Add wind analysis: header pill, fetch/validate menu, speed-plot overlay

Portiert das Wind-System des HTML-Demonstrators (Doku 3.8) vollstaendig:
Open-Meteo-Winddaten, interpoliert zwischen Druckflaechen- und festen
Nabenhoehen-Stuetzpunkten auf die tatsaechliche Zielhoehe.

Domain (lib/domain/wind/wind_math.dart, reines Dart): Hoehen-
Interpolation (linear + zirkulaer fuer Windrichtung), Peilung zwischen
zwei Punkten, Kopf-/Rueckenwind-Komponente pro Flugleg - 1:1 uebernommen
aus interpolateWindAtHeight()/bearingBetween()/headTailwindComponent()
des Demonstrators, per Unit-Tests abgesichert.

Service (lib/services/wind/wind_service.dart): zwei getrennte,
fokussierte Open-Meteo-Requests statt eines kombinierten (Doku 4.10 -
ein 35-Variablen-Request verursachte im Demonstrator Modellauswahl-
Fehler). Drei Verbraucher: Kopfleisten-Pille (120 m AGL ueber
Referenzort), gebuendelter Wegpunkt-Fetch (ein Request fuer alle
Koordinaten via Open-Meteos Mehrfach-Location-Syntax) und das
Validierungspanel (rohe Messwerte je Nabenhoehe/Druckflaeche). Per
MockClient getestet (kein echter Netzwerkzugriff in Tests).

UI:
- HeaderWindPill (TopModeBar, nur ausserhalb Fly-Modus): zeigt
  Windrichtung/-geschwindigkeit, Antippen schaltet perspektivisch die
  Wind-Marker der Wegpunkte um (Zustand vorbereitet, HTML-Demonstrator:
  showPerWaypointWind).
- WaypointListPanel: "Fetch wind"/"Validate"-Buttons im Panel-Header,
  neue WIND-Spalte in der Liste.
- WindValidatePanel: neue Vollbild-Route (gleiches Muster wie
  WaypointListPanel) mit Rohdaten je Hoehenstufe inkl. Boeen (Doku 4.9:
  Boeen nur hier, nicht in der Wegpunktanzeige) und Interpolationsergebnis.
- FullValueChart (Speed-Tab): Kopf-/Rueckenwind-Diamanten pro Leg samt
  gestrichelter Nulllinie sowie gestrichelte Bodengeschwindigkeits-
  Stufenlinie.

Bug gefunden und gefixt waehrend der Emulator-Verifikation: die
Y-Achsen-Autoskalierung klemmte weiterhin auf den gueltigen Drehrad-
Wertebereich (13-25 m/s), wodurch nahe Null liegende Windkomponenten
(bei schwachem Wind der Normalfall) ausserhalb des sichtbaren Bereichs
lagen und weder Diamanten noch Nulllinie zu sehen waren. Der HTML-
Demonstrator klemmt computeSpeedChartRange() bewusst nicht auf SPD_MIN/
SPD_MAX; das Klemmen in FullValueChart._range() jetzt entsprechend
entfernt.

Waypoint-Modell um windSpeedMs/windDirFromDeg/windElevationM erweitert
(nullable, reine Planungshilfe - der Encoder liest diese Felder nie,
Doku 3.2). currentMissionProvider bekommt replaceAll() fuer den
gebuendelten Wind-Fetch, der alle Wegpunkte gleichzeitig aktualisiert.

Verifiziert: flutter analyze (0 issues), flutter test (44/44, davon 14
neue Wind-Mathematik- und 6 neue WindService-Tests), manuell auf
Pixel_10a-Emulator mit echtem Open-Meteo-Netzwerkzugriff - Kopfleisten-
Pille zeigt Live-Wind, Fetch/Validate fuellen Liste bzw. oeffnen das
Validierungspanel mit echten Messwerten, Speed-Plot zeigt nach dem Fix
Diamanten/Nulllinie/Bodengeschwindigkeit korrekt skaliert.

Co-Authored-By: Claude Sonnet 5 <noreply@anthropic.com>
This commit is contained in:
Constantin Leue
2026-07-28 13:32:15 +02:00
co-authored by Claude Sonnet 5
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commit 1b13c45cac
14 changed files with 1473 additions and 12 deletions
+130
View File
@@ -0,0 +1,130 @@
import 'dart:math' as math;
import '../waypoint/flat_waypoint_list.dart';
/// Ein Stuetzpunkt fuer die Windinterpolation: Windgeschwindigkeit/-richtung
/// in einer bestimmten Hoehe ueber dem Meeresspiegel (AMSL). Kombiniert aus
/// Druckflaechen- und festen Nabenhoehen-Daten (Doku 3.8,
/// buildCombinedWindLevels() im HTML-Demonstrator).
class WindLevel {
const WindLevel({
required this.heightAmslM,
required this.speedMs,
required this.dirFromDeg,
});
final double heightAmslM;
final double speedMs;
final double dirFromDeg;
}
/// Interpoliertes Windergebnis an einer bestimmten Zielhoehe.
class WindSample {
const WindSample({required this.speedMs, required this.dirFromDeg});
final double speedMs;
final double dirFromDeg;
}
/// Kreisfoermige Interpolation zwischen zwei Windrichtungen (kuerzester Weg
/// ueber die 0/360-Grenze), analog interpolateAngle() im HTML-Demonstrator.
double interpolateAngle(double a, double b, double frac) {
final diff = ((b - a + 540) % 360) - 180;
return (a + diff * frac + 360) % 360;
}
/// Lineare Interpolation zwischen den zwei Hoehen-Stuetzpunkten, die
/// [targetHeightAmslM] einschliessen; ausserhalb des Stuetzpunktbereichs wird
/// auf den jeweils naechstgelegenen Rand geklemmt (analog
/// interpolateWindAtHeight() im HTML-Demonstrator). Gibt null zurueck, wenn
/// keine Stuetzpunkte vorhanden sind.
WindSample? interpolateWindAtHeight(
List<WindLevel> levels,
double targetHeightAmslM,
) {
if (levels.isEmpty) return null;
final sorted = [...levels]
..sort((a, b) => a.heightAmslM.compareTo(b.heightAmslM));
final first = sorted.first;
if (targetHeightAmslM <= first.heightAmslM) {
return WindSample(speedMs: first.speedMs, dirFromDeg: first.dirFromDeg);
}
final last = sorted.last;
if (targetHeightAmslM >= last.heightAmslM) {
return WindSample(speedMs: last.speedMs, dirFromDeg: last.dirFromDeg);
}
for (var i = 0; i < sorted.length - 1; i++) {
final a = sorted[i];
final b = sorted[i + 1];
if (targetHeightAmslM >= a.heightAmslM &&
targetHeightAmslM <= b.heightAmslM) {
final span = b.heightAmslM - a.heightAmslM;
final frac = span == 0 ? 0.0 : (targetHeightAmslM - a.heightAmslM) / span;
return WindSample(
speedMs: a.speedMs + (b.speedMs - a.speedMs) * frac,
dirFromDeg: interpolateAngle(a.dirFromDeg, b.dirFromDeg, frac),
);
}
}
return WindSample(speedMs: last.speedMs, dirFromDeg: last.dirFromDeg);
}
/// Grosskreis-Peilung von (lat1,lon1) nach (lat2,lon2) in Grad (0=Nord),
/// analog bearingBetween() im HTML-Demonstrator.
double bearingBetweenDeg(double lat1, double lon1, double lat2, double lon2) {
final lat1Rad = lat1 * math.pi / 180;
final lat2Rad = lat2 * math.pi / 180;
final dLon = (lon2 - lon1) * math.pi / 180;
final y = math.sin(dLon) * math.cos(lat2Rad);
final x = math.cos(lat1Rad) * math.sin(lat2Rad) -
math.sin(lat1Rad) * math.cos(lat2Rad) * math.cos(dLon);
return (math.atan2(y, x) * 180 / math.pi + 360) % 360;
}
/// Rueckenwind-Komponente (positiv) bzw. Gegenwind-Komponente (negativ)
/// entlang eines Kurses, analog headTailwindComponent() im HTML-
/// Demonstrator: Wind, der genau von hinten kommt, ergibt +windSpeedMs.
double headTailwindComponent(
double bearingDeg,
double windSpeedMs,
double windDirFromDeg,
) {
final windToward = (windDirFromDeg + 180) % 360;
final diff = (windToward - bearingDeg) * math.pi / 180;
return windSpeedMs * math.cos(diff);
}
/// Windkomponente auf dem Leg von [a] nach [b], interpoliert aus dem am
/// Zielwegpunkt [b] hinterlegten Wind (analog computeLegWindComponent() im
/// HTML-Demonstrator - der Zielpunkt bestimmt den massgeblichen Wind fuer
/// dieses Leg). Null, solange fuer [b] noch kein Wind geladen wurde.
double? computeLegWindComponent(Waypoint a, Waypoint b) {
final windSpeedMs = b.windSpeedMs;
final windDirFromDeg = b.windDirFromDeg;
if (windSpeedMs == null || windDirFromDeg == null) return null;
final bearing = bearingBetweenDeg(a.lat, a.lon, b.lat, b.lon);
return headTailwindComponent(bearing, windSpeedMs, windDirFromDeg);
}
/// Windkomponente pro Leg der gesamten Route (Laenge waypoints.length - 1).
List<double?> computeLegWind(List<Waypoint> waypoints) {
return [
for (var i = 0; i < waypoints.length - 1; i++)
computeLegWindComponent(waypoints[i], waypoints[i + 1]),
];
}
/// Erreichbare Bodengeschwindigkeit pro Leg (Soll-Geschwindigkeit des
/// Zielwegpunkts + Windkomponente), null wo noch kein Wind geladen ist -
/// analog der groundSpeeds-Berechnung in buildFullChart() im HTML-
/// Demonstrator.
List<double?> computeGroundSpeeds(List<Waypoint> waypoints) {
return [
for (var i = 0; i < waypoints.length - 1; i++)
switch (computeLegWindComponent(waypoints[i], waypoints[i + 1])) {
final wind? => waypoints[i + 1].speedMs + wind,
null => null,
},
];
}