Die Entwicklung von elektronischen Höhenmessern mit Drucksensoren auf Siliziumbasis ermöglicht es, dass auch unerfahrene Berggänger einen Höhenmesser mitführen, wie z. B. den Altimeter der Firma Victorinox, CH-6438 Ibach.

Höhenmesser berechnen die entsprechende Höhe auf Grundlage des atmosphärischen Drucks. Zur Anpassung an die täglichen Luftdruckschwankungen müssen diese Geräte daher vor Verwendung jeweils neu kalibriert werden. Für eine einwandfreie Funktion ist die aktuelle Höhe wie z. B. zuhause, am Fuss eines Berges, zu Beginn einer Wanderung, etc. täglich neu einzugeben.

Diese Eingabe ist auch für einen ungeübten Benutzer nachvollziehbar. Schwierig gestaltet sich die Korrektur des Temperaturverlaufes über die Höhe. Viele verschiedene Möglichkeiten zur Korrektur des Temperaturverlaufes werden von Anbietern derartiger Höhenmesser vorgeschlagen, wie beispielsweise auch von der Firma Thommen, CH-4437 Waltenburg, sowie in dem Buch mit dem Titel"Wetterkunde

für Wanderer und Bergsteiger"von Peter Albisser, erschienen im SAC Verlag, 3000 Bern, Ausgabe 2001.

Die vorgeschlagenen Methoden sind in der Regel relativ kompliziert und führen auch nicht immer zu guten Ergebnissen, weil die Luft komplex geschichtet sein kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, nach einer Möglichkeit zu suchen, die eine einfache Benutzung erlaubt und in den meisten Fällen eine genügend gute Korrektur gewährleistet.

In der nachfolgend beschriebenen Erfindung wird davon ausgegangen, dass beinahe alle Höhenmesser gemäss der U. S.

Standard Atmosphere 1976, publiziert vom National Geophysical Data Center, Boulder, Colorado, USA, arbeiten.

Diese Standardatmosphäre beruht auf einem Druck von 1013.25hPa und einer Temperatur von 15°C auf Meereshöhe in mittleren Breiten. Dem gegenüber ist der Durchschnittsdruck in der Schweiz beispielsweise SMA Meteo Schweiz AG 1017 hPa, bezogen auf Meereshöhe.

Die oben erwähnte Aufgabe wird aufgrund der geschilderten Voraussetzung mittels eines Verfahrens gemäss dem Wortlaut nach Anspruch 1 gelöst. Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum klimabedingten bzw. temperaturbedingten Korrigieren der Höhenangabe an einem Höhenmesser, indem bei der basierend auf einem Durchschnitts-Referenztemperaturwert auf Meereshöhe und einem Durchschnittsluftdruck-Referenzwert auf Meereshöhe erfolgenden Höhenbestimmung die Korrektur durch Veränderung der Referenztemperatur auf Meereshöhe erfolgt.

Aufgrund der oben erwähnten Voraussetzung erfolgt die Korrektur entsprechend dadurch, dass die basierend auf der U. S. Standard Atmosphere 1976 erfolgten Höhenbestimmung durch Veränderung der Referenztemperatur auf Meereshöhe korrigiert wird.

Wie erwähnt wird von einer Durchschnitts-Referenztemperatur auf Meereshöhe von 288. 15°K entsprechend ca. 15°C ausgegangen und einem Durchschnitts-Referenzdruck von ca.

1013mb. Die Korrektur des Durchschnittsreferenz- Temperaturwertes erfolgt dann, wenn die auf einer bestimmten Höhe über Meer herrschende Temperatur von der sich bezogen auf den Durchschnitts-Temperaturreferenzwert auf Meereshöhe ergebene Referenztemperatur für diese Höhe abweicht.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsvariante wird der Meereshöhe-Temperaturreferenzwert mindestens ca. 6°C bzw.

6°K erhöht, falls die auf einer bestimmten Höhe eruierte bzw. gemessene Temperatur um mindestens ca. 4°C höher ist als der für diese Höhe geltende Temperatur-referenzwert.

Entsprechend wird der Meereshöhe-Temperaturreferenzwert um mind. ca. 4°C bzw. 4°K, vorzugsweise um mind. ca. 6°C bzw.

6°K für die Höhenbestimmung nach unten korrigiert, falls der auf einer bestimmten Höhe eruierte bzw. gemessene Temperaturwert um mind. 4°C tiefer ist als der für diese Höhe geltende Temperatur-Referenzwert.

Weitere bevorzugte Ausführungsvarianten des erfindungsgemässen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen charakterisiert.

Die erfindungsgemäss definierten Verfahren eignen sich insbesondere für die temperaturbedingte Korrektur an einem Höhenmesser, welcher nach dem U. S. Standard Atmosphere 1976 arbeitet. Dabei ist es möglich, dass der Höhenmesser drei Einstellungsstufen bei der Höhenangabe aufweist, nämlich eine Angabe bei nach unten abweichender Temperatur, verglichen mit der Referenztemperatur für diese Höhe, wo die Messung stattfindet, eine Normaleinstellung, falls keine Temperaturabweichung festgestellt wird, und eine Einstellung bei erhöhter Temperatur, d. h. wo die Umgebungstemperatur über dem jeweiligen Temperatur- referenzwert liegt.

Selbstverständlich ist es auch möglich, weitere Abstufungen vorzusehen, wie beispielsweise eine Korrektur bei leichter Temperaturabweichung nach unten oder nach oben und je eine Einstellung bei starker Temperaturabweichung nach unten und nach oben und selbstverständlich eine Einstellung für die Situation, wo die Umgebungstemperatur in etwa dem Referenzwert für diese Höhe entspricht.

Wiederum bevorzugte Ausführungsvarianten eines nach dem erfindungsgemässen Verfahren arbeitenden Höhenmessers sind in den abhängigen Ansprüchen charakterisiert.

Schliesslich vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Höhenmessung, indem zunächst beispielsweise beim Beginn einer Wanderung oder am Fusse eines Berges der Höhenmesser auf die an diesem Ort festgestellte Höhe über Meer eingestellt bzw. kalibriert wird. Damit wird sichergestellt, dass an einem bestimmten Tag herrschende Druckabweichungen vom Normdruck zumindest teilweise

berücksichtigt werden. Diese Kalibrierung ist an sich bekannt und wird bereits heute üblicherweise beim Beginn einer Wanderung oder eines anderen Unternehmens, wie einer Autofahrt, vorgenommen.

Nach dem Anstieg oder nach Durchführung einer Reise wie beispielsweise mittels eines Fahrzeuges wird dann die effektive Höhenmessung vorgenommen, gleichzeitig wird festgestellt, ob die für die jeweilige Höhe gemessenen Aussentemperatur in etwa dem Referenzwert für diese Höhe entspricht oder ob die Temperatur wesentlich zu tief oder wesentlich zu hoch ist. Üblicherweise liegt die Temperatur im Winter eher zu tief und im Sommer herrschen in der Regel zu hohe Temperaturen. Die festgestellten oder geschätzten Temperaturverhältnisse werden am Gerät eingestellt.

Anhand der nachfolgenden Beispiele und unter Bezug auf die beigefügten Figuren wird die Erfindung näher erläutert.

Die nachfolgenden Betrachtungen wurden aufgrund von Ballonsondierungen der Messstelle Payern angeschaut und unter Zuhilfenahme von Wetterdaten der SMA Meteo Schweiz verifiziert.

Die Höheneinstellung erfolgte gleich wie bei einem einfachen Höhenmesser. Neu kann nun erfindungsgemäss eine temperaturbedingte Einstellung gemacht werden. Diese basiert grundsätzlich auf der Tatsache, dass sich warme Luft ausdehnt und deshalb die Luftsäule höher ist, was zu einem erhöhten Druck in einer bestimmten Höhe führt. Der Höhenmesser zeigt eine zu niedrige Höhe an. Es erscheint auf einem Höhenmesser so, als ob die Höhenabnahme langsamer erfolgt als bei einer Luftsäule mit normaler Temperatur

nach U. S. Standard 1976. Diese Wettereinstellung musste bereits schon bei älteren mechanischen Geräten gemacht werden, nun wird sie automatisiert.

Diese Wettereinstellung könnte beispielsweise auch in einem Set-Menü erfolgen, dort ist sie aber schwerer, d. h. über mehr Tastendrücke erreichbar und wird deshalb in der Regel vergessen. Entsprechend wird erfindungsgemäss und wie unter Bezug auf Fig. 1 vorgeschlagen, dem Benutzer eine möglichst einfache Handhabung anzubieten, dass er am Höhenmesser möglichst einfach die wetterbedingte bzw. temperaturbedingte Korrektur vornehmen kann.

In Bezug auf Fig. 1, in welcher schematisch das erfindungsgemässe Verfahren dargestellt ist, wird in einer Ausgangslage A beispielsweise bei Tagesbeginn oder beim Antritt einer Reise oder einer Wanderung der Höhenmesser kalibriert, wobei die Anzeige 1 die alte Höhe am Anfangs- bzw. Ausgangsort anzeigt, die nun z. B. wegen einer Luftdruckänderung nicht mehr stimmt. Um die Angabe auf dem Höhenmesser mit der richtigen geometrischen Höhe in Übereinstimmung zu bringen, wird nun ein Betätigungsmittel 7, wie beispielsweise eine Drucktaste im Falle, dass in einem Taschenmesser ein Höhenmesser integriert ist das Schweizerkreuz auf dem Taschenmesser betätigt, worauf die vom Höhenmesser unkorrigierte Höhenangabe 2 dargestellt wird. Durch wiederholtes Drücken des Betätigungselementes 7 wird die angezeigte Höhe der aktuellen Höhe angepasst.

Bevor das Gerät zur Anzeige der aktuellen Höhe, Anzeige 1, zurückkehrt, gelangt man in den Temperaturkorrekturmodus, welcher zunächst eine Anzeige 3"Stnd"= Standard

darstellt, bei welcher keine Temperaturkorrektur erfolgt, sondern nach der Standardformel nach U. S. Standard 1976 rechnet. Durch erneutes Betätigen des Elementes 7 kann man die Anzeige"Cold"versehen mit dem Schneesternsymbol einstellen, falls die Temperatur an diesem Ort tiefer ist, als der entsprechende Referenztemperaturwert. Durch wiederum erneutes Betätigen des Elementes 7 erscheint die Anzeige"Hot"mit dem Sonnensymbol, für den Fall, dass eine zu hohe Temperatur herrscht. Nach einer gewissen Zeit erfolgt automatisches Rückstellen via Anzeige 6 auf die aktuelle Höhe Anzeige 1.

Der in Fig. 1 dargestellte Vorschlag ist derart, dass ein ungeübter Benutzer lediglich die Höhe zu Tagesbeginn oder beim Antritt einer Reise einstellen, bzw. den Höhenmesser kalibrieren muss. Wenn er nichts macht, erfolgt die Höhenangabe am jeweiligen Ort gemäss der Berechnung nach U. S. Standard 1976. Durch einfaches Betätigen einer Drucktaste während der normalen Höhenkalibration kann der Wetter-bzw. Temperaturtyp gewählt werden, und der Benutzer wird auf die höhenmässige Korrektur infolge abweichender Temperatur aufmerksam gemacht.

Berechnungsverfahren : Das Berechnungsverfahren für die Höhenangabekorrektur basiert auf den Definitionen der U. S. Standard Atmosphere 1976.

Die Berechnungsformel 33a auf Seite 12 des U. S. Standard Atmosphere 1976 hat folgende Formel :

Der U. S. Standard 1976 teilt die Atmosphäre in 8 Schichten ein. Die unterste Schicht geht dabei bis 11 km Höhe. Sie hat den Index b=0. Damit lautet die Formel für die untersten 11 km : Definitionen : go 9.80665 m s-2 Gravitationsbeschleunigung auf der geografischen Breite g = 450 und der geometrischen Höhe z = OmüM go'9. 80665 m's-2 Zahlenmässig gleich wie go. Sie geht aber von der geopotentiellen Höhe gemäss der Definition von h weiter unten aus.

R*=Rstar 8. 31432*103 Nm kmol-1 K-1 Universelle Gaskonstante (R * M) E (-) Mo-gemäss Table 3 page 3 US Standard Atmosphere 1 Fi Mo 28.964425 kg kmol-1 Relative Molekülmasse von trockener Luft To, TM, o 288. 15 K Temperatur trockener Luft auf der geometrischen Höhe z = OmüM gemäss Definition U. S. Standard 1976 page 4, Diese Definition basiert auf einem

Beschluss der Commission Internationale de Navigation Aérienne CINA (International Commission for Air Navigation ICAN) von 1924 y, LM, o-6. 50*10-3 K m-1 Temperaturgradient der polytropen Atmosphäre bis llkm Höhe h, H gpm, m'geopotentielle Höhe, d. h. diejenige Höhe um die eine Masse von 1kg im Schwerefeld der Erde gehoben werden muss, damit ihre potentielle Energie um 9.80665 Nm zunimmt. Ein m'ändert seine geometrische Länge in Abhängigkeit der Erdbeschleunigung g auf verschiedenen Höhen. Die Unterschiede sind aber so klein, dass man sie für normale Berechnungen vernachlässigen kann Ho 0 m Meereshöhe po. Po 1013.25 hPa Normaldruck auf z = OmüM p, P hPa Luftdruck auf der geopotentiellen Höhe h [müM] Damit bekommt die Formel die Form :

und erhält damit die bei uns übliche Form mit den obigen Werten eingesetzt Die Temperaturkorrektur erfolgt nun gemäss der vorliegenden Erfindung auf folgender Formel : oder eingesetzt

Dabei ist AT die Temperaturabweichung in °C vom Sollwert gemäss Fig. 4. Dieser Wert kann positiv oder negativ sein.

Das Verfahren geht davon aus, dass die Luftschichten oberhalb des Beobachters bis ca. llkm Höhe als ganzes zu kalt oder zu warm sind. Dies ist nicht immer der Fall. Beim Durchzug von Fronten können die Luftschichten kompliziert geschichtet sein. Dann liefert das Verfahren einen schlechteren Wert. Die Auswertung von Wetterdaten der SMA Meteo Schweiz AG für das Jahr 2000 hat aber gezeigt, dass die Annahme von zu warmen oder zu kalten Luftmassen die meiste Zeit stimmt. Dies lässt sich meteorologisch damit begründen, dass nach dem Durchzug einer Front, die gesamte Atmosphäre bis llkm Höhe zu warm oder zu kalt ist.

Erfindungsgemäss wird nun vorgeschlagen, dass der Wert To durch einen Wert ersetzt wird, der die zu warme oder zu kalte Luft berücksichtigt. Mit anderen Worten wird ein Wert 288. 15-AT oder ein Wert 288.15 +AT eingesetzt.

Erfindungsgemäss hat es sich gezeigt, dass in dem Falle, wo die Aussentemperatur um mehr als 4° vom jeweiligen Referenzwert abweicht, eine temperaturbedingte Korrektur vorzunehmen ist, wobei bei einer Abweichung von mehr als +4°AT einen Wert von +6° einnimmt und bei einer Abweichung von mehr als-4°AT mit-6° in die obige Formel einzusetzen ist.

Anhand der Diagramme in den Fig. 2 und 3 soll die Effektivität der Korrektur näher erläutert werden.

Diejenige Kurve 11 mit den grösseren Ausschlägen ergibt sich bei einer Kalibrierung auf Höhe Interlaken und einer Höhenmessung auf dem Jungfraujoch bei verschiedenen Temperaturen ohne Korrektur, und die Kurve 13 mit den geringen Ausschlägen zeigt die Höhenmessung auf dem Jungfraujoch bei unterschiedlichen Aussentemperaturen unter Berücksichtigung der Höhenkorrektur.

In den Figuren 2a und 2b sind die Messwerte im Winterquartal dargestellt, wobei Fig. 2a die unkorrigierten Höhenmesswerte darstellt, währenddem in Fig. 2b die Kurve 13 die Messwerte repräsentiert unter Berücksichtigung des erfindungsgemäss vorgeschlagenen Korrekturverfahrens.

Analog sind in den Fig. 3a und 3b die Messwerte im Sommerquartal dargestellt, wobei wiederum Kurve 11 in Fig.

3a die unkorrigierten Werte repräsentiert, währenddem Kurve 13 in Fig. 3b die Messwerte darstellt unter Berücksichtigung des erfindungsgemäss vorgeschlagenen Korrekturverfahrens.

Ein Vergleich des Kurvenverlaufs je der Kurve 11 mit der entsprechenden Kurve 13 zeigt deutlich, dass die Messwerte unter Berücksichtigung des erfindungsgemäss vorgeschlagenen Korrekturverfahrens wesentlich genauer sind als die Höhenmesswerte, ermittelt bzw. gemessen mit den herkömmlichen Messverfahren.

Grundsätzlich gilt natürlich, dass es schwierig ist, die exakte Lufttemperatur einer Luftschicht zu messen. Für den ungeübten Benutzer bzw. für den Wanderer ist es sogar fast

unmöglich. Viel besser ist der subjektive Eindruck, ob es gegenüber U. S. Standard zu warm oder zu kalt sei. Über die Daten des Jahres 2000 wurde eine Statistik erstellt und der optimale eruierte Wert entspricht den obigen Aussagen, d. h.

AT lag bei 6°C bei einer Entscheidungsgrenze von 4°C.

Der beigefügten Tabelle in Fig. 4 können die Norm-bzw.

Referenzwerte entnommen werden, welche den jeweiligen Höhen in Meter über Meer entsprechen. So gilt beispielsweise für eine Höhe von 1000 m über Meer eine Referenztemperatur von 8, 5° und ein Referenzdruck von 898,7mb. Falls sich also eine Person auf 1000 m aufhält und die Temperatur liegt in einem Bereich von ca. 4-12°, so muss keine temperaturbedingte Korrektur bei der Höhenangabe vorgenommen werden. Liegt allerdings die Temperatur bei 0°, so ist entsprechend ein AT-Wert von-6° zu berücksichtigen, d. h. bei einer entsprechenden Menüeinstellung muss die Angabe gewählt werden, welche für zu tiefe Umgebungstemperaturen gilt. Entsprechendes gilt für eine Umgebungstemperatur von beispielsweise 20°C, indem hier mittels der Menüschaltung gemäss Fig. 1 die Angabe zu wählen ist, welche für zu hohe Umgebungstemperatur gilt.

In Fig. 5 ist ein weiteres Beispiel dargestellt, wie mittels der erfindungsgemässen Korrekturmethode falsche Höhenangaben zuverlässig korrigiert werden können. So wurden am 15. Oktober 2001 in Payern mittels Ballonsondierungen auf verschiedenen Höhen Höhenmesswerte eruiert und unter Zuhilfenahme von Wetterdaten der SMA Meteo Schweiz verifiziert. Dabei zeigt Kurve 15 die Höhenangabe unkorrigiert, d. h. wie sie auf dem in Payern

kalibrierten Höhenmessgerät angezeigt worden sind. Kurve 17 zeigt demgegenüber die Messwerte wie sie aufgrund der Temperaturangaben der Meteo Schweiz und entsprechend der erfindungsgemässen Methode verifiziert worden sind. Die Abweichungen der Angaben gemäss Kurve 15 nehmen mit zunehmender Höhe über Payern zu und ergeben beispielsweise bei einer Höhe von 8 km bereits eine Abweichung von-200 m.

Demgegenüber weist Kurve 17 praktisch keine Abweichung vom effektiven Wert auf.

Obwohl die in den Beispielen durchgeführten Korrekturen jeweils auf dem U. S. Standard Atmosphere 1976 basieren und entsprechend der oben angeführten Berechnungsmethode erfolgt sind, kann das erfindungsgemäss vorgeschlagene Verfahren auch dann verwendet werden, wenn andere Höhenermittlungsverfahren zur Anwendung gelangen.

Vorausgesetzt, dass von einem Temperaturreferenzwert auf Meereshöhe und einem Luftdruck-Referenzwert auf Meereshöhe ausgegangen wird. Entsprechend kann dieser Referenzwert wie erfindungsgemäss vorgeschlagen korrigiert werden, indem bei höherer Umgebungstemperatur ein höherer Wert in die entsprechende Berechnungsformel eingesetzt wird, d. h. ein Wert von 288 +AT und im Falle einer niedrigeren Umgebungstemperatur ein Wert von 288-AT.

Wiederum ist es auch möglich, dass ein mehrstufiges Verfahren zur Anwendung gelangt, d. h. dass nicht nur eine Korrekturstufe nach oben und eine Korrekturstufe nach unten gewählt werden kann, wie schematisch in Fig. 1 dargestellt, sondern mehrere Korrekturstufen. So kann bei einer Abweichung der Umgebungstemperatur von beispielsweise ca.

4-6° eine erste Korrektur von AT +6° gewählt werden und bei einer höheren Abweichung von ca. 6-10° eine Korrektur von AT +10°. Weitere Abstufungen sind selbstverständlich möglich und können zu den entsprechend durchgeführten Messreihen variiert bzw. angepasst werden.