Le altre risposte sembrano rendere una cosa semplice troppo complicata. Sì, ci sono DME o TACAN, che a volte vengono utilizzati per ottenere una velocità al suolo, ma è accurato solo se stai seguendo esattamente o lontano da esso. E certamente non è stato utilizzato per calcolare la velocità in rotta a meno che uno dei tuoi navaid non fosse un VOR / DME o equivalente. Invece di usare DME, userebbero INS, che fornisce dati più simili al GPS.

Il calcolo della velocità al suolo in passato (prima dell'INS, o negli aeroplani senza uno) veniva fatto usando il semplice metodo di avere punti di controllo lungo il percorso. Questi punti di controllo erano navaid o intersezioni determinati da più navaid. In ogni caso, la loro posizione è nota, dividi la distanza per il tempo trascorso a viaggiare tra di loro e hai ottenuto la tua velocità al suolo.

C'è un metodo che è stato utilizzato con successo da quando sono diventati disponibili i voli a lunga distanza: hai estratto la mappa e hai provato ad abbinarla alle caratteristiche sotto il tuo aereo. Questo ti ha permesso di correggere la tua rotta e avere informazioni sulla velocità media al suolo. Ovviamente, questo non funziona sull'oceano: è ancora un altro motivo per cui i voli oceanici sono sempre stati complicati, per non dire altro.

Non fraintendermi: non è molto affidabile, funziona solo se puoi effettivamente vedere il terreno e devi mantenere accurate le informazioni di navigazione (se il tuo navigatore si assopisce per un'ora, potrebbe essere complicato ritrovare la tua posizione attuale!), ma per molto tempo nel settore dell'aviazione è stato il l'unica cosa che avevi. I bombardieri strategici della seconda guerra mondiale usavano ancora questo metodo quando si trovavano sulla terra del nemico (dove non avevano l'assistenza di un radar terrestre amico).

Poiché le comunicazioni radar e radio divennero comuni, divenne piuttosto banale tracciare le posizioni degli aeroplani e velocità - è tutto nel "pong" che ricevi dal segnale radio. Ancora una volta, nella seconda guerra mondiale, questo è stato utilizzato con grande effetto durante la battaglia d'Inghilterra e anche in seguito, ma funziona solo se si dispone di copertura radar, che di solito significa solo sulla propria terra e sulle aree di confine.

Il GPS è diventato disponibile per uso commerciale solo nel 1983, dopo che un Boeing coreano è andato fuori rotta ed è stato abbattuto sopra l'URSS - Il GPS rende molto meno probabile che si verifichi un errore del genere, specialmente sull'oceano (di nuovo, gli oceani sono complicati - di solito nessun radar e / o elementi da tracciare sulla mappa; quando il volo coreano avrebbe potuto correggere la rotta, erano già stati abbattuti).

Secondo una storia che ho letto sull'SR71, gli aerei erano in grado di chiedere all'ATC un "controllo della velocità al suolo", cioè chiedere "Qual è la mia velocità a terra?" L'ATC lo misurerebbe utilizzando il suo radar a terra e lo trasmetterebbe al pilota tramite voce / radio.

Se puoi fornirci altro materiale da leggere, sarebbe fantastico .

Ecco un video del pilota che racconta la storia: Brian Shul, uno dei pochi piloti SR71, racconta la storia della velocità del LA Center

Ecco una versione scritta (una trascrizione di un libro): The Ultimate Ground Speed ​​Check - Tales from the Blackbird

Abbiamo ascoltato come la voce tremante di un solitario Il pilota del Cessna ha chiesto al Centro una lettura della sua velocità al suolo. Il centro ha risposto: "November Charlie 175, ti mostro a novanta nodi al suolo."

[...]

Pochi istanti dopo l'inchiesta del Cessna, un Twin Beech ripetuto sulla frequenza, con un tono piuttosto superiore, chiedendo la sua velocità al suolo. "Ti ho a centoventicinque nodi di velocità al suolo."

. ... ecc ...

In che modo gli aerei misuravano la loro velocità rispetto al suolo prima del GPS?

Supponendo che tu chieda la determinazione della velocità tramite strumenti di bordo.

La velocità al suolo viene valutata al meglio utilizzando un sistema di navigazione inerziale. L'INS sa dove si trova attualmente l'aereo (latitudine, longitudine, altitudine). Associando due misure è facile calcolare la velocità del velivolo. IRS (sistema di riferimento inerziale) ha sostituito INS. Mentre l'INS si affidava a giroscopi meccanici, IRS si affida a giroscopi laser.

Il problema con le unità inerziali è che si spostano nel tempo, a causa delle imperfezioni del giroscopio, loop Schuler e Accelerazione di Coriolis. Ciò ha portato a incidenti in passato, prima che potessero essere riallineati dalla determinazione della posizione GPS.

^{Nota il Posizione TK / GS dell'interruttore rotante, per visualizzare la traccia e la velocità al suolo invece di latitudine e longitudine ( sorgente)}

IRS sono ora incluse nelle unità più grandi che elaborano altri ingressi di sensori, come un ADIRU.

ADIRU (e INS / IRS) sono in grado di calcolare la direzione e l'intensità del vento confrontando la prua del velivolo e l'effettivo spostamento del velivolo. Queste informazioni sulla deriva vengono solitamente mostrate al pilota.

^{Velocità al suolo e deriva dell'aereo nell'angolo in alto a sinistra ( fonte)}

Si noti che la determinazione della velocità al suolo non è un'esigenza critica per l'equipaggio, l'aereo deve essere pilotato tenendo conto della velocità relativa e dell'aria proprietà (temperatura, pressione, densità). Tuttavia, la velocità al suolo è utile per prevedere l'ora di arrivo al successivo punto di riferimento o destinazione.

Altri mezzi:

• Loran-C era un sistema utilizzato per calcolare una posizione e una velocità al suolo su oceani dove non sono disponibili DME o altri aiuti VHF / UHF.

• L'equipaggio faceva affidamento su un sestante e sulla navigazione celeste in tempi "antichi", come facevano le navi.

La tua preoccupazione è molto valida.

Gli aerei utilizzano due velocità fondamentalmente diverse: velocità relativa e velocità al suolo. (Ognuno di loro ha la sua sottospecie, ma per ora non importa). Non c'è praticamente nulla di comune tra loro e, a seconda del vento, in realtà puoi avere una velocità al suolo pari a zero e persino negativa, oppure puoi volare "supersonico" su un normale aereo di linea o arrampicarti mentre cerchi di scendere. Anche i dispositivi per misurare queste velocità sono fondamentalmente diversi.

Per la velocità relativa, l'aereo utilizza, fondamentalmente, un barometro, la cui camera è attaccata a un tubo rivolto in avanti ( tubo di Pitot) .

E per qualche tempo è stato così. La velocità misurata in questo modo è tutto ciò di cui hai bisogno per far volare un aeroplano. Dopotutto, l'aereo vola in aria e non si preoccupa del suolo (finché non lo colpisce :) Il pilota quindi naviga visivamente, facendo corrispondere la mappa con il paesaggio.

Su aerei senza GPS e attrezzature di navigazione (diciamo, 50 anni fa), potresti avere un'idea della velocità al suolo

• Conoscendo le previsioni del tempo e quindi il vento in ogni punto del percorso previsto;
• Calcolo della velocità al suolo dalle misure indicate. Per questo, è necessario prendere in considerazione l'altitudine e / o la temperatura. I piloti hanno strumenti e strumenti speciali per questo.

Sì, questa non è una passeggiata facile nel parco, ma fa parte del mestiere del pilota. I primi aerei di linea spesso includevano una posizione di navigatore dedicata per eseguire tali calcoli lungo la rotta. E in generale, è ancora considerata un'abilità utile e devi fare calcoli simili quando pianifichi il percorso.

Il passaggio successivo è usare gli aiuti alla navigazione a terra e / o un sistema di bordo che misura la velocità al suolo dal Spostamento Doppler del segnale radio riflesso dal suolo. Su alcuni aerei, il radar può fare questo lavoro.

E infine, abbiamo il GPS che ... no, non misura realmente la velocità al suolo. Ma lo calcola da velocità e posizione (rispetto al grouond) note con precisione di più satelliti.

Sebbene sia abbastanza insolito, alcuni velivoli (ad esempio, il KC-135) sono attrezzati per effettuare la navigazione celeste. Questo supporta il calcolo della velocità al suolo senza supporto esterno (ad esempio, LORAN / VOR / GPS).

Sul lato negativo, è un po 'dispendioso in termini di tempo e richiede sia apparecchiature assenti sulla maggior parte dei velivoli, sia abilità assenti da repertorio della maggior parte dei piloti.

Il Drift Meter è stato utilizzato per molto tempo per misurare la velocità al suolo.

https://en.wikipedia.org/wiki/Drift_meter

Il metodo usuale è calcolare la tua velocità reale (TAS) e poi eseguire il calcolo del vento per calcolare la velocità al suolo (GS). Il calcolo della TAS inizia con le misurazioni della pressione statica / pitot e tiene conto dell'altitudine e della temperatura dell'aria. Devi portare i venti in alto da qualcuno a terra, via radio.

C'era almeno un dispositivo di misurazione della velocità al suolo là fuori, che PENSO abbia usato il Doppler basso-basso radar, quando lavoravo al sistema di radionavigazione Tracor 7800 Omega / VLF, alla fine degli anni '70.

Nel senso di "quanto velocemente stiamo superando il terreno, adesso?", è una sfida di misurazione. Sono necessari alcuni mezzi per misurare le distanze successive a un punto sul terreno, o alcuni mezzi per misurare il progresso tra i punti sul terreno. Prima del GPS, il radar Doppler poteva leggere direttamente la velocità rispetto al suolo. DME, apparecchiatura di misurazione della distanza, potrebbe fornire la distanza relativa a un punto fisso. Le posizioni successive consentono di calcolare la velocità rispetto al punto fisso. L'apparecchiatura di radionavigazione a lungo raggio LORAN consentiva di determinare la posizione sopra la terra senza avvistamenti di stelle o sole. Nelle nuvole, per esempio.

Prima degli strumenti elettronici, la navigazione celeste poteva fornire posizione sopra la terra, posizioni e tempi successivi, fornendo velocità al suolo. Avvistare oggetti sul terreno e misurare gli angoli rispetto ad essi, o fissare l'angolo e il progresso temporale tra oggetti successivi, era possibile, se non molto attraente.

Tutti questi danno risposte da buone a giuste a "quanto velocemente stiamo superando il terreno?" "

Solo per aggiungere che prima del GPS c'erano degli ausili per la radionavigazione (area) e questi potevano essere usati per determinare la velocità rispetto al suolo (manualmente o con un computer).

Il sistema di navigazione iperbolico Gee è stato utilizzato nella seconda guerra mondiale e in seguito dalla RAF. Il Decca Navigator è stato utilizzato commercialmente (principalmente per navi ma anche per aerei, veicoli e per un lavoro su cui ho lavorato, i corridori).

Questi sistemi funzionano in modo simile al GPS misurando la differenza nel tempo di propagazione tra i segnali provenienti da due stazioni - con la navigazione iperbolica terrestre, le stazioni sono fisse e il luogo del veicolo localizzato è un'ellisse. Il GPS segue lo stesso principio, tranne per il fatto che le stazioni sono in movimento e ad un'altitudine maggiore.

Vedi anche Loran, Omega e vari sistemi a corto raggio.

Il concetto è molto semplice. Abbiamo un misuratore di velocità analogico nell'aereo. La velocità +/- del vento è la velocità al suolo + se il vento in coda, - se il vento contrario

Vola con qualsiasi radiale verso un VOR. Gira a sinistra di 90 gradi finché non hai intercettato un altro radiale di +5 gradi e calcola il tempo della gamba trasversale. Torna di nuovo in entrata. Calcola la distanza dal VOR. Vola 6 minuti. Ripetere la procedura sopra, tranne che per tornare indietro a destra al radiale originale. Calcola la nuova distanza dal VOR. Utilizzando 2 distanze e 6 minuti di tratta in entrata, calcolare la velocità al suolo.

Diversi modi, anche se nessuno così accurato come un calcolo della velocità al suolo GNSS

VELOCITÀ DELL'ARIA, VENTI ALOFT E TRIGINOMETRIA. Utilizzando i vecchi e affidabili computer di volo E6B o calcoli manuali, è possibile determinare la velocità reale relativa e, utilizzando le componenti di vento contrario o di vento in coda dei venti in alto, è possibile calcolare la velocità al suolo da questo.

TRACCIAMENTO RADAR - ARTCC può traccia il viaggio del tuo aereo utilizzando un sistema radar Doppler. Questo, insieme all'azimut dell'antenna radar, può essere utilizzato per calcolare la velocità al suolo per il tuo aereo.

INS - I sistemi di navigazione inerziale sono ampiamente utilizzati nelle applicazioni aeronautiche civili e militari in cui non sono disponibili navaid terrestri. Questi spesso utilizzano un aggiornamento GPS periodico per aggiornare gli errori che si insinuano lentamente nel loro funzionamento sebbene i giroscopi laser ad anello siano abbastanza precisi e affidabili.

DME: l'uso dell'attrezzatura di misurazione della distanza a bordo potrebbe calcolare la distanza da un VORTAC o stazione VOR / DME e la velocità al suolo. Poiché un DME calcola una distanza inclinata, questa è accurata solo nei momenti in cui la distanza dall'a / c alla stazione di terra era molto più alta dell'altezza dell'a / c sopra la stazione. La precisione della velocità al suolo è stata influenzata anche se l'aereo non volava direttamente o direttamente dalla stazione.

LORANS - Ah, tra la fine degli anni Settanta e l'inizio degli anni Ottanta, quando GA era al suo apice e gli uomini erano uomini - e tutti però quel LORAN era l'onda del futuro. Ebbene, non lo era; ma LORAN rimane ancora popolare per la navigazione marittima ed è ancora molto preciso, anche se viene gradualmente eliminato. Occasionalmente trovi aeroplani GA più vecchi con un ricevitore LORAN al loro interno, di solito con un tag "INOP" su di esso.