JP2000513801A - 発射体の全天候ロール角測定 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 回転している発射体のロール角を測定するシステム。システムは発射体に取付けられた送信システム（１６）を含む。送信システムは、直線的に偏向された送信アンテナシステム(１６Ｅ、１６Ｆ)、第１周波数で第１送信信号を送信するため送信アンテナシステムに結合された第１送信機(１６Ｂ)、および第２周波数で第２送信信号を送信するため送信アンテナシステムに結合された第２送信機（１６Ｄ）を有する。第１周波数は第２周波数とは異なり、かつ第１および第２送信信号は位相干渉性にある。システムはさらに、発射体から遠隔に配置された受信機システムを含む。受信機システムは第１送信信号および第２信号を受信するための直線的に偏向された受信アンテナシステム（２２Ａ、２４Ａ）を含む。第１受信機部分（２２）は第１受信機信号を提供するため第１送信信号を受信し、かつ下方変換するために備えられる。第２受信機部分（２４）は第２受信機信号を提供するため第２送信信号を受信し、かつ下方変換するために備えられる。第１および第２受信機信号はに位相干渉性ある。ロール角処理装置はロール角を計算するため受信機システムに応答する。

Description

【発明の詳細な説明】 発射体の全天候ロール角測定 発明の技術分野 この発明はスピンしている発射体例えばミサイルを追跡し、その飛翔中に瞬間 的なロール角を検出する技術に関する。 発明の背景 この発明の目的は、スピンしている指令案内発射体の全天候、遠距離制御シス テムを提供することにある。このような発射体は、それらが捜索機および捜索機 情報を処理する複雑な搭載コンピュータを必要としないので非常に低コストであ り得る。さらに、スラスタがどんな適当なロール角でも点火され得るので、スピ ンしている発射体は如何なる方向にも移動するため単一の偏向スラスタのみが必 要である。操作において、発射体は発射され、かつ予め設定された目標に向かっ て飛翔中追跡される。蓄積誤差がミスを起こすことが決定されたとき、単一の短 いスラスタが弾道誤差を修正するため飛翔の末期に点火され得る。 発射体のロール角を測定する先行技術は、全般的に複数のカテゴリの１つに入 る。１つの技術は、発射および飛翔制御システムにそのロール角を連絡するため 、発射体がロールジャイロスコープおよびデータリンクを装備することである。 この取組み方は、各発射体が慣性ナビゲーションシステム、典型的にはガンの大 きな発射加速に耐えるため強固にされなくてはならない使用しているジャイロス コープを担持しなくてはならないので高価である。 他の技術として、発射体はレーダまたはレーザの偏向反射体を備えられる。受 信された反射の偏向角はロール角を示すが、この方法はロールにおける180°の 曖昧さに苦しむ。その方法は上下を識別出来ない。かくして半分の時間、発射体 は間違った方向に推力するよう指令されるであろう。 他の技術は、スピンしている発射体が空および地球間の差を見分け るための光学センサを備えることである。この方法は全天候型ではなく、非常に 精密でもない。 他の技術において、発射体はそのロール角の決定および180°の曖昧さの除去 のため、発射後短くカメラで映し出される。偏向された反射はそのとき連続した ロールを決定するために使用される。この方法は、もしデータ流が煙、埃等のよ うな何らかの曇りにより飛翔中中断されるなら失敗するであろう。 発明の概要 本発明は先行方法の意味のある簡素化である。それは発射体に担持された簡単 なＣＷラジオ送信機、およびスラスタを点火する適当な時間を決定するため必要 なデータを処理するように発射および飛翔制御サイトに簡単な受信処理装置（ア ナログまたはディジタル）を採用する。スラスタは制御サイトから発射体搭載の 指令受信機に簡単な信号を送信することにより指令される。 発明の１つの相によれば、回転している発射体のロール角を測定するシステム が記述される。システムは発射体に取付けられた送信システムを含む。送信シス テムは直線的に偏向された送信アンテナシステムと、第１周波数で第１送信信号 を送信するため送信アンテナシステムに結合された第１送信機と、第２周波数で 第２送信信号を送信するため送信アンテナシステムに結合された第２送信機とを 有する。第１周波数は第２周波数とは異なり、かつ第１および第２周波数は位相 干渉性にある。システムはさらに、発射体から遠隔に配置された受信機システム を含む。受信機システムは第１送信信号および第２送信信号を受信するための直 線的に偏向された受信アンテナシステムを含む。第１受信機部分は第１受信機信 号を提供するため第１送信信号を受信し、かつ下方変換するために備えられる。 第２受信機部分は第２受信機信号を提供するため第２送信信号を受信し、かつ下 方変換するために備えられる。第１および第２受信機信号は位相干渉性にある。 ロール角処理装置はロール角を計算するため受信機システムに応答する。 好ましい実施例において、ロール角処理装置は、合計された受信機出力信号を 生じるため、第１受信機信号と第２受信機信号とを合計する合計装置を含む。合 計された受信機出力信号は瞬間的なロール角を決定するために処理される。 図面の簡単な説明 本発明のこれらおよび他の特徴および利点は、添付図面に示されたように、そ の例示的実施例の以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。ここに、 図１は発明の実施例相のスピンしている発射体および飛翔制御サイトを示す簡 単な図解的図、 図２は図１の発射体の端面図、 図３は発明による角測定システムの単純化されたブロック図、 図４Ａは図３の受信機により供給される第１および第２受信機信号のそれぞれ の電圧波形を示し、図４Ｂは時間の関数として図４Ａの合計信号の合計電圧を示 す。 図５Ａは図４Ａの第１および第２受信機信号を反転した形を示し、図５Ｂは図 ５Ａの合計された信号の合計された電圧を示す。 図６は図３のシステムの受信機信号を処理するためディジタル信号処理装置の 図式的なブロック図、 図７Ａは第１送信信号のゼロビートを追跡するため位相ロックループを採用し ている受信機の第１および第２受信機信号を示し、図７Ｂは図７Ａの第１および 第２受信機信号を反転した形で示す。 図８は発明による受信機システムの第２代替実施例の単純化されたブロック図 、 図９は図８の実施例の作動を示す概念的信号処理流れ図、 図１０は発明による指令案内発射体制御システムの単純化された図式的ブロッ ク図、 図１１Ａは発明による代わりの発射体制御システムの単純化された図解的図、 図１１Ｂはこのシステムの発射体/ミサイルの単純化された 図式的図である。 好適な実施例の詳細な説明 本発明はミサイル、弾丸またはミサイル発射機１発分を追跡し、その飛翔中ス ピンしている発射体の瞬間のロール角を決定する新しい技術を提供する。それは この情報を提供するため簡単な全天候型ラジオリンクを使用する。追跡および特 にロール角測定のこの方法は、簡単な指令案内武器制御システムを実施すること を可能にする技術の鍵を提供する。スピンしている発射体のロール角を非常に正 確に測定することにより、単一発射スラスタが発射体の弾道に修正を行うため計 算された時点で点火され、かくして戦術的な目標に正確に命中することを許容で きる。例示的実施例において、システムは発射体に担持された簡単なＣＷ（連続 波）ラジオ送信機、およびスラスタを点火する適当な時間を決定するため必要な データを処理するように発射および制御サイトに簡単な受信機および処理装置を 利用する。スラスタは制御サイトから発射体搭載の指令受信機に簡単な信号を送 信することにより点火するよう指令される。 この発明により解決されるべき問題の簡単な図解的図が図１に示される。発射 体またはミサイル１０は飛翔しており、図２の発射体端面図に示されたようにそ の長手方向軸線１２の回りに旋回する。発射体１０は単一側面スラスタ１４とラ ジオ送信機１６とを含む。遠隔配置された受信機および制御ユニット２０が発射 体から送信された信号を受信し、発射体のロール角を測定し、かつ適当なときに スラスタ１４を点火するため送信指令を発する。 発明による角度測定システムの単純化されたブロック図が図３に示される。発 射体送信機ユニット１６は周波数ｆで信号を発生する発振器１６Ａと、周波数ｆ で第１信号を送信する第１送信機１６Ｂとを含む。例示的実施例において、ｆは 100ＭＨｚである。送信ユニット１６はさらに発振器信号の周波数を増殖し、２ ｆの信号を発生する周波数乗数器１６Ｃを含む。第２送信機１６Ｄは周波数２ｆ 、この例では２ 00ＭＨｚで第２送信信号を送信する。送信機１６Ｂおよび１６Ｄは送信信号を放 射するためアンテナを使用する。図３は別々のアンテナ１６Ｅおよび１６Ｆを示 すが、好ましい実施例において、２つの送信機は両送信信号を運ぶ１つのアンテ ナを分担するであろう。発明の相によれば、アンテナは直線的に偏向されたアン テナ構造である。 受信機ユニット２０は遠隔サイト、典型的に発射体発射および制御サイトに配 置され、発射体送信機により送信された２つの信号をそれぞれ受信するため２つ の受信機部分を含む。受信機ユニットは２つのアンテナ２２Ａ、２４Ａを含んで 図３に示され、好ましい実施例において、受信機部分は共通の直線的に偏向され たアンテナを分担するであろう。第１受信機部分２２は周波数ｆで第１送信信号 を受信する直線的に偏向されたアンテナ２２Ａを含む。受信された信号は増幅器 ２２Ｂにより増幅され、増幅された信号はＬＯ２２Ｄにより発生された局部発振 器（ＬＯ）信号と混合器２２Ｃで混合される。ＬＯ信号はこの例示的実施例にお いて、100ＭＨｚプラス1ＫＨｚであり、1ＫＨｚで混合器出力信号を発生し、そ れは処理装置に供給される。 第１受信機部分はまた、位相ロックループ回路２２ＦをＬＯおよび混合器から 接続/切断するスイッチ２２Ｅを含む。この回路は図式目的のために示され、以 下に記述される一実施例はその回路を採用されるが、他の記述された実施例では 採用されない。典型的に位相ロックループおよびアナログ合計回路はアナログ処 理のみに使用される。 第２受信機ユニット２４は周波数２ｆで、直線的に偏向されたアンテナ２４Ａ により第２送信信号を受信し、それは増幅器２４Ｂにより増幅され、かつ乗数器 ２４ＤでＬＯ信号を２倍することにより、即ち周波数200ＭＨｚプラス2ＫＨｚに より発生された信号と混合器２４Ｃで混合される。混合器２４Ｃの出力はそれ故 2ＫＨｚ信号である。混合器２４Ｃの出力はまた処理装置に供給される。 図の目的のため、２つの送信周波数は100ＭＨｚと200ＭＨｚとして示されたが 、どんな２つの高調波関係の周波数でも使用してよい。事 実発明は２つの高調波関係の周波数の使用に限定されず、非高調波で、しかし位 相干渉性信号が適当な信号処理装置で使用され得る。図３の２つの受信機はそれ ぞれ周波数1ＫＨｚと2ＫＨｚの２つの電気的出力信号を発生する。 図３に示されるように、スイッチ２２Ｅが開いた位置で、受信機部分２２、２ ４は通常のヘテロダイン受信機である。２つの出力信号は、振幅および位相にお いて２つの受信ラジオ周波数信号の写しであるが、搬送周波数は数100ＭＨｚか ら数ＫＨｚに下方シフトされた。もし受信機ＬＯ周波数がドリフトし、あるいは もし速く動いている発射体により重要なドプラーシフトがあるなら、それらの出 力周波数は1ＫＨｚと2ＫＨｚから異なるかもしれない。しかし、これら２つの出 力信号の周波数が何であっても、２つの周波数は常に２の係数で正確に異なり、 それらは常にそれら間に厳密な相対的位相関係を有することが注目される。この 関係は、２つの送信周波数が発射体送信機ユニット１６の共通の主発振器１６Ａ から引渡され、２つの受信機混合器注入信号が受信機ユニット２０の共通の局部 発振器２２Ｄから引渡されるため真実である。 第１および第２受信機部分２２、２４からの出力信号は、この例示的実施例に おいて、簡単なアナログ回路またはディジタル信号処理装置によりなされ得る合 計装置により合計される。図３は演算増幅器３２を含んでいる通常のアナログ合 計回路３０を示す。図３はまた、２つの受信機出力がディジタル処理装置に供給 されることを示し、これはアナログ合計回路３０に代わる配列である。２つの出 力信号が合計されるとき、それらはビート波形を発生する。これは図４Ａおよび ４Ｂに示される。図４Ａは２つの信号（１つは実線、１つは点線）のそれぞれ電 圧波形を示す。図４Ｂは時間の関数として合計された信号の合計電圧を示す。周 波数が1ＫＨｚと2ＫＨｚから異なっても、この繰返し波形は依然として同じ形を 持つであろう。それは異なった率で簡単に繰り返される。波形が振幅において非 対称であることに注意を要す。 ここに２ボルトとして示される大きな正の振幅があり、ここに-1ボルトで示され る小さな負の振幅により続けられる。この２つの周波数波形は非対称な波形の繰 返しの最も簡単な例である。Ｕ.Ｓ.特許No.5,146,616および5,239,309に開示さ れた繰返し単一サイクルインパルス波形のような、より複雑な非対称波形が採用 され得るが、２つの周波数の場合は簡単であり、かつ多くの応用に十分である。 発射体１０がその飛翔中に回転するとき何が起こるか考える。直線的に偏向さ れた送信アンテナ１６Ｅ/Ｆは、固定された受信アンテナ２２Ａ/２４Ａと周期的 に偏向された十字形になる。結果は両受信機部分２２、２４における受信信号強 度がその最大値から減少されることである。ロール角90°で、偏向は受信機に完 全に直角になり、信号は短い期間受信されないであろう。 ロール角180°で、受信信号はもう一度最大強度になるであろう。しかし、各 信号はゼロロール角で受信された信号に関して電圧を逆転されるであろう。通常 、受信機はこのような差異を検出できなかった。各受信機は、受信アンテナに電 流を発生する単純な正弦波信号を受信しており、それは100ＭＨｚまたは200ＭＨ ｚの率で正（＋）電圧および負（−）電圧間を対称的に交互する。 しかし、図４Ｂに示された合計電圧に注目せよ。もし各電圧が正から負に逆転 されるなら、結果である非対称波形もまた正から負に逆転する。送信アンテナが 180°回転するとき、合計された受信機出力電圧はまた逆転されるであろう。最 大電圧は今度は-2ボルトに成るであろう。図５Ａは1ＫＨｚ信号と2ＫＨｚ信号の 両方が逆転された電圧であることを示す。図５Ｂは図５Ａの逆転された信号の合 計を示す。合計された信号における最も大きい正および最も大きい負電圧振幅を 比較することにより、発射体ロール角が90°を越えたかどうかを検出することが 可能である。結果として、より低い送信周波数は２倍高い周波数の位相情報の先 導波形として作用し、回転アンテナの偏向における180°曖昧さを除去する。 発射体ロール角を引き出すため受信機信号を処理する種々の方法がある。以下 に３つの例示的実施例が記述される。 第１の実施例において、各受信機部分（100ＭＨｚと200ＭＨｚ）の受信信号は 発射体回転として振幅を変化する。送信された偏向が受信アンテナ偏向に直角で あるとき、回転につき２回、受信された信号はゼロになる。受信された信号強度 におけるこれらゼロは発射体の回転周期の半分で周期的に起こる。カルマンフィ ルタまたは位相ロックループがこれら周期的ゼロを追跡し、かつゼロ交差間で４ 回回転角を補間する。非対称合計信号は各回転周期で１回または２回試験され、 180°ロール曖昧さを除去するため、追跡フィルタを初期化するために使用され る。 アナログ電圧が比較的低い音声周波数で変化するので、ディジタル処理装置が 採用されることが出来、その場合アナログ合計回路３０（図３）および位相ロッ クループ２２Ｅおよび２２Ｆは必要ない。種々の追跡フィルタ、受信機信号の合 計、および電圧極性の試験が処理装置においてソフトウエアルーチンとして実行 され得る。Ｉ.Ｆ.周波数略2ＫＨｚとして図３に示されたが、処理装置は4ＫＨｚ またはそれより高いＩ.Ｆ.信号をサンプルするために持つであろう。 例示的ディジタル処理装置３００が図６に概略ブロック図の形で示される。1 ＫＨｚと2ＫＨｚのＩ.Ｆ.信号が、例えば10ＫＨｚのサンプルクロック３０６に より駆動されるそれぞれアナログディジタル（Ａ/Ｄ）変換器３０２および３０ ４によりディジタル形に変換され、ディジタル化された信号が中央処理ユニット （ＣＰＵ）３０８に入力される。ＣＰＵはマイクロコンピュータであり得、プロ グラム指令およびデータを蓄えられるメモリ３１０とインターフェイスしている 。ＣＰＵは入ってくる信号を処理し、ロール角測定の出力として提供する。選択 的な表示装置３１２が、もし特別な応用のため望ましいなら、出力角測定を表示 することが出来る。 カルマンフィルタおよび位相ロックループ機能は、アナログディジ タル変換器により供給されるデータ流を演算するプログラム（メモリ３１０に内 在する）として実行され得る。この実施例において、回路２２Ｆ（図３）のよう な物理的位相ロックループは必要ない。位相追跡はデータ流のコンピュータ分析 により達成される。 第２の実施例において、100ＭＨｚ受信機部分２２は受信機局部発振器２２Ｄ に位相ロックループ（ＰＬＬ）帰還回路２２Ｆを備えられる。これは、帰還回路 を完全にするため図３に示されるスイッチ２２Ｅを閉じることにより概念的に示 される。この実施例において、ＬＯは電圧制御された可変周波数発振器（ＶＣＯ ）である。混合器信号は増幅され、低域通過濾波され、ＬＯ周波数および位相を 連続的に調節出来るＬＯ電圧制御入力に適用される。この制御信号の適当な極性 および利得で、局部発振器は混合器出力信号の周波数を減少するような方向に周 波数を変化するであろう。100ＭＨｚ受信機は入ってくる100ＭＨｚ信号を正確に 追跡するため電子的に調節される。それからＩ.Ｆ.信号はゼロビートに行き、即 ち、それは前の1ＫＨｚ正弦波信号よりもむしろ一定のＤＣ電圧を呈する。典型 的に、100ＭＨｚ受信機部分２２は100ＭＨｚ受信信号の正に行くゼロ交差を追跡 するように調節される。これは、両送信波形を示す図７Ａ、および両逆転された 送信波形を示す７Ｂに示される。ＰＬＬ追跡は、典型的に周波数変調信号のため に受信機で使用される共通の検出方法である。位相追跡受信機の他の実施例は技 術においてよく知られており、代わりに採用され得る。 100ＭＨｚ受信機がゼロビートにあるとき、200ＭＨｚ受信機部分２４は同時に ゼロビートにあり、200ＭＨｚ受信信号に関して固定された位相角のままである 。図７Ａおよび７Ｂから、200ＭＨｚ受信機部分２４がその受信信号において最 大電圧の点を追跡されるであろうことが見られる。 受信機２４出力は発射体回転として変化するＤＣ信号である。発射体回転が垂 直から離れるとき、この最大信号は減少し、かつ直角偏向の瞬間にゼロになるで あろう。発射体が逆転された位置に回転を継続 すると、200ＭＨｚゼロビート信号は負の電圧になり始めるであろう。かくして 、200ＭＨｚゼロビート信号は回転角のコサインを直接表す正弦波出力電圧を生 成するであろう。このコサイン電圧から、例えば、このゼロビート信号の最大値 に正規化された200ＭＨｚゼロビート信号のアークコサインを得ることにより、 回転角は容易に計算される。受信機はまた、送信発射体および受信機間で増加し ている範囲による信号強度の減少を計算するため、利得制御補償を備えねばなら ない。かくして、作動中のＰＬＬ帰還回路２２Ｆを有するこの実施例において、 受信機２４が180°曖昧さを持たないコサイン信号を直接生じるので、第１およ び第２の受信機からの電圧は合計されない。 図８に示された第３の好ましい実施例において、受信機２０Ａは付加的な第２ の100ＭＨｚと第２の200ＭＨｚヘテロダイン受信機部分またはチャンネルを備え る。これらの二重の受信機は、図８に示されるように第１受信アンテナに交差偏 向された第２受信アンテナに取付けられる。かくして、受信機２０Ａは図３のよ うな受信機部分２２および２４を含み、さらに受信機部分２６および２８を含む 。部分２６は第２の100ＭＨｚ受信機部分であり、部分２８は第２の200ＭＨｚ部 分である。この実施例において、直線的に偏向された受信アンテナ２２Ａ、２４ Ａは垂直方向に向けられ、直線的に偏向された受信アンテナ２６Ａ、２８Ａは水 平方向に向けられる。受信機部分２６は、増幅器２６Ｂ、混合器２６Ｃ、ＬＯ２ ６Ｄ、スイッチ２６Ｅおよび位相ロックループ２６Ｆを含む。受信機部分２８は 増幅器２８Ｃおよび乗数器２８Ｄを含む。 ゼロビート状態のとき、第１の200ＭＨｚ受信機チャンネル２４は、回転角の コサインを表す出力電圧をノード２４Ｅに生成する。第２の200ＭＨｚ受信機チ ャンネル２８は回転角のサインを表す出力電圧をノード２８Ｅに生成する。サイ ン電圧は第１受信機からのコサイン電圧により割算器３０で数学的に割られ、発 射体の回転角を表すタンジェント電圧信号を生成する。このタンジェント電圧信 号は回転角にのみ 依存する。それは200ＭＨｚ信号の受信振幅に依存せず、その振幅はまた交差偏 向の程度および送信機の受信機からの距離で変化する。この目標電圧信号から、 発射体角は容易に計算される。この実施例は第２の好ましい実施例よりフェージ ング信号により低い感度である。 図９は図８の実施例の作動を示す概念的信号処理流れ図である。この場合、デ ィジタル信号処理装置３００は、垂直偏向受信機２２、２４からの受信出力をデ ィジタル化するＡ/Ｄ変換器３０２Ｖ、３０４Ｖ、および水平偏向受信機２６、 ２８からの受信出力をディジタル化するＡ/Ｄ変換器３０２Ｈ、３０４Ｈを含む 。処理の最初のステップ（３６０）は100ＭＨｚ受信機２２または２６のどちら か一方の正に行くゼロ交差を検出することである。このようなゼロ交差が検出さ れるとき、処理装置は、受信機２４から垂直2ＫＨｚ最大振幅Ｖ1(ステップ３６ ２)、および受信機２８から水平2ＫＨｚ最大振幅Ｖ2（ステップ３６４）を記憶 する。次に３６６で、ロール角はＶ2/Ｖ1のアークタンジエントとして計算され る。計算されたロール角データは３６８で出力される。 本発明はスピンしている指令案内発射体の全天候、長射程の制御システムを提 供する。このような発射体は、それらが捜索機または捜索機情報を処理する複雑 な搭載コンピュータを必要としないので、非常に低コストにできる。さらに、ス ラスタがどんな適当なロール角でも点火され得るので、スピンしている発射体は 如何なる方向にも移動するため単一の偏向スラスタのみが必要である。操作にお いて、発射体は発射され、かつ予め設定された目標に向かって飛翔中追跡される 。蓄積誤差がミスを起こすことが決定されたとき、単一の短いスラスタが弾道誤 差を修正するため飛翔の末期に点火され得る。 図１０は発明を実施している発射体制御システムの単純化されたブロック図で ある。発射体１０はスラスタ１４、ＣＷ送信機１６、アンテナシステム１７およ び指令受信機１８を含む。送信機１６と受信機１８とは、この例示的実施例にお いてはアンテナシステム１７を分け合うが、他の実施例においては別々の送信お よび受信アンテナが採用 され得る。飛翔制御サイト５０は、受信機２０および図３のように２つの受信機 部分からの第１および第２出力信号を合計する合計器５２を含む。処理装置５４ は発射体１０の瞬間的ロール角を計算するため合計信号に応答する。指令送信機 ５６が発射体にスラスタ指令を送信するために、処理装置により発生された制御 信号に応答可能である。アンテナシステム５８は受信機２０および指令送信機５ ６により分け合われるが、他の実施例において、別々なアンテナが受信と送信と を分離するために採用され得る。 図１１Ａおよび１１Ｂに示された発明による発射体/ミサイル制御システムの 代わりの実施例において、受信機２０、２２はスピンしている発射体１０Ａに置 かれる。２周波数送信機１６'は地上または航空機７０に設置される。送信機１ ６'は、直線的に偏向された２つの干渉信号を送信機１６'のラジオ視界線内で全 ての興味あるユーザにアンテナ１７を経て放射する。例えば、２つの信号は100 ＭＨｚと200ＭＨｚの周波数で垂直方向に偏向されてもよく、かつ効果的に“上 方信号”である。スピンしている発射体１０Ａは搭載コンピュータ１１およびそ の位置を決定するためＧＰＳ受信機１３を備えることが出来る。プラットホーム ７０からの送信信号を受信することにより、プラットホーム７０のラジオ視界線 内にあるスピンしている発射体は、送信信号の直線的偏向の方向に関して、即ち この例では垂直に関して、その回転角を決定することが出来る。それから発射体 はそのスラスタ１４を点火するための必要な全ての情報を持つ。この実行は発射 体が慣性ナビゲーション計器を備えるよりも非常に簡単である。また制御器間、 即ち発射装置と発射体間の指令リンクが必要なく、そのため発射装置の位置から 離れて与えることが出来る送信信号を回避する。この実施例で、発射体はその弾 道を自主的に測定し、かつその意図した目標に的中するように誤差を修正するこ とができる。発射前、例えばガン８０により発射体が目標のＧＰＳ整合を持って プログラムされる。発射後、発射体１０Ａは慣性ナビゲーション計器の必要なし にロール角を 測定するため上方信号を使用する。 上記実施例は、本発明の原理を表わす可能な特別な実施例を単に示すものであ ることが理解される。他の配列が発明の範囲および精神から逸脱することなく、 技術に熟練したものによりこれらの原理にしたがって容易に構成され得る。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 システムに応答する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．直線的に偏向された送信アンテナシステム、第１周波数で第１送信信号を 送信するため送信アンテナシステムに結合された第１送信機、第２周波数で第２ 送信信号を送信するため送信アンテナシステムに結合された第２送信機を含み、 前記第１周波数が前記第２周波数から異なり、かつ前記第１送信信号および前記 第２送信信号は位相干渉性にある送信システムと、 前記第１送信信号および前記第２送信信号を受信するための直線的に偏向され た受信アンテナシステム、第１受信機信号を提供するため前記第１送信信号を受 信しかつ下方変換するための第１受信機部分、第２受信機信号を提供するため前 記第２送信信号を受信しかつ下方変換するための第２受信機部分を含み、前記第 １および第２受信機部分が位相干渉性にあり、送信システムから遠隔に配置され た受信機システムと、 ロール角を計算するため前記受信機システムに応答するロール角処理装置とに より特徴付けられた、 回転している発射体のロール角を追跡するシステム。 ２．前記送信システムが発射体に取付けられたことをさらに特徴とする請求項 １によるシステム。 ３．前記受信システムが発射体に取付けられたことをさらに特徴とする請求項 １によるシステム。 ４．ロール角処理装置が合計された受信機出力信号を生じるため、第１受信機 信号と第２受信機信号とを合計する合計装置を含むことをさらに特徴とする請求 項１乃至３の何れかによるシステム。 ５．前記第１周波数および前記第２周波数が高調波関係にあることを特徴とす る請求項１乃至４の何れかによるシステム。 ６．前記受信機システムが、前記第１受信機信号の正に行くゼロ交差を追跡し 、かつ前記第１受信機信号の前記ゼロ交差で前記第２受信機信号の値を検出する 装置を含み、前記ロール角処理装置が前記ロー ル角を決定するため前記第２受信機信号値に応答することを特徴とする請求項１ 乃至５の何れかによるシステム。 ７．前記ロール角処理装置が、前記ロール角を決定するため前記第２受信機信 号値の正規化されたバージョンのアークコサインを計算する装置を含むことを特 徴とする請求項６によるシステム。 ８．受信機システムが、ＬＯ信号を発生する局部発振器、受信された第１送信 信号を下方変換して前記第１受信機信号を供給するため、受信された第１送信信 号をＬＯ信号と混合する第１混合器、および受信された第２送信信号を下方変換 して前記第２受信機信号を供給するため、受信された第２送信信号をＬＯ信号と 混合する第２混合器を含むことを特徴とする請求項１乃至７の何れかによるシス テム。 ９．ＬＯが電圧制御発振器（ＶＣＯ）であり、前記第１受信機部分がＶＣＯと 作動している位相ロックループ回路を備え、前記位相ロックループ回路が前記第 １受信機信号の正に行くゼロ交差を追跡するように適用されることを特徴とする 請求項８によるシステム。 １０．前記ロール角処理装置が前記第１および第２受信機信号のディジタル化 されたバージョンに応答するディジタル処理装置を含み、前記ディジタル処理装 置は、前記第１受信機信号の正に行くゼロ交差を追跡し、かつ前記第１受信機信 号の前記ゼロ交差で前記第２受信機信号の値を決定するように適用され、前記ロ ール角処理装置はさらに前記第２受信機信号値によって前記ロール角を計算する ように適用されることを特徴とする請求項１乃至７の何れかによるシステム。 １１．前記受信アンテナシステムが第１の直線的偏向アンテナシステムと第２ の直線的偏向アンテナシステムを備え、前記第１および第２アンテナシステムは 互いに関して直角に取付けられ、前記第１受信機部分および前記第２受信機部分 が前記第１アンテナシステムを通して受信された信号に応答し、 前記受信機システムがさらに、前記第２アンテナシステムを通して受信された 信号にそれぞれ応答する第３の受信機部分および第４の受 信機部分を含み、前記第３の受信機部分は第３の受信機信号を供給するため前記 第１送信信号を受信しかつ下方変換するためであり、前記第４の受信機部分は第 ４の受信機信号を供給するため前記第２送信信号を受信しかつ下方変換するため であり、前記第３および第４受信機部分が位相干渉性にある ことを特徴とする請求項１乃至１０の何れかによるシステム。 １２．発射体がそれに取付けられたスラスタを有し、スラスタはスラスタトリ ガ指令に応答して、かつ前記ロール角に依存する適当な時間にスラスタトリガ指 令を発生するように適用された飛翔制御器により点火制御可能であることを特徴 とする請求項１乃至１１の何れかによるシステム。