登山表测量海拔高度的原理.doc
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2019-12-19
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登山表测量海拔高度的原理
版里很多驴友装备了登山表，可以测量海拔高度（其实相当于气压表，测量的是大气
压）。影响大气压的因素很多，不仅仅是海拔高度，还受到温度、湿度、风速等天气状况
的影响。
为了方便建模、计算，工程（航空、气象等）上人为规定了特性随高度平均分布的大
气模型，称为标准大气。
1976 年美国标准大气：
海平面温度 15.0℃，气压 P=1013.25hPa。
地面至 11km 对流层，每上升 1km，气温下降 6.5℃。
海拔 11km 处温度为 -56.5℃，气压 P=226.32hPa。
海拔 11～20km 平流层，温度不变，气温为 -56.5℃。
海拔 20～32 公里每上升 1km，气温升高 1℃。
气压与海拔的关系如下：
由此反推出气压换算成海拔高度的公式：
上面的公式是标准大气模型（气温为相应高度下标准温度）下的海拔、气压对应关系，
而实际气温是不断变化的。
工程上实际计算时，通常使用拉普拉斯压高方程（α=1/273）：
已知垂直分布的两处的气压、温度，计算两处海拔高度差。P1、P2 分别为两处的气压，
z1、z2 分别为两处的海拔高度（单位：米），t 为两处的平均气温。
登山表是按照标准大气模型换算高度的。现在说一下登山表的温度补偿与高度校正：
温度补偿
登山表装备了一个空盒气压计（或水银气压计），空盒气压计金属膜片的弹性系数会
随温度变化而改变（水银的比重也会随温度变化），所对需要进行温度补偿。一般登山表
都是通过温度自动补偿获得准确的当前气压值，而不需要用户手工计算。即只要环境气压
不变，无论手表是放在外面还是戴在手上，测得的气压值都是一样的。
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