SkyBase One misst nicht nur Luftdruck. Mehrere Sensorinformationen werden direkt im Gerät verarbeitet, um robuste und unmittelbar nutzbare Fluginformationen zu gewinnen.
In realen Flugbedingungen treffen Luftdruckänderungen auf Körper- und Gerätebewegungen, Beschleunigungen, Vibrationen, Wetter- und Druckänderungen sowie GNSS-Messunsicherheiten. Unterschiedliche Sensoren reagieren zudem mit unterschiedlichen zeitlichen Eigenschaften.
Ein gutes Gleitschirm-Variometer muss tatsächliche Vertikalbewegung früh wahrnehmen, ohne jede kurze Störung als Steigen oder Sinken zu interpretieren. Genau diese Balance zwischen Reaktionsfähigkeit und Ruhe macht aus einzelnen Messwerten ein brauchbares Fluginstrument.
Ein Barometer misst zunächst Druck, nicht Steigen oder Sinken. Mit zunehmender Höhe nimmt der atmosphärische Druck ab; dadurch werden kleinste Druckänderungen für ein Variometer nutzbar.
Sensorrauschen, kurzfristige Druckschwankungen, Luftbewegung am Gehäuse sowie Temperatur- und Umgebungsbedingungen beeinflussen die Messung. Ruhige Signale kosten Reaktionszeit, sehr direkte Signale machen Störungen hörbar.
Die IMU reagiert extrem schnell auf Veränderungen. Gleichzeitig erlebt sie Gravitation, translatorische Bewegung, Drehbewegungen, Orientierungsänderungen, Pilotenbewegung, Turbulenz und kurzzeitige mechanische Beschleunigungen.
SkyBase nutzt Bewegungssensorik deshalb nicht als einfachen Beschleunigungsmesser für Steigen, sondern als zusätzliche Informationsquelle innerhalb der proprietären Signalverarbeitung.
SkyBase One besitzt eigenes GNSS. Es liefert Position, Bewegung über Grund, Flugweg und zeitliche Veränderungen der Bewegung.
GNSS ist eine absolute räumliche Referenz mit eigenen Messunsicherheiten und anderen Reaktionseigenschaften als Druck- und Bewegungssensorik. Genau diese unterschiedlichen Stärken machen die Information wertvoll.
Ein reales Messsystem besteht nicht aus perfekt synchronen Zahlen. Sensoren messen mit unterschiedlichen zeitlichen Eigenschaften, reagieren verschieden auf schnelle Änderungen und liefern Informationen mit unterschiedlicher Unsicherheit.
Für ein Fluginstrument reicht es deshalb nicht, mehrere Werte einfach gleichzeitig einzulesen und zu mitteln. SkyBase berücksichtigt diese unterschiedlichen Eigenschaften direkt im Gerät, ohne die interne Synchronisations- und Verarbeitungslogik offenzulegen.
Ein stark beruhigtes Variometersignal wirkt angenehm ruhig, informiert den Piloten aber erst spät über Veränderungen.
Das Ziel ist nicht maximale Glättung und auch nicht maximale Empfindlichkeit. Relevante Flugbewegung soll früh erkennbar sein, ohne jede Störung hörbar zu machen.
Ein sehr empfindliches Signal reagiert unmittelbar, kann aber kurzfristige Bewegungen als scheinbares Steigen oder Sinken wiedergeben.
Ein Drucksensor weiß nicht, warum sich der Druck verändert. Ein Bewegungssensor weiß nicht, ob seine Beschleunigung aus Thermik, einer Drehbewegung oder einer Pilotenbewegung stammt. GNSS weiß nicht, welche Luftbewegung den beobachteten Flugweg verursacht hat.
Sensoren liefern Messungen. Bedeutung entsteht erst durch deren Interpretation. Genau dort liegt ein wesentlicher Teil der SkyBase-Entwicklung.
Eine speziell für SkyBase entwickelte Sensorfusion bewertet die integrierten Messinformationen fortlaufend und führt sie zu einer konsistenten Einschätzung der Flugbewegung zusammen. Die Signalverarbeitung läuft direkt auf SkyBase One.
Entscheidend für den Piloten ist das Ergebnis: ein schnelles und zugleich ruhiges Variometersignal, unmittelbares akustisches Feedback und belastbare Fluginformationen.
Der Pilot beobachtet Vertikalgeschwindigkeit nicht permanent als Zahl. Akustisches Feedback muss Änderungen unmittelbar und intuitiv erfassbar machen.
Dafür müssen Dynamik des Variometersignals, Beginn und Ende akustischer Ereignisse, Toncharakteristik sowie das Verhalten bei stärkerem, schwächerem, neutralem und sinkendem Flug zusammenpassen. SkyBase entwickelt Signalverarbeitung und Variometer-Audio deshalb als zusammenhängendes System.
Auf einem ruhenden Tisch ist ein Sensorproblem vergleichsweise einfach. Im Flug verändern sich gleichzeitig Luftdruck, Geräteorientierung, Beschleunigung, Flugrichtung, Geschwindigkeit, Luftströmung, Turbulenz, GNSS-Bedingungen und die Bewegung des Piloten.
Start, Geradeausflug, Thermikkreisen, beschleunigter Flug, turbulente Luft und Landung stellen jeweils andere Anforderungen. Ein Signal, das im Labor ruhig aussieht, ist deshalb noch lange kein gutes Variometer.
Änderungen sollen früh erkennbar sein, ohne dass jede kurze Bewegung als tatsächliches Steigen oder Sinken hörbar wird.
Hardware, Firmware und Signalverarbeitung werden nicht nur am Tisch entwickelt, sondern unter realen Bewegungen und Flugbedingungen bewertet.
SkyBase One, Firmware und App entstehen als zusammenhängendes System. Das verbindet Messung, Flugaufzeichnung, Variometer-Audio und die visuelle Ebene der App.
SkyBase entsteht iterativ zwischen Messdaten, Firmware und echten Flügen. Entscheidungen werden nicht ausschließlich im Simulator getroffen.
Ein Pilot bewegt sich relativ zur umgebenden Luft. GNSS beobachtet dagegen die Bewegung über Grund. Wind beeinflusst die Beziehung zwischen beiden Bewegungen.
In der Realität sind Flugbahnen nicht perfekt, Geschwindigkeit und Luftmasse verändern sich, Messungen besitzen Unsicherheiten und oft liegen nur unvollständige Bewegungsabschnitte vor. SkyBase entwickelt dafür eine eigene Schätzmethode auf Basis der vorhandenen Fluginformationen.
Ein mobiles Fluginstrument kann nicht beliebig Rechenleistung einsetzen. Sensorik, GNSS, Bluetooth, Audio, Datenspeicherung und Signalverarbeitung teilen sich dasselbe begrenzte Energiebudget.
SkyBase wird deshalb als Gesamtsystem entwickelt: Nicht maximale Rechenleistung ist das Ziel, sondern die notwendige Information mit möglichst effizientem Hardwareeinsatz bereitzustellen.
SkyBase One entsteht nicht aus einer Standard-Vario-Plattform. Hardware, Firmware, Signalverarbeitung und App werden als zusammenhängendes Fluginstrument entwickelt und unter realen Bedingungen geprüft.