JPH1089896A - 射撃指揮装置 - Google Patents

射撃指揮装置

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JPH1089896A
JPH1089896A JP24066896A JP24066896A JPH1089896A JP H1089896 A JPH1089896 A JP H1089896A JP 24066896 A JP24066896 A JP 24066896A JP 24066896 A JP24066896 A JP 24066896A JP H1089896 A JPH1089896 A JP H1089896A
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JP
Japan
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ship
angle
shooting
gunshot
navigation device
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JP24066896A
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English (en)
Inventor
Tatsuya Yashiro
竜也 家城
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Yokogawa Denshikiki Co Ltd
Original Assignee
Yokogawa Denshikiki Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 艦船に搭載された射撃装置(大砲、機関砲な
ど)の標的に対する砲弾の発射方位および角度を計算す
るとき、艦船のねじれに起因する誤差によって砲弾の命
中精度が低下する。 【解決手段】 艦船の重心位置に置かれた主航法装置の
他に、射撃装置の位置に置かれた副航法装置を設ける。
副航法装置が測定した姿勢および針路方位と主航法装置
が測定した姿勢および針路方位とを比較して砲弾の発射
方位および角度を補正する。 【効果】 砲弾の命中精度が向上する。射撃装置の設置
場所の制約をなくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は艦船に搭載する射撃
指揮装置に利用する。特に、射撃装置の命中精度向上技
術に関する。
【0002】
【従来の技術】艦船に搭載された大砲、機関砲などの射
撃装置はコンピュータと連動した射撃指揮装置により所
定の標的に対する砲弾の発射方位および角度が設定され
る。射撃指揮装置が砲弾の発射方位および角度を計算す
るためのパラメータにはさまざまな要素が含まれてい
る。
【0003】例えば、艦船の現在位置、艦船の姿勢、針
路方位、艦船の速度、目標方位および角度などが挙げら
れる。さらに、目標が移動物体であれば、目標の移動速
度、目標の移動方位および移動角度などの要素が加わ
る。また、艦船が旋回中であれば旋回速度、旋回半径と
いった要素が加わる。
【0004】いずれの場合にも艦船の現在位置、姿勢、
針路方位および速度に関するデータは不可欠な要素であ
り、艦船の重心位置に設置された慣性航法装置あるいは
GPS(Global Positioning System) などの航法装置か
ら得られるデータを用いている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】全長の大きな艦船で
は、艦の動揺などに起因するヨー角方向、ピッチ角方
向、ロール角方向についてのねじれが発生する。すなわ
ち、ねじれが発生すると重心位置で測定した姿勢、針路
方位と射撃装置位置の姿勢、針路方位との間に誤差が生
じる。このねじれによる姿勢、針路方位の誤差は重心位
置から大きく離れた艦首または艦尾に向かう程大きくな
る。
【0006】射撃装置は艦船の各部に分散されて設置さ
れる。全長の大きな艦船の場合には、射撃装置は重心位
置から大きく離れた艦首または艦尾にも設置されている
ことがほとんどである。
【0007】したがって、ねじれにより誤差を生じた姿
勢および針路方位をデータとして入力した射撃指揮装置
は、正確な砲弾の発射方位および角度を計算することが
できず、砲弾の命中精度を劣化させる原因となる。特
に、数キロメートル先の目標に照準を合わせる場合に
は、視認できない程度のわずかなねじれによる針路方位
の誤差であっても、着弾地点における誤差は無視するこ
とができない大きさに拡大される。
【0008】艦船のねじれは、海上を航行中に波による
衝撃を受けることによって発生する。ねじれの発生方向
は、艦船の重心位置に対してヨー角方向にもピッチ角方
向にもロール角方向にも発生する。ヨー角方向のねじれ
は重心位置で測定した針路方位に対して、重心位置から
遠ざかるにしたがって大きくなる針路方位の誤差を生じ
る。ピッチ角方向およびロール角方向のねじれは重心位
置で測定した水平基準面に対して、重心位置から遠ざか
るにしたがって大きくなる水平基準面の誤差を生じる。
【0009】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、艦船のヨー角方向、ピッチ角方向およびロー
ル角方向についてのねじれの発生を考慮し、ねじれが発
生する状況下にあっても砲弾の命中精度を高く維持する
ことができる砲弾の発射角補正装置を提供することを目
的とする。本発明は、艦船の重心位置からの距離にかか
わらず射撃装置の照準位置を正確に計算することができ
る砲弾の発射角補正装置を提供することを目的とする。
本発明は、複数位置に設置された射撃装置について個別
に照準位置を正確に計算することができる砲弾の発射角
補正装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明では、艦船の重心
位置に対するヨー角方向、ピッチ角方向およびロール角
方向のねじれを対象とし、射撃装置側に第二の航法装置
を設置して重心位置に設置された第一の航法装置との艦
船のねじれに起因する誤差を補正し、射撃装置の砲弾の
発射方位および角度を計算することを特徴とする。
【0011】すなわち、本発明は射撃指揮装置であっ
て、艦船の重心位置近傍に配置されその艦船の姿勢、針
路方位および速度を含むデータを測定する第一の航法装
置と、このデータにしたがって射撃装置の砲弾発射方位
および角度を計算する手段とを備えた射撃指揮装置であ
る。本発明の特徴とするところは、艦船の姿勢、針路方
位および速度を含むデータを測定する第二の航法装置が
前記射撃装置の設置位置に配置され、前記第一の航法装
置の計測データと前記第二の航法装置の計測データとを
共に入力して比較する演算装置を備えたところにある。
【0012】前記演算装置には、前記第一の航法装置が
配置された位置と前記第二の航法装置が配置された位置
との間の距離、姿勢および針路方位に対する相対角度が
固定的に与えられ、船舶のヨー角方向、ピッチ角方向お
よびロール角方向についてのねじれによる誤差を演算す
る手段と、射撃データをこの誤差にしたがって補正する
手段とを備えることが望ましい。
【0013】前記射撃装置を複数備え、この複数の射撃
装置の設置位置にそれぞれ前記第二の航法装置を備える
ことが望ましい。
【0014】
【発明の実施の形態】
【0015】
【実施例】本発明実施例の構成を図1ないし図3を参照
して説明する。図1は本発明実施例の全体構成図であ
る。図2は本発明の原理をヨー角方向について説明する
ための図である。図3は本発明実施例装置のブロック構
成図である。
【0016】本発明は射撃指揮装置であって、艦船1の
重心位置CGの近傍に配置されその艦船の姿勢、針路方
位および速度を含むデータを測定する主航法装置Mと、
このデータにしたがって射撃装置4および4′の砲弾発
射方位および角度を計算する手段としての照準設定部2
とを備えた射撃指揮装置である。
【0017】ここで、本発明の特徴とするところは、艦
船1の姿勢、針路方位および速度を含むデータを測定す
る副航法装置SおよびS′が射撃装置4および4′の設
置位置に配置され、主航法装置Mの計測データと副航法
装置SおよびS′の計測データとを共に入力して比較す
る演算装置としての発射角補正部3を備えたところにあ
る。
【0018】発射角補正部3には、主航法装置Mが配置
された位置と副航法装置SおよびS′が配置された位置
との間の距離、姿勢および針路方位に対する相対角度が
固定的に与えられ、船舶のヨー角方向、ピッチ角方向お
よびロール角方向についてのねじれによる誤差を演算す
る手段としてのレバーアーム速度計算部42、計算部4
3と、射撃データをこの誤差にしたがって補正する手段
としての計算部44とを備えている。
【0019】図1に示すように、複数の射撃装置4およ
び4′を備え、この複数の射撃装置4および4′の設置
位置にそれぞれ副航法装置SおよびS′を備えている。
本発明実施例では、主航法装置Mおよび副航法装置Sお
よびS′として慣性航法装置(INS:Inertial Navigation
System)を用いた。
【0020】本発明の原理をヨー角方向について図2を
参照して説明する。艦船1の重心位置CGに主航法装置
Mが備えられ、これに加えて射撃装置4および4′の搭
載部に副航法装置SおよびS′が備えられている。ここ
では、主航法装置Mおよび副航法装置Sの関係にしたが
って本発明の原理を説明する。射撃装置4は、平常時に
は、艦船1の針路方向に砲口を向けている。艦船1のね
じれによる誤差を補正する以前の射撃装置4への照準設
定指示は右方向に角度ΔΨである。しかし、実際には艦
船1のねじれの影響によって、照準設定指示の真値は右
方向に角度ΔΨ′である。すなわち、角度ΔΨにはねじ
れによる誤差の角度ΔΨc が含まれている。したがっ
て、射撃装置4は、角度ΔΨを照準設定指示として砲塔
を旋回させて射撃を行うと、ねじれの角度ΔΨc の分だ
け真の目標方位から外れた位置に砲弾を発射してしまう
ことになる。
【0021】レーダがもたらす目標方位は通常、方位Ψ
CMであり、照準設定部2での射撃装置4の目標方位Ψc
は、方位ΨM 、方位ΨCM、レバーアーム(重心位置CG
からの距離をレバーアームという)RL 、距離RT など
により、 RST=√(RL 2 +RT 2 −2RL ・RT ・cosα) γ=sin-1〔(RT /RST)・sinα〕 ΔΨ=2・π−γ Ψc =ΨM +ΔΨ により求まる。さらに、艦船1のねじれに起因する方位
の相対的なずれの角度ΔΨc は、主航法装置Mの方位Ψ
M と副航法装置Sの方位ΨS より、 ΔΨc =ΨS −ΨM と、求めることができるため、補正値として、 ΔΨ−ΔΨc =ΔΨ′ となり、正しい照準設定を出力することができるため、
射撃装置4の命中精度を向上させることができる。
【0022】本発明実施例の動作を図3を参照して説明
する。主航法装置Mおよび副航法装置Sには、艦船1の
運動情報10が入力される。副航法装置Sには、さら
に、レバーアーム加速度情報20およびねじれ角速度情
報30が入力される。主航法装置Mには主慣性計測装置
11が設けられ、慣性航法により重心位置CGにおける
針路方位および速度が計測される。
【0023】主慣性航法計算装置12を介して艦船1の
重心位置CGにおける姿勢、針路方位〔外1〕および速
度〔外2〕が照準設定部2に入力される。速度〔外2〕
は外部速度基準Vn と比較器40で比較される。比較結
果は主カルマンフィルタ14に入力される。このカルマ
ンフィルタはできるだけ正確に重心位置CGにおける姿
勢および針路方位偏差〔外1〕を推定計算するために用
いられ、加速度誤差、速度誤差、針路方位誤差などを推
定するためのものである。主カルマンフィルタ14の出
力は、主慣性計測装置11および主制御部13にフィー
ドバックされる。ここで、主慣性航法計算装置12は、
照準設定部2と主航法装置Mとのインタフェースを合わ
せている。主制御部13は、主航法装置M内の各部の動
作を制御している。
【0024】
【外1】
【0025】
【外2】 副慣性航法計算装置22を介して射撃装置4における姿
勢、針路方位〔外3〕および速度〔外4〕が発射角補正
部3に入力される。速度は外部速度基準Vn およびレバ
ーアーム速度計算部42から出力されたレバーアーム速
度〔外5〕と比較器41で比較される。比較結果は副カ
ルマンフィルタ24に入力される。このカルマンフィル
タはできるだけ正確に射撃装置4における姿勢および針
路方位〔外3〕を推定計算するために用いられ、加速度
誤差、速度誤差、針路方位誤差などを推定するためのも
のである。副カルマンフィルタ24の出力は、副慣性計
測装置21および副制御部23にフィードバックされ
る。ここで、副慣性航法計算装置22は、照準設定部2
と副航法装置Sとのインタフェースを合わせている。副
制御部23は、副航法装置S内の各部の動作を制御して
いる。
【0026】
【外3】
【0027】
【外4】
【0028】
【外5】 照準設定部2の姿勢、針路方位〔外1〕および発射角補
正部3の姿勢、針路方位〔外3〕は計算部43に入力さ
れて、
【0029】
【数1】 により、主航法装置Mと副航法装置Sとの姿勢および針
路方位偏差〔外6〕が計算される。さらに、計算部44
に入力されて、
【0030】
【数2】 により、射撃装置4と目標との姿勢および方位偏差〔外
7〕が計算される。この姿勢および方位偏差は射撃装置
4に入力されて射撃装置4の砲弾の発射方位および角度
が設定される。
【0031】
【外6】
【0032】
【外7】 ヨー角方向について本発明の原理を説明したが、ピッチ
角方向およびロール角方向についても同様に説明するこ
とができる。実際の運用に際しては、これら三方向につ
いてのねじれ補正の動作が同時に実行される。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
艦船のヨー角方向、ピッチ角方向およびロール角方向に
ついてのねじれの発生を考慮しねじれが発生する状況下
にあっても砲弾の命中精度を高く維持することができ
る。また、艦船の重心位置からの距離にかかわらず射撃
装置の照準位置を正確に計算することができる。さら
に、複数位置に設置された射撃装置について個別に照準
位置を正確に計算することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の全体構成図。
【図2】本発明の原理をヨー角方向について説明するた
めの図。
【図3】本発明実施例装置のブロック構成図。
【符号の説明】
1 艦船 2 照準設定部 3 発射角補正部 4、4′射撃装置 10 艦船の運動情報 11 主慣性計測装置 12 主慣性航法計算装置 13 主制御部 14 主カルマンフィルタ 20 レバーアーム加速度情報 21 副慣性計測装置 22 副慣性航法計算装置 23 副制御部 24 副カルマンフィルタ 30 ねじれ角速度情報 40、41 比較器 42 レバーアーム速度計算部 43、44 計算部 S、S′副航法装置 M 主航法装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 艦船の重心位置近傍に配置されその艦船
    の姿勢、針路方位および速度を含むデータを測定する第
    一の航法装置と、このデータにしたがって射撃装置の砲
    弾発射方位および角度を計算する手段とを備えた射撃指
    揮装置において、 艦船の姿勢、針路方位および速度を含むデータを測定す
    る第二の航法装置が前記射撃装置の設置位置に配置さ
    れ、 前記第一の航法装置の計測データと前記第二の航法装置
    の計測データとを共に入力して比較する演算装置を備え
    たことを特徴とする射撃指揮装置。
  2. 【請求項2】 前記演算装置には、前記第一の航法装置
    が配置された位置と前記第二の航法装置が配置された位
    置との間の距離、姿勢および針路方位に対する相対角度
    が固定的に与えられ、船舶のヨー角方向、ピッチ角方向
    およびロール角方向についてのねじれによる誤差を演算
    する手段と、射撃データをこの誤差にしたがって補正す
    る手段とを備えた請求項1記載の射撃指揮装置。
  3. 【請求項3】 前記射撃装置を複数備え、この複数の射
    撃装置の設置位置にそれぞれ前記第二の航法装置を備え
    た請求項1または2記載の射撃指揮装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001311774A (ja) * 2000-04-26 2001-11-09 Oerlikon Contraves Ag 装置間の照準誤差を補正するための方法及び装置
JP2011084194A (ja) * 2009-10-16 2011-04-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 車両用サスペンション装置およびこれを備えた車両
KR101038272B1 (ko) 2008-08-14 2011-06-01 이교현 전차의 무탄 사격훈련 장치 및 그 방법
KR102303941B1 (ko) 2021-04-19 2021-09-23 한화시스템 주식회사 근접방어무기체계의 표적 식별 방법 및 표적 식별 장치
KR102325953B1 (ko) 2021-03-05 2021-11-12 한화시스템 주식회사 다운링크 정보를 활용한 명중 평가 방법, 명중 평가 장치 및 수상함

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