Как можно рассчитать скорость и направление ветра по бортовым измерениям?

С имеющимся у вас набором параметров вы не сможете этого сделать.

Если у вас есть фактический трек вместо желаемого, вы сможете рассчитать ветер.

Самый простой способ сделать это — использовать векторную математику.

Можно рассмотреть три вектора:

• вектор путевой скорости$\vec{V_{gs}}$
• вектор скорости воздуха$\vec{V_{as}}$
• вектор скорости ветра$\vec{V_{ws}}$

$\vec{V_{gs}} =\vec{V_{as}} + \vec{V_{ws}}$

$\vec{V_{ws}} = \vec{V_{gs}} - \vec{V_{as}}$

Я исхожу из фактического угла колеи ($\phi$) и заголовок ($\psi$) относятся к истинному северу.

Тогда северная составляющая вашей воздушной скорости равна:$V_{as} \cdot \cos(\psi)$а восточная составляющая вашей воздушной скорости:$V_{as} \cdot \sin(\psi)$

Для путевой скорости разложение: север:$V_{gs} \cdot \cos(\phi)$а восточная составляющая вашей путевой скорости:$V_{gs} \cdot \sin(\phi)$

Теперь у вас есть северная и восточная составляющие вектора ветра. Это вы можете изменить на скорость и направление, но я оставляю последнюю часть на ваше усмотрение. Не забывайте, что направление ветра обычно сообщается как направление, откуда дует ветер.

Чтобы найти скорость ветра с северной и восточной составляющих, используйте корень из суммы квадратов:

$V_{ws}=\sqrt{V_{ws,north}^2 + V_{ws,east} ^2}$

Направление ветра можно узнать по

$\tan^{-1} (\frac {V_{ws,north}}{V_{ws,east} })$

Обратите внимание, что это даст деление на 0 для ветров точно с севера или юга.

Для реализации на языке программирования можно использовать функцию atan2. Это предотвращает деление на ноль, а также возвращает направление полного диапазона круга вместо полукруга.

wind_dir = atan2(-wind_north, -wind_east)

Это должно дать направление, откуда дует ветер, в радианах.