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传感器与气压测高_基于大气压力的海拔高度测量与校准.docx
资料介绍
传感器与气压测高：基于大气压力的海拔高度测量与校准
1 引言
气压测高是利用大气压力随高度变化的规律来测量海拔高度的方法。MEMS气压传感器（如BMP280、LPS22HB、MS5611）的普及，使得气压测高在智能手机、无人机、智能手表和户外运动设备中得到了广泛应用。本文解析气压测高的原理、误差来源和校准方法。
2 气压测高原理
标准大气模型：在标准大气条件下（海平面气压1013.25hPa，温度15℃，温度递减率6.5℃/km），气压与海拔高度之间的关系由国际标准大气（ISA）模型描述。
气压高度公式：h = 44330 × (1 - (P/P₀)^(1/5.255))，其中h为海拔高度（m），P为当前气压，P₀为海平面标准气压。
相对高度测量：如果已知当前位置的海拔高度和气压，可以测量相对高度变化。Δh = -18400 × (1 + T/273) × ΔP/P，其中T为平均温度（℃），ΔP为气压变化量。
3 气压传感器选型
BMP280：博世MEMS气压传感器，量程300—1100hPa，精度±1hPa（对应±8.5m高度误差），I²C/SPI接口，功耗2.8μA@1Hz。
LPS22HB：意法半导体MEMS气压传感器，量程260—1260hPa，精度±0.1hPa（对应±0.85m高度误差），功耗3μA@1Hz。
MS5611：TE Connectivity的高精度气压传感器，量程10—1200hPa，精度±0.1hPa，分辨率0.01hPa（对应±8cm高度误差），适合无人机等高精度应用。
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