JPH0244197A - 武器システム制御装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は武器システムに適用するのが好適で、少なくと
も１個の第１物体を第２物体の方へと移動させることの
できる制御信号を発生し、且つこれらの制御信号を発生
させる目的のために、第１センサで得られた前記第２物
体の現在位置を示す標的データを受信する制御装置に関
するものである。

本発明は武器システムに適用するのが好適で、少なくと
も１個の物体を第２物体の方へと移動させることのでき
る制御信号を発生し、これらの制御信号を第１センサで
得られた前記第２物体の現在位置を示す標的データに基
づいて発生させる制御方法に関するものである。

〔従来の技術〕

斯種の武器制御システムの一例は英国特許明細書第２，
１４０，５３８号から既知である。この明細書では武器
システム、この場合には砲を制御装置、この場合には武
器制御コンピュータにより制御し、その目的のために斯
るコンビ二一夕には移動標的を追跡するのに好適なレー
ダ追随装置からの標的データを供給している。

制御装置は砲に対する最適な砲照準点を計算して、砲に
より発射される第１物体、この場合にはミサイルを、第
２物体を表わす移動標的の近くに向けるようにする。

テスト処置又は演習の一部として所定の標的に対する武
器システムの使用可能度及び武器制御システムにおける
全系統の作動を決定するには、作動条件下でのシステム
の作動を査定し得るようにする必要がある。前述した英
国特許の例の場合には、システムの作動品質（優良性）
の目安を、標的に命中させる発射体に対する命中公算と
することができる。実際上、作動条件下での命中公算は
標的追随センサ、制御装置及び武器システムの作動によ
るだけでなく、標的によっても決定される。

制御装置の有効性は主として標的追随センサによる標的
測定値の品質と、標的の特性とによって決定される。部
分的に修正し得るか、又は全く修正できない発射体を武
器システムによって発射させた後に標的の軌道が予期せ
ぬ変化をすると、発射体は標的に当たらな（なる。この
ようなことは特に、発射体の飛行時間が標的の予期せぬ
移動間隔の時間に較べて長くなる場合に生ずる。

〔発明が解決しようとする課題〕

武器制御システムの命中公算を特定化する周知のテスト
処理は曳航標的に発射体を発射させることである。この
処置では命中公算を決定する全てのファクタを査定に含
めるけれども、この処置は非現実的な標的及びその標的
の軌道に限られている。このテスト処置の他の欠点は実
際の弾薬を用いることによりコスト高をまねいていると
云うことにある。

砲を装備した武器システムに対する発射体を発射させな
い他の周知のテスト処置は、砲身カメラを含む周知のビ
デオ試射装置を装備している砲を、発射体の飛行時間を
ゼロとして、制御装置によって計算した標的と発射体と
の命中点に照準させることである。このテスト処置の欠
点は、その処置には発射体の飛行時間中に標的が予期せ
ぬ移動をすることの影響を考慮していないと云う点にあ
る。

本発明の目的は武器システムに適用するのが好適で、冒
頭にて述べたような制御信号を発生し、現実的な標的に
対し作動条件下にてテスト処置を行うことができ、又上
述したような欠点を回避し得る制御装置及び方法を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による武器システム制御装置は、該制御装置が、
所定タイムスパン以前の制御信号を発生させる基準とし
た情報を含んでいる第１信号と、第２物体の現在位置に
関する情報を含んでいる第２信号とを絶えず比較するこ
とにより優良性のファクタを表わす信号を発生するよう
にしたことを特徴とする。

本発明による武器システム制御方法は、所定タイムスパ
ン以前の制御信号を発生させる基準とした情報を含んで
いる第１信号と、第２物体の現在位置に関する情報を含
んでいる第２信号とを絶えず比較することにより優良性
のファクタを表わす信号を発生させることを特徴とする
。

本発明の利点は前記所定のタイムスパン（時間長）の期
間中に生ずる標的の移動が制御装置に及ぼす影響をテス
ト処置にて考慮し得ると云うことにある。

本発明の好適例では、第１信号によって照準させる電気
−光学センサによって第２信号を得るようにする。この
方法によれば、第１センサの作動を査定し得る以外に、
武器制御系統の操作状況を可視的に確かめることができ
る。

第１信号が、特に第１物体と第２物体との予想命中点を
表わす例では、この予想命中点と第２物体の現在位置と
の差を上述したようにして明らかにすることができる。

制御装置を移動プラットホームに取り付けるのが好適で
、しかも基準座標系に対するブラフ）ホームの方位、速
度及び位置に関する情報を含んでいるプラットホーム信
号を制御装置に供給する例では、プラットホーム信号に
よって制御装置がプラットホームの変位量を連続的に計
算し、これらの変位量の値をメモリに少なくとも所定の
タイムスパンの間記憶させるのが有利である。このよう
にすれば、プラットホームの変位により生ずるパララッ
クスを補正することができる。さらに、プラットホーム
信号が正確に、しかも適切な方法で処理されるかどうか
を査定する手段も設けるのが好適である。

本発明による制御装置及び方法は種々の武器システムに
適用することができる。

本発明の好適例では、前記第１物体を砲で第２の移動物
体に発射させるのに好適な発射体とし、前記砲を前記制
御装置からの制御信号によって照準させ、これらの制御
信号を発生させるために、発射体の予想軌道及び第２物
体の軌道に基づいて第２物体と発射体との予想命中点及
びこれらの衝突時間を絶えず計算し、前記第１信号が、
所定タイムスパン以前に計算し、しかも現時点に関連し
ている現在の命中点及び衝突時間に関連するようにする
。

さらに本発明の他の好適例では、前記第１物体を前記制
御装置によって補正し得る発射体とし、前記第２物体と
の前記発射体の予想最大要撃区域を計算し、前記第１信
号が所定タイムスパン以前に計算した現時点にも関連す
る現在の要撃区域に関連するようにする。

〔実施例〕

以下実施例につき図面を参照して説明するに、第１図に
は標的センサ１、制御袋＠２及び武器システム３を装備
している武器制御システムに適用する本発明による制御
装置の第１例を示しである。

この図には武器制御システムを上に取り付けるプラット
ホームの方位Ｓ、及び位置Ｐ、を測定するのに好適なセ
ンサを具えているプラントホーム・センサ・ユニット４
も示しである。

標的センサ１に取り付けるパルスレーダ装置５は、この
装置５のアンテナの照準線に対する標的の方位角及び距
離情報を供給する。標的センサ１はレーザ測距器を装備
させることのできるＩＲ又はＴＶカメラの如き電気−光
学センサとすることもできる。アンテナには照準手段６
を設け、これによりプラットホームに対するアンテナの
方位Ｓ、を記録する方位読取器によってアンテナを所望
方位に向ける。この目的のために、照準手段６にはサー
ボ装置、所謂同期装置を設ける。標的の方位角及び距離
情報、アンテナの方位に関する情報Ｓｓ、プラットホー
ムの方位についての情報Ｓ、及びプラットホームの位置
に関するデータＰ、を制御装置２に供給する。アンテナ
の方位Ｓｓ　、プラットホームの方位Ｓ、及び位置Ｐ、
によって測定標的データを好ましくは第１基準座標系（
これは大地の方向とするのが好適である）に変換する（
ブロック７）。さらに照準手段６に対する制御信号のた
めに測定標的データをろ波する（「標的追随フィルタリ
ング」、ブロック７）。

第１時点１＋　（ブロック８）における規則的な間隔で
示される変換標的データＰｄ　（ｔｌ）を用いて武器シ
ステム３に対する砲照準点５ＰＩＩ（ｔＩ）を計算する
（ブロック９）。このために、標的の軌道モデルと、武
器システム３から発射すべき発射体の初期推定の飛行時
間Ｔｓ　（ｔＩ）とにより発射体の飛行時間　の標的予
想（未来）位置を計算する（ブロック１０）。第１時点
１．に計算したこの予想命中点ＴＰ　（ｔ、、）をプラ
ットホームの位置に関するデータＰ、によってプラット
ホームについての相対的な予想命中点ＴＰｉ　（ｔＩ）
に変換する（ブロック１１）。

ついで、発射体の軌道モデルを用いて発射体の飛行時間
ＴＳ　（ｔ、）を新規に計算しくブロック１２）、この
計算により発射体の推定飛行時間を修正し、予想命中点
ＴＰ　（ｔｏを新規に計算する。この反復計算により相
対的な予想命中点ＴＰＲ（ｔＩ）を十分正確に計算すれ
ば、武器システム３に対する相対的な砲照準点ＳＰｉ　
（ｔＩ）が発射体の軌道モデルによって計算される（ブ
ロック１２）。発射体軌道モデルとしては記憶済みの弾
道学及び気象学データＢ及びＭ（ブロック１２ａ及び１
２ｂ）を用いる。

正規の武器制御モードで制御装置を用いる場合には、計
算した相対的な砲照準点５ｐａｔ　（ｔｌ）　（これは
制御信号Ｓ１　として示しである）をプラットホームの
方位ＳＰに関するデータによってプラットホームの座標
に変換する（ブロック１３）。この変換した砲照準点に
基づいて、発射システム１４ｂを照準させる照準手段１
４ａに対する制御信号を発生させる（ブロック１３）。

本発明による制御装置を標的に武器システムを照準させ
ることの査定に好適なモードで用いる場合の制御信号を
３１　にて示しである。このモードでは時間ｔ１に武器
システム３が砲照準点５ｐａ（ｔＩ）に基づいて制御さ
れるのではなく、現時点ｔ１　に有効な予め計算した記
憶済みのくブロック１９）命中点ＴＰＲ（ｔ２）に基づ
いて制御される。時間ｔ２はこの命中点を計算した時点
に関係する。

斯る目的のために、所定の間隔で時間ｔ１　に計算した
予想命中点ＴＰ（ｔｌ）　、この命中点に対応する妥当
時間ＴＴＰ（：ｔ、）及びこれらのデータを計算した時
点１．を所定時間の間メモリに記憶させる（ブロック１
５）。妥当時間ＴＴＰ（ｔ、）は時間１．に発射体の対
応する飛行時間ＴＳ　（ｔｏを加えることによって得ら
れる。斯るメモリはサイクルタイムが発射体の予想最長
飛行時間よりも長い循環バッファで構成する。時間ｔ１
　に有効な現在の命中点ＴＰ（ｔ、）を求めるためには
、予想命中点を記憶させであるメモリから２つの命中点
ＴＰ　（ｔ’　）及びＴＰ　（ｔ″）をこれらに対応す
る妥当時間ＴＴＰ（ｔ’　）及びＴＴＰ（ビ）（なお、
ｔ’　　＜ｔ、＜ｔ″とする）と−猪に取り出す（ブロ
ック１５及び１６）。現在の命中点ＴＰ（ｔ２）はｔｌ
の妥当時間と共に命中点ＴＰ（ｔ″）とＴＰ　（ｔ’　
）　　との間での線形補間によって計算する（ブロック
１６）。

上述した補間法は簡単であり、従ってそれに要する計算
時間は広範囲にわたる補間法よりも少なくて済む。高精
度が要求される場合には、２つ以上の命中点間にて非線
形補間を用いることができる。

計算した命中点ＴＰ　（ｔ、）を記憶させる代わりに、
成る特定時間の開襟的軌道データｐ、ｔ　（ｔＩ）又は
これから導出したデータを記憶させることもできる。

この場合には、現在の命中点を以前の時間ｔ２に有効で
あった記憶済みの標的軌道データに基づいて時間ｔ１　
に計算する必要がある。

現在の命中点ＴＰ　（ｔ２）をプラットホームの位置に
関連するデータＰ、によってプラットホームの位置に関
係する現在の命中点ＴＰＲ（ｔｚ）に変換する。

ついで、これらの相対的な現在の命中点ＴＰＲ（ｔ２）
をプラットホームの方位に関連するデータＳ、によって
プラットホームに関係する座標系に変換して、これら現
在の命中点に武器システム３を絶えず照準させるための
制御信号を発生させる。

砲形態の発射システム１４ｂには、制御装置をモードＳ
１　で用いるようにするために、砲を整列させる周知の
砲身カメラ１７を装備させている。砲身カメラのビデオ
を処理してレーダ装置形態の標的センサとの整列をチエ
ツクする装置１８をモードＳにて用いて、砲のねらいを
査定する。

ついで、現在の命中点と砲身カメラ１７からのビデオ１
８で見ることのできるような現在の標的位置との差は様
々な方法でさらに処理することができる。上述した例で
は査定用にビデオ情報をユーザに絶えず供給して、ユー
ザは武器制御システムの操作状況を確かめることができ
る。

発射体の軌道や、その有効性及び標的の寸法に関連する
射弾散布についてのデータによって命中公算の如き品質
値を計算することによって査定を自動化することもでき
る。厳密に云えば、砲の方位が十分正確に計算されてい
る場合には砲身カメラ１７を含む例は必要でなくなる。

この砲の方位は同期装置の如き前記読取器によって測定
して、制御装置によって旧の命中点と比較することがで
きる。

第２図は現在の命中点にねらいをつける目的のために、
固有の照準手段２０を装備した第２標的センサ２２を取
り付けである同様な武器制御システムに制御装置を適用
する例を示す。この場合は制御装置２を、砲照準点を変
換する（ブロック１３）こと以外に、同時に現在の命中
点を変換させる（ブロック２１）ように作動させる。こ
の例では第２の標的センサをモードＳ１　にて制御装置
２に結合させて、現在の命中点に連続的に照準を合わせ
る。

モードＳ、では第２標的センサを他の武器制御チャネル
２３に利用することができる。

第１及び２図による武器制御システムは固定のプラット
ホームに取り付けるものである。最も簡単な例では、プ
ラットホームセンサユニット４を方位Ｓ、及び位置Ｐ、
に関するプラットホームデータを一度だけ決定する手段
で構成する。さらに簡単な例では、大地方向の座標とプ
ラットホームによって決まる座標とを区別する必要もな
い。これがため、相対的な座標変換は最早必要でなくな
る。

第３図は移動プラットホームに取り付けるのに好適な武
器制御システムに適用する制御装置の例を示したもので
ある。プラットホームセンサ４は方位Ｓ、及び位置に関
するデータＰ、だけでなく、プラットホーム固有の速度
に関するデータＶ、も連続的に供給する。このプラット
ホームセンサ４は周知のジャンロ式加速兼速度メータで
構成することができる。制御装置２はプラットホームの
位置Ｐ、及び速度に関するデータＶ、によってプラット
ホームの変位をｔｌで示す時点に所定の間隔で計算する
（ブロック２４）。この時間におけるプラットホームの
位置、この時間の速度及び時間ｔ１を所定時間の間メモ
リに記憶させる（ブロック２５）なお、このメモリは循
環メモリとして作動させ、そのサイクルタイムは発射体
の予想最大飛行時間以上とする。ついで時間１．に対応
する現在の命中点ＴＰ（ｔ２）（ブロック１９）を時間
ｔ２から時間ｔ１までのプラットホームの固有変位量Δ
ｐｐ　（ｔ２）に対して補正する。この固有の変位量を
求めるために、２つの記憶済みのプラットホーム位置Ｐ
ｐ　（ｔ’　）及びＰｐ　（ｔ″）　（なおここにｔ’
　　＜ｔ２＜ｔ″）をメモリ２５から取り戻す（ブロッ
ク２６）。ついで時間ｔ２からのプラットホーム変位量
ΔＰＰ　（ｔｚ）を前記２つのプラットホーム位置間で
の線形補間により求める（ブロック２６）。

なおζ上述した説明では、その説明が不必要に複雑とな
るのを避けるためにデータの処理及び測定に要する処理
時間を含めていないことに留意すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は砲、ターゲット追随センサ及び砲と同じ照準手
段を用いる電気−光学センサを装備した武器システムに
適用する本発明による制御装置の第１例を示すブロック
図； 第２図は電気−光学センサにそれ固有の照準手段を設け
た同様な武器制御システムに適用する本発明による制御
装置の第２例を示すブロック図；第３図は移動プラット
ホームに取り付けるのが好適な同様な武器制御システム
における制御装置の第３例を示すブロック図である。 １・・・標的センサ　　　　２・・・制御装置３・・・
武器システム ４・・・プラットホーム・センサ・ユニット５・・・パ
ルスレーダ装置　６・・・アンテナ照準手段７・・・標
的データ座標変換部 訃・・基準時間発生部　　９・・・砲照準点計算部１０
・・・標的予想位置計算部 １１・・・相対的予想命中点計算部 １２・・・発射体飛行時間及び砲照準点計算部１３・・
・砲照準点座標変換部 １４ａ・・・発射システム照準手段 １４ｂ・・・発射システム　　１５・・・メモリ部１６
・・・捕間手段　　　　　１７・・・砲身カメラ１８・
・・カメラビデオ処理装置 １９・・・命中点計算部　　　２０・・・照準手段２１
・・・命中点変換部　　　２２・・・第２標的センサ２
３・・・武器制御チャネル ２４・・・プラットホームの変位量計算部２５・・・メ
モリ ２６・・・プラットホームの変位量測定部時 許 出 願 人 ホランドセ・シグナールア パラ−テン・ビー・べ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、武器システムに適用するのが好適で、少なくとも１
   個の第１物体を第２物体の方へと移動させることのでき
   る制御信号を発生し、且つこれらの制御信号を発生させ
   る目的のために、第１センサで得られた前記第２物体の
   現在位置を示す標的データを受信する制御装置において
   、該制御装置が、所定タイムスパン以前の制御信号を発
   生させる基準とした情報を含んでいる第１信号と、第２
   物体の現在位置に関する情報を含んでいる第２信号とを
   絶えず比較することにより優良性のファクタを表わす信
   号を発生するようにしたことを特徴とする武器システム
   制御装置。 ２、前記第２信号を前記第１センサによって得ることを
   特徴とする請求項１に記載の制御装置。 ３、前記第２信号を前記第１信号によって照準される電
   気−光学センサによって得ることを特徴とする請求項１
   に記載の制御装置。 ４、少なくとも前記タイムスパンの期間中、前記第１信
   号を発生させるために制御信号を得る基準とした情報を
   記憶させるメモリを設けたことを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれかに記載の制御装置。 ５、前記所定タイムスパンを少なくとも、前記第１物体
   の出発位置から前記第２物体の近傍位置までの軌道を第
   １物体が進むのに要する時間に等しくしたことを特徴と
   する請求項１〜４のいずれかに記載の制御装置。 ６、前記所定タイムスパンを、前記第１物体の出発位置
   から前記第２物体の近傍位置までの軌道の一部を第１物
   体が進むのに要する時間に等しくしたことを特徴とする
   請求項１〜４のいずれかに記載の制御装置。 ７、移動プラットホームに取り付けるのが好適で、基準
   座標系に対する前記プラットホームの方位、速度及び位
   置に関する情報を含んでいるプラットホーム信号を受信
   し、該プラットホーム信号によってプラットホームの変
   位量を絶えず計算し、これらの変位量の値を少なくとも
   所定のタイムスパンの期間中メモリに記憶させるように
   したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の
   制御装置。 ８、前記所定タイムスパンの期間中における基準座標系
   に対するプラットホームの変位量及び現在の方位に対し
   て前記第１信号を絶えず補正するようにしたことを特徴
   とする請求項７に記載の制御装置。 ９、前記第１物体を砲で第２の移動物体に発射させるの
   に好適な発射体とし、前記砲を前記制御装置からの制御
   信号によって照準させ、これらの制御信号を発生させる
   ために、発射体の予想軌道及び第２物体の軌道に基づい
   て第２物体と発射体との予想命中点及びこれらの衝突時
   間を絶えず計算し、前記第１信号が、所定タイムスパン
   以前に計算し、しかも現時点に関連している現在の命中
   点及び衝突時間に関連するようにしたことを特徴とする
   請求項１〜８のいずれかに記載の制御装置。 １０、前記第１物体を前記制御装置によって補正し得る
   発射体とし、前記第２物体との前記発射体の予想最大要
   撃区域を計算し、前記第１信号が所定タイムスパン以前
   に計算した現時点にも関連する現在の要撃区域に関連す
   るようにしたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか
   に記載の制御装置。 １１、前記電気−光学センサを砲に取り付けたことを特
   徴とする請求項３及び９に記載の制御装置。 １２、武器システムに適用するのが好適で、少なくとも
   １個の物体を第２物体の方へと移動させることのできる
   制御信号を発生し、これらの制御信号を第１センサで得
   られた前記第２物体の現在位置を示す標的データに基づ
   いて発生させる制御方法において、所定タイムスパン以
   前の制御信号を発生させる基準とした情報を含んでいる
   第１信号と、第２物体の現在位置に関する情報を含んで
   いる第２信号とを絶えず比較することにより優良性のフ
   ァクタを表わす信号を発生させることを特徴とする武器
   制御システム制御方法。 １３、前記第２信号を前記第１センサによって得ること
   を特徴とする請求項１２に記載の制御方法。 １４、前記第２信号を前記第１信号によって照準される
   電気−光学センサによって得ることを特徴とする請求項
   １に記載の制御方法。 １５、少なくとも前記タイムスパンの期間中に前記第１
   信号を発生させるために、制御信号を得る基準とした情
   報を記憶させることを特徴とする請求項１２〜１４のい
   ずれかに記載の制御方法。 １６、前記所定タイムスパンを少なくとも、前記第１物
   体の出発位置から前記第２物体の近傍位置までの軌道を
   第１物体が進むのに要する時間に等しくすることを特徴
   とする請求項１２〜１４のいずれかに記載の制御方法。 １７、前記所定タイムスパンを、前記第１物体の出発位
   置から前記第２物体の近傍位置までの軌道の一部を第１
   物体が進むのに要する時間に等しくすることを特徴とす
   る請求項１２〜１５のいずれかに記載の制御方法。 １８、基準座標系に対する前記プラットホームの方位、
   速度及び位置に関する情報を含んでいるプラットホーム
   信号を用い、該プラットホーム信号に基づいてプラット
   ホームの変位量を絶えず計算し、且つこれらの変位量の
   値を少なくとも所定タイムスパンの期間中メモリに記憶
   させることを特徴とする請求項１２〜１７のいずれかに
   記載の制御方法。 １９、前記所定タイムスパンの期間中における基準座標
   系に対するプラットホームの変位量及び現在の方位に対
   して前記第１信号を絶えず補正することを特徴とする請
   求項１８に記載の制御方法。 ２０、前記第１物体を砲で第２の移動物体に発射させ、
   前記砲を前記制御信号によって照準させ、且つこれらの
   制御信号を発生させるために、発射体の予想軌道及び第
   ２物体の軌道によって第２物体と発射体との予想命中点
   及びこれらの衝突時間を絶えず計算し、前記第１信号が
   、所定タイムスパン以前に計算し、しかも現時点に関連
   している現在の命中点及び衝突時間に関連することを特
   徴とする請求項１２〜１９のいずれかに記載の制御方法
   。 ２１、前記第１物体を制御信号により補正可能とし、前
   記第２物体との前記第１物体の予想最大要撃区域を計算
   し、前記第１信号が所定タイムスパン以前に計算した現
   時点にも関連する現在の要撃区域に関連することを特徴
   とする請求項１２〜１９のいずれかに記載の制御方法。 ２２、前記電気−光学センサを砲に取り付けることを特
   徴とする請求項１４及び１９に記載の制御方法。