichst genau beibehalten, unabhängig davon, ob dessen verschiedene Abschnitte mit Hilfe unterschiedlicher Verfahren ermittelt wurden. In anderen Worten, wenn sich die Art und Weise der Bestimmung ändert, erscheinen keine sichtbaren Änderungen in dem Höhenprofil als Ergebnis der Änderungen, statt dessen entspricht die Form des Profils, die in dem Gerät gespeichert ist, dem realen Höhenprofil, definiert durch die Landschaftsform und die Route.
Eine exakte Höheninformation ist besonders wichtig bei der Navigation im Gebirge.
Die Erfindung lässt sich kombinieren mit Navigationsanwendungen, beispielsweise derart, dass das Gerät umfasst:

– eine Einrichtung zum Berechnen der Richtung und/oder Distanz zu einem definierten Navigationspunkt mit Hilfe des Satellitenortungssensors und/oder eines Kompasses,
– eine Einrichtung zum Anzeigen der Richtung und/oder Entfernung auf einem Display, außerdem des Höhenmesswerts, wobei vorzugsweise der korrigierte Höhenmesswert und/oder ein Höhenmesswert dargestellt wird, welcher direkt auf Satelliten- oder Atmosphärendruckbasis ermittelt wurde, oder die Differenz in der Höhe in Bezug auf den Navigationspunkt.

Die Navigation kann natürlich von demselben Satellitenempfänger Gebrauch machen, von dem auch die Höhenbestimmung Gebrauch macht. Ein Schwächepunkt bei Navigationsanwendungen war üblicherweise die Genauigkeit der Zuverlässigkeit bei der Höhenbestimmung, welche sich mit Hilfe der erfindungsgemäßen Fusions-Technik verbessern lässt.
Wenn das Gerät einen Beschleunigungssensor zum Messen von Beschleunigungsdaten basierend auf der Beschleunigung des Geräts aufweist, lässt sich das Gerät derart ausgestalten, dass die Beschleunigungsdaten in außergewöhnlichen Umständen genutzt werden. Beispielsweise kann ein außergewöhnlicher Bewegungszustand nachgewiesen werden, zum Beispiel während eines Fallschirmsprungs, wenn aufgrund der dynamischen Ansprechzeit der barometrische Sensor nicht rasch genug reagiert, wobei ein präziser Wert für die Vertikalgeschwindigkeit mit Hilfe eines Beschleunigungssensors mit rascher dynamischer Ansprechzeit berechnet werden kann. In einem derartigen Fall kann beispielsweise eine geeignete Logik innerhalb des Geräts programmiert werden, wodurch die durch den Drucksensor gemessene Vertikalgeschwindigkeit vollständig ersetzt wird durch eine beschleunigungssensor-basierte Vertikalgeschwindigkeit, oder ergänzt wird durch eine beschleunigungssensor-basierte Vertikalgeschwindigkeit im Rahmen der oben detailliert beschriebenen Berechnung.
Der korrigierte Höhenwert, der erfindungsgemäß ermittelt wird, lässt sich in beliebiger anderer Anwendung nutzen. Ein Beispiel ist die Ausgabe einer Wetterwarnung, wie dies in dem US-Patent 7324002 offenbart ist, in welchem Fall die fusionsberechnete Höhe gemäß der Erfindung als reale Höhe für eine Wetterwarnung benutzt werden kann, wobei die Notwendigkeit für eine Wetterwarnung immer berechnet werden kann, nicht nur beim Einschalten der Satellitenortung, sondern auch intermittierend. Bei einem derartigen Verfahren erfolgt eine Wetterwarnung, wenn nachgewiesen wird, dass sich der Atmosphärendruck stark ändert, eine solche Änderung sich jedoch nicht durch eine Änderung der realen Höhe erklären lässt.
Mathematisches Modell
Nachdem wir das Verhalten der Fehler der Messungen kennen, können wir einen optimalen Weg aufzeigen, um sie zu kombinieren. Wir erzeugen ein statistisches lineares Modell der Darstellung des Systems wie folgt: X_k+1 = AX_k + w_k in der X die Zustände des linearen Modells sind, w für die Zufallsfehler der Zustände steht und die Matrix A das Verhalten der Zustände in der Zeitebene wie folgt bedeutet:
Der Zustandsvektor X wird gebildet durch die Höhe (h) und die Vertikalgeschwindigkeit (v)
Darüber hinaus können wir die Messungen folgendermaßen in einem Zustandsvektor kombinieren: Y_k = HX_k + z_k, in der die Matrix H
die Messungen
in dem Zustandsvektor X kombiniert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

FI 119297 [0003]
US 7324002 [0004, 0061]
US 6055477 [0005]
US 6522298 [0006, 0009]
US 6768449 [0007, 0009]
US 7142152 [0008, 0009]

Claims

Tragbares elektronisches Gerät zur Höhenbestimmung, umfassend: – einen Satellitenortungssensor zum Bestimmen der Elevation des Geräts auf der Grundlage von Satellitendaten, oder eine Einrichtung zum Empfangen von Höhen-Ortsinformation von einer separaten Einheit, die einen Satellitenortungssensor enthält, – einen barometrischen Sensor zum Messen von Atmosphärendruckinformation, oder eine Einrichtung zum Empfangen von Atmosphärendruckinformation von einer separaten Einheit, die einen barometrischen Sensor enthält, und/oder einen Beschleunigungssensor zum Messen von Beschleunigungsinformation, oder eine Einrichtung zum Empfangen von Beschleunigungsinformation von einer separaten Einheit, die einen Beschleunigungssensor umfasst, – eine Einrichtung zum Bestimmen eines Höhenmesswerts auf der Grundlage einer satellitenbasierten Elevation und von Atmosphärendruck- und/oder Beschleunigungsinformation, dadurch gekennzeichnet, dass – die Einrichtung zum Bestimmen des Höhenmesswerts dazu ausgebildet ist, einen korrigierten Höhenmesswert zu berechnen mit der Hilfe der Änderungsgeschwindigkeit der Elevation, die zumindest teilweise auf der Grundlage einer auf Satellitenbasis bestimmten Elevation bestimmt wird, und von Atmosphärendruck- und/oder Beschleunigungsinformation.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es dazu ausgebildet ist, eine auf Satellitenbasis bestimmte Elevation statistisch zu bestimmen auf der Grundlage von mehreren satellitenbasierten Höhenmessungen.
Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Bestimmen des Höhenmesswerts dazu ausgebildet ist, Atmosphärendruck-Information dazu zu benutzen, um die Änderungsgeschwindigkeit der Elevation zu bestimmen.
Gerät nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Bestimmen eines Höhenmesswerts dazu ausgebildet ist, Beschleunigungsinformation dazu zu verwenden, um die Änderungsgeschwindigkeit der Elevation zu bestimmen.
Gerät nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Bestimmen eines Höhenmesswerts dazu ausgebildet ist, – auf der Grundlage der Änderungsgeschwindigkeit des Atmosphärendrucks und/oder von Beschleunigungsinformation eine Abschätzung für die Änderungsgeschwindigkeit der Elevation zu berechnen, – einen Korrekturterm für den Höhenmesswert anhand der Änderungsgeschwindigkeit der Elevation und eines Zeitfaktors zu berechnen, und – den Korrekturterm auf die auf Satellitenbasis bestimmte Elevation zu addieren, um einen korrigierten Höhenmesswert zu gewinnen.
Gerät nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Bestimmen eines Höhenmesswerts dazu ausgebildet ist, im wesentlichen die Gleichung H_t+1 = H_t + V_tΔt zu verwenden, in der H_t+1 ein neuer, korrigierter Höhenmesswert ist, H_t ein zuvor korrigierter Höhenmesswert oder ein direkt auf Satellitenbasis bestimmter Höhenmesswert ist, V_t die Änderungsgeschwindigkeit der Elevation ist und Δt ein Zeitfaktor zwischen den Zeitpunkten t und t + 1 ist.
Gerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitfaktor ein Zeitraum von höchstens 600 s, vorzugsweise höchstens 120 s ist.
Gerät nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – der Satellitenortungssensor dazu ausgebildet ist, seinen Zustand in Intervallen zwischen einem aktiven Zustand und einem passiven Zustand zu ändern, und – dann, wenn der Satellitenortungssensor sich in einem passiven Zustand befindet, die Einrichtung zum Bestimmen des Höhenmesswerts dazu ausgebildet wird, den jüngsten satellitenbasierten Höhenmesswert, der ermittelt wurde, als der Satellitenortungssensor sich in einem aktiven Zustand befand, oder einen danach ermittelten, korrigierten Höhenmesswerts zu verwenden.
Gerät nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es dazu ausgebildet ist, sich in mindestens zwei verschiedenen Betriebszuständen zu befinden, in welchem Fall – in dem einen Betriebszustand der Höhenmesswert bestimmt wird als ein Höhenmesswert, der gemäß einem der obigen Ansprüche korrigiert wurde, und – in mindestens einem weiteren Betriebszustand der Höhenmesswert direkt auf der Grundlage einer satellitenbasierten Messung oder direkt anhand des Atmosphärendrucks bestimmt wird.
Gerät nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – es dazu ausgebildet ist, die Zuverlässigkeit eines Höhenmesswerts zu bestimmen, der auf Satellitenbasis ermittelt wurde, und – nur dann, wenn die Zuverlässigkeit vorbestimmten Kriterien entspricht, die Einrichtung zum Bestimmen eines Höhenmesswerts dazu ausgebildet ist, den fraglichen Höhenmesswert zu verwenden, oder einen daraus berechneten, korrigierten Höhenmesswert, wenn ein neuer, korrigierter Höhenmesswert bestimmt wird.
Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das Gerät eine Einrichtung zum Speichern früherer Atmosphärendruckdaten oder daraus berechneter Höhendaten aufweist, – das Gerät eine Einrichtung zum Abschätzen der Zuverlässigkeit von Messungen aufweist, – falls die Zuverlässigkeit vorab definierten Kriterien entspricht, das Gerät dazu ausgebildet wird, frühere, lediglich mit Hilfe des Atmosphärendrucks gemessener Höhenwerte derart zu ändern, dass das Höhenprofil möglichst korrekt bleibt.
Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass, falls die Zuverlässigkeit eines auf Satellitenbasis bestimmten Höhenmesswerts vorab definierten Kriterien nicht entspricht, die Einrichtung zum Bestimmen des Höhenmesswerts dazu ausgebildet ist, einen zuvor als zuverlässig eingeschätzten Höhenmesswert oder einen auf dessen Basis berechneten, korrigierten Höhenmesswert beim Bestimmen eines neuen, korrigierten Höhenmesswerts zu verwenden, oder einen korrigierten Höhenmesswert unter Verwendung eines anderen Verfahrens zu bestimmen.
Gerät nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät außerdem eine Einrichtung aufweist zum Abschätzen der Zuverlässigkeit eines korrigierten Höhenmesswerts.
Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Bestimmen eines Höhenmesswerts dazu ausgebildet ist, von einem iterativen oder einem rekursiven Algorithmus Gebrauch zu machen, der weiterhin dazu ausgebildet ist, den Höhenmesswert kontinuierlich auf der Grundlage von Messdaten noch genauer zu machen.
Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Abschätzen der Zuverlässigkeit eines korrigierten Höhenmesswerts dazu ausgebildet ist, die Zuverlässigkeit auf der Grundlage der Stabilisierungszeit des Algorithmus' abzuschätzen.
Gerät nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Speichermedium enthält und dazu ausgebildet ist, – die Höhe des Geräts mit Hilfe eines Satellitenortungssensors zu bestimmen und in dem Speichermedium aufzuzeichnen, – den Satellitenortungssensor zumindest einmal von einem aktiven Zustand in einen passiven Zustand durch Vorprogrammierung zu ändern, beispielsweise dann, wenn vorab definierte Zuverlässigkeitskriterien für die Elevation erfüllt sind, und/oder auf Zeitbasis, und/oder ansprechend auf einen benutzerseitigen Befehl, – einen korrigierten Höhenmesswert dann zu berechnen, wenn der Satellitenortungssensor sich in einem passiven Zustand befindet, in dem die aufgezeichnete Elevation und die Änderungsgeschwindigkeit der Elevation verwendet werden.
Gerät nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Satellitenortungssensor, der barometrische und/oder der Beschleunigungssensor, und die Einrichtung zum Bestimmen des Höhenmesswerts sich innerhalb derselben Geräteeinheit befinden.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Sensoren sich in einer anderen Geräteeinheit befindet als die Einrichtung zum Bestimmen des Höhenmesswerts, in welchem Fall das Gerät eine Einrichtung enthält, um drahtlos Messinformation von der Geräteeinheit zu empfangen.
Gerät nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Satellitenortungssensor dazu ausgebildet ist, intermittierend einen aktiven und einen passiven Zustand einzunehmen, vorzugsweise in der Weise, dass er zu einer Zeit in einen passiven Zustand wechselt, zu dem eine ausreichende Präzision bei der satellitenbasierten Elevation erreicht ist.
Gerät nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Display und eine Einrichtung zum Darstellen eines korrigierten Höhenmesswerts auf dem Display aufweist.
Gerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass es aufweist: – eine Einrichtung zum Berechnen der Richtung und/oder Entfernung zu einem spezifizierten Navigationspunkt mit Hilfe des Satellitenortungssensors, – eine Einrichtung zum Darstellen der Richtung und/oder Entfernung auf einem Display, sowie als Höhenmesswert vorzugsweise den korrigierte Höhenmesswert und/oder den Höhenmesswert, der direkt auf Satellitenbasis oder Atmosphärendruckbasis bestimmt wurde, oder aufgrund der Höhendifferenz zu dem Navigationspunkt.
Gerät nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Einrichtung aufweist, um eine Wetterwarnung auszugeben, wenn eine Änderung des Atmosphärendrucks für eine Änderung der Elevation nicht erklärbar ist, in welchem Fall die Einrichtung dazu ausgebildet ist, den korrigierten Höhenmesswert zu verwenden.
Verfahren zur Höhenbestimmung, umfassend: – Messen der Elevation mit Hilfe eines Satellitenortungssystems, – Messen von Atmosphärendruck mit Hilfe eines barometrischen Sensors und/oder Messen der Beschleunigung mit Hilfe eines Beschleunigungssensors, – Bestimmen einer korrigierten Elevation auf der Grundlage einer auf Satellitenbasis gemessenen Elevation und einer Atmosphärendruck- und/oder Beschleunigungsmessung, dadurch gekennzeichnet, dass – die korrigierte Elevation zumindest teilweise dadurch bestimmt wird, dass die auf Satellitenbasis bestimmte Elevation anschließend korrigiert wird auf der Grundlage der Änderungsgeschwindigkeit der Elevation, die auf der Grundlage des Atmosphärendrucks und/oder der Beschleunigungsmessung nachgewiesen wurde.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der korrigierte Höhenmesswert bestimmt wird, indem auf die mit Hilfe des Satellitenortungssystems gemessene Elevation die Elevationsänderung addiert wird, die mit Hilfe der Änderungsgeschwindigkeit des Atmosphärendrucks und eines Zeitfaktors bestimmt wird, nachdem der zuvor korrigierte Höhenmesswert ermittelt wurde.
Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass – die Elevation mit Hilfe des Satellitenortungssystems mindestens so lange gemessen wird, wie die Zuverlässigkeit des Messergebnisses der Elevation vorab definierten Kriterien entspricht, – eine Messung mit Hilfe des Satellitenortungssystems unterbrochen wird, – wenn die Messung mit Hilfe des Satellitenortungssystems unterbrochen ist, die korrigierte Elevation iterativ oder rekursiv in vorab eingestellten Intervallen bestimmt wird auf der Grundlage der Änderungsgeschwindigkeit des Atmosphärendrucks und der zuvor bestimmten Elevation.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderungsgeschwindigkeit des Atmosphärendrucks unabhängig von der Satellitenortung bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass es mit Hilfe eines Geräts nach einem der Ansprüche 1 bis 22 ausgeführt wird.