DE102005054776A1

DE102005054776A1 - Steering method for missiles

Info

Publication number: DE102005054776A1
Application number: DE200510054776
Authority: DE
Inventors: Roderich Rüger
Original assignee: LFK Lenkflugkoerpersysteme GmbH
Current assignee: MBDA Deutschland GmbH
Priority date: 2005-11-15
Filing date: 2005-11-15
Publication date: 2007-05-24
Also published as: FR2893405A1; FR2893405B1

Abstract

Bei einem Lenkverfahren für Flugkörper, bei dem der Flugkörper von einem in Deckung befindlichen Schützen über eine Relaisstation mit Sichtverbindung zum Ziel ins Ziel gelenkt wird, wird vorgeschlagen, dass die Relaisstation erst nach dem Abschuss des Flugkörpers mit einer TV-Kamera und/oder einem Wärmebildgerät ein Bild des Ziels an den Schützen überträgt und mittels eines mit der Kamera achsharmonisierten Flugkörpers den Flugkörper ortet und Lenksignale an den Flugkörper übermittelt. DOLLAR A Der Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist, dass das Ziel nicht beleuchtet werden muss, man sich also nicht exponiert und das Ziel nicht vorgewarnt wird, Gegenmaßnahmen einzuleiten. Ein weiterer Vorteil gegenüber dem bisher üblichen Laserspot-Trackverfahren sind ein noch einfacherer Flugkörper, der weder einen Laserspot-Suchkopf noch Lenkelektronik benötigt. Der Flugkörper wird zunächst von der Bodenstation, danach von der Relaisstation aus kommandogelenkt.In a steering method for missiles, in which the missile is directed to the target by a shooter who is in cover via a relay station with line of sight to the target, it is proposed that the relay station only be fired with a TV camera and / or a thermal imaging device after the missile has been fired transmits an image of the target to the shooter and uses a missile that is harmonized with the camera to locate the missile and transmits steering signals to the missile. DOLLAR A The main advantage of the arrangement according to the invention is that the target does not have to be illuminated, that is, one is not exposed and the target is not warned to take countermeasures. Another advantage over the previously common laser spot tracking method is an even simpler missile that does not require a laser spot seeker head or steering electronics. The missile is commanded first from the ground station, then from the relay station.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenkverfahren für Flugkörper, bei dem der Flugkörper von einem in Deckung befindlichen Schützen über eine Relaisstation mit Sichtverbindung zum Ziel ins Ziel gelenkt wird.The The invention relates to a steering method for missiles, in which the missile of a sheltered shooter via a relay station with Visual connection to the destination is directed to the destination.

Die Erfindung ist primär für Boden-Boden oder Luft-Boden Lenkflugkörper von Vorteil, kann aber auch für andere Anwendungsfälle benutzt werden. Die Erfindung beschreibt, wie man mit geringstem Aufwand, passiv d.h. ohne aktive Beleuchtung des Zieles, sicher und punktgenau das richtige Ziel unter Vermeidung von Kollateralschäden trifft, auch wenn vor dem Abschuss keine Sichtverbindung zu dem Ziel bestand und das Ziel sich bewegt.The Invention is primary for ground-floor or Air-ground guided missile beneficial, but also for other applications to be used. The invention describes how to use the least Effort, passive i. without active lighting of the target, for sure and pinpoint the right target while avoiding collateral damage, even if there was no line of sight to the target before the launch and the goal is moving.

Prinzipiell kann man, wenn man die Abschussort- und die Zielort-Koordinaten genau genug kennt, den Lenkflugkörper per GPS ins Ziel steuern. GPS ist aber für Punktziele erstens zu ungenau und zweitens zu unsicher, da es abgeschaltet werden kann und drittens leicht störbar und viertens kann der Schütze nicht bis zum Schluss verifizieren und sicherstellen, das richtige Ziel zu treffen. Die exakten Zielkoordinaten müssten ausserdem in Echtzeit verfügbar sein, da man sonst fahrende Ziele verfehlen würde.in principle You can do that by looking at the launch site and destination coordinates knows exactly enough, the guided missile Steer to the destination via GPS. GPS is too imprecise for point targets, firstly and second, too insecure because it can be shut down and third easily disturbed and fourth, the shooter Do not verify until the end and make sure you get the right one To hit the target. The exact target coordinates would also have to be in real time available be, otherwise you would miss moving destinations.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, in der Flugkörperspitze eine richtbare stabilisierte Kamera, beispielsweise eine TV-Kamera für den Tagbetrieb oder eine Wärmebildkamera für Tag-und Nachtbetrieb zu installieren und das Bild an die Bodenstation zu übertragen. Dort kann der Schütze im Bild das Ziel markieren, welches der Flugkörper dann automatisch anfliegt. Dieses Verfahren funktioniert gut, wenn der Schütze das Ziel bereits vor dem Abschuss sehen kann. Schwieriger wird es, wenn das Ziel erst im Laufe des Fluges auftaucht und der Schütze das Ziel in kurzer, unabwendbar ablaufender Zeit im übertragenen Suchkopfbild zunächst suchen und dann identifizieren und im Bild markieren muss. Insbesondere bei fahrenden Zielen muss das Sehfeld gross sein und die Auflösung hoch, damit das Ziel aus hinreichender Entfernung zu finden und identifizierbar ist um die Lenkflugkörperbahn noch korrigieren zu können. Der Aufwand für ein solches Lenkverfahren ist sehr hoch. Als Beispiel sei das Lenkflugkörper-System POLYPHEM genannt.A different possibility It's in the top of the missile a directable stabilized camera, such as a TV camera for the Daytime operation or a thermal imaging camera for daytime and Install night operation and transfer the image to the ground station. There can be the shooter Mark the target in the picture, which then automatically flies to the missile. This procedure works well if the shooter already reaches the target before Can see firing. It becomes more difficult if the goal only in During the flight the shooter shows up the target in a short, inevitable running time in the transmitted Search header first search and then identify and mark in the image. Especially with moving targets, the field of view must be large and the resolution high, thus finding the target from a sufficient distance and identifiable is around the guided missile track to be able to correct. The effort for such a steering method is very high. As an example, consider the guided missile system Called POLYPHEM.

Eine dritte Möglichkeit ist, das Ziel aktiv mit einem Laser zu beleuchten und in der Flugkörperspitze einen Suchkopf zu haben, der den Laserspot anfliegt. Wenn das Ziel vom Abschussort aus nicht zu sehen ist, braucht man einen vorgeschobenen externen Beleuchter. Der Suchkopf im Flugkörper sucht dann während des Fluges den Laserspot. Der Laser leuchtet typischerweise mit einigen Hertz und etwas variabler Frequenz zwecks Codierung. Hauptnachteil dieses Verfahrens ist die aktive Beleuchtung des Zieles, die heutzutage jeder Laserwarner sensiert und den damit verknüpften möglichen Gegenmassnahmen. Der Schütze kann nicht sicher sein, das richtige Ziel zu treffen. Ansonsten ist dieses Verfahren relativ einfach und billig, erfordert aber zuverlässige Kommunikation zwischen der Abschussstellung und dem vorgeschobenem Beleuchter. Der vorgeschobene Beleuchter richtet das Fadenkreuz einer Kamera (TV oder Wärmebildgerät für Tag- und Nachteinsatz) auf das Ziel, der unsichtbare Laserstrahl ist mit dem Fadenkreuz achsharmonisiert und leuchtet somit auch auf das Ziel.A third possibility is to actively illuminate the target with a laser and in the missile tip to have a seeker head flying to the laser spot. If the goal From the launch site is not visible, you need a forward external lighting. The seeker head in the missile then searches during the Fly the laser spot. The laser typically shines with some Hertz and some variable frequency for encoding. Main disadvantage of this Procedure is the active illumination of the target, nowadays Each laser detector senses and the associated possible countermeasures. Of the Sagittarius can not be sure to hit the right target. Otherwise This process is relatively easy and cheap, but requires reliable Communication between the firing position and the advanced one Lighting. The advanced illuminator directs the crosshair a camera (TV or thermal imaging device for day and night Night use) on the target, the invisible laser beam is with the crosshair achharmonisiert and thus shines on the Aim.

Es gibt auch Veröffentlichungen in denen eine Kombination aus Laserspot-Suchkopf und abbildendem Suchkopf mit Bildübertragung zum Schützen vorgeschlagen wird. Der Laserspot-Suchkopf hat dann ein grosses Sehfeld und sucht das beleuchtete Ziel und im abbildenden Suchkopf genügt dann ein kleines Sehfeld, welches der Schütze zur Verifikation, ob es das richtige Ziel ist, übertragen bekommt. Hier kann die Beleuchtungszeit des Zieles reduziert werden, aber Laserwarner reagieren auch auf einzelne Pulse. Lediglich der Mut des Beleuchters, sich aktiv zu offenbaren wird nicht so lange in Anspruch genommen. Der Aufwand ist doppelt hoch und man ist trotzdem aktiv, was von den Hauptnutzern abgelehnt wird.It there are also publications in which a combination of laser spot seeker and imaging Seeker with image transfer to protect is proposed. The laser spot seeker then has a big one Field of view and seeks the lighted target and in the imaging seeker head enough then a small field of vision, which the shooter for verification, whether it the right goal is to transfer gets. Here the illumination time of the target can be reduced but laser detectors also respond to single pulses. Only the The courage of the illuminator to actively reveal himself will not last so long claimed. The effort is twice as high and you're still active, which is rejected by the main users.

Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, bei dem ein Flugkörper während seines Fluges so gelenkt wird, dass er ein vom Abschussort aus nicht sichtbares stationäres oder bewegtes Ziel praktisch unstörbar unter der Kontrolle durch einen Schützen sicher anfliegt und auf kleiner als 1 m genau trifft, ohne dass das Ziel aktiv beleuchtet werden muss.It the object of the invention is to provide a method in which a missile while his flight is directed so that he is not one from the launching site visible stationary or moving target virtually imperceptible under the control a shooter safely flies to and hits less than 1 m without that the goal must be actively lit.

Gemäß der Erfindung wird dies durch die Merkmale nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 erreicht. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung, in der anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben wird. Es zeigen:According to the invention This is achieved by the features according to the characterizing part of claim 1 reached. Further details of the invention will become apparent the dependent claims and the description in which reference to the drawing an embodiment is described. Show it:

1 schematisch die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens, 1 schematically the operation of the method according to the invention,

2 schematisch die in der Relaisstation verwendete Kamera mit Flugkörperorter, und 2 schematically the camera used in the relay station with missile sorter, and

3 schematisch den Flugkörperorter. 3 schematically the missile sorter.

In 1 ist mit 1 der Lenkflugkörper, mit 10 die Leuchtquelle in dessen Heck, mit 2 eine vor zwischen Ziel 4 und nicht dargestellter Schützenposition befindliche Verdeckung bezeichnet. Die Relaistation 3, die eine Kamera und einen Flugkörperorter enthält, ist in diesem Beispiel auf einer Drohne angeordnet.In 1 is with 1 the guided missile, with 10 the light source in the rear, with 2 a before between goal 4 and unillustrated shooter position located cover referred. The Relaistation 3 , which includes a camera and a missile sorter, is located on a drone in this example.

Der Flugkörper 1 wird mit üblichen bekannten Lenkverfahren so lange von der nicht dargestellten Abschussstation aus gelenkt, bis er ins Auffass-Sehfeld des Flugkörperorters in einer Relaisstation 3 eingetreten ist. Vorzugsweise wird aus ökonomischen Gründen das gleiche Lenkverfahren wie für den Endanflug benutzt, es kann bis dahin aber auch jedes andere bekannte Lenkverfahren angewendet werden.The missile 1 is directed by conventional known steering method as long from the launching station, not shown, until he in the Auffass field of view of the Flugkörperorters in a relay station 3 occurred. Preferably, the same steering method is used for economic reasons as for the final approach, but it can also be used by then any other known steering method.

Wenn der Flugkörper im Sehfeld des Flugkörperorters 3 angekommen ist, muss das richtige Ziel sicher gefunden und der Flugkörper störfest auf dieses Ziel gelenkt werden.When the missile is in the field of view of the missile orator 3 has arrived, the right target must be found safe and the missile stubbornly directed to this goal.

Erfindungsgemäss funktioniert das folgendermaßen:
Ein vorgeschobener Beobachter 3, der sowieso nötig ist um den genauen Zielort in Echtzeit zu ermitteln, hat eine Kamera 6 (TV und/oder Wärmebildgerät) mit Fadenkreuz und erfindungsgemäss zusätzlich einen integrierten, achsparallel zum Fadenkreuz ausgerichteten, störsicheren Flugkörperorter 5. Der vorgeschobene Beobachter setzt das Fadenkreuz auf das Ziel. Um das Fadenkreuz auf dem Ziel zu halten kann auch ein Zieltracker helfen.According to the invention, this works as follows:
An advanced observer 3 , which is necessary in any case to determine the exact destination in real time, has a camera 6 (TV and / or thermal imaging device) with reticule and according to the invention additionally an integrated, axially parallel to the crosshair aligned, interference-free missile sorter 5 , The advanced observer places the crosshair on the target. A target tracker can also help to keep the crosshairs on the target.

Sobald der Flugkörper 1 in der Position 1' in das Sehfeld des Flugkörperorters der vorgeschobenen Relaisstation 3 eintritt, wird er dort aufgefasst, geortet und per an den Flugkörper gerichtetes Kommando auf die Visierlinie, definiert durch das Fadenkreuz, gesteuert. Es wird also das vom vorgeschobenen Beobachter in das Fadenkreuz genommene Ziel 4 angeflogen. Das Ziel 4 wird also nicht, wie bisher üblich, vom vorgeschobenen Beobachter 3 beleuchtet, es wird umgekehrt die Strahlung vom Heck 10 des Flugkörpers 1 im Flugkörperorter 5 des vorgeschobenen passiven Beobachters 3 sensiert, ausgewertet und zur Kommandobildung an den Flugkörper 1 benutzt.Once the missile 1 in the position 1' into the field of view of the missile former of the advanced relay station 3 occurs, it is there conceived, located and controlled by directed to the missile command on the sighting line, defined by the crosshair. Thus, the target taken by the advanced observer into the crosshairs becomes 4 approached. The goal 4 does not, as usual, by the advanced observer 3 illuminated, it is reversed the radiation from the rear 10 of the missile 1 in the missile sorter 5 of the advanced passive observer 3 sensed, evaluated and used to command the missile 1 used.

Der Flugkörperorter 5 arbeitet vorzugsweise mit Zeittoren, die synchronisiert mit der Leuchtquelle 10 im Heck des Flugkörpers 1 öffnen und schliessen. Die Leuchtquelle 10 im Heck des Flugkörpers ist vorzugsweise eine Blitzlampe oder ein Laser.The missile sorter 5 preferably works with Zeittoren synchronized with the light source 10 in the tail of the missile 1 open and close. The light source 10 in the tail of the missile is preferably a flash lamp or a laser.

Im Flugkörperorter 5 wird ein Bild zum Zeitpunkt des Blitzes und ein zweites Bild sehr kurze Zeit danach aufgenommen. Nach Subtraktion der Bilder bleibt nur der Blitz im Differenzbild übrig. Auch extrem starke Störer wie Feuer, Blendgranaten o.ä werden so effektiv eliminiert. Das Verfahren ist wesentlich störfester als mit den üblichen Laserspot-Trackern.In the missile sorter 5 a picture is taken at the time of the flash and a second picture taken a very short time afterwards. After subtracting the images, only the flash remains in the difference image. Even extremely strong interferers such as fire, stun grenades or the like are effectively eliminated. The process is much more resistant to interference than with the usual Laserspot trackers.

Der vorgeschobene Beobachterposten ist vorzugsweise auf einer Drohne positioniert, kann aber sich auch am Boden befinden.Of the advanced observer post is preferably on a drone but can also be on the ground.

Die Entfernung zum Ziel beträgt üblicherweise einige Kilometer. Die Darstellung nach 1 ist in der Höhe also unvermeidlich stark verzerrt. Wenn die Verdeckung 2 z.B. 20 m hoch ist und der Abstand von Verdeckung 2 zum Ziel 4 etwa 1 km beträgt, dann beträgt der Winkel α nur etwa 1°. Es ist also nicht so, dass der Flugkörper eine scharfe Kurve fliegen muss und auch der typische Divergenzwinkel der Leuchtquelle am Heck von etwa 6° reicht aus, dass der Flugkörper sowohl vom Startort als auch von der vorgeschobenen Relaisstation aus ortbar ist. Wenn wesentlich höhere Verdeckungen überflogen werden sollen, kann man, wenn notwendig, eine zweite um einige Grad geneigt gerichtete Leuchtquelle am Flugkörperheck anbringen.The distance to the destination is usually a few kilometers. The representation after 1 is therefore inevitably heavily distorted in height. If the occultation 2 eg 20 m high and the distance from occlusion 2 to the goal 4 is about 1 km, then the angle α is only about 1 °. So it is not that the missile has to fly a sharp turn and also the typical divergence angle of the light source at the stern of about 6 ° is sufficient that the missile from both the starting location and from the advanced relay station can be located. If you want to fly over much higher occlusions, you can, if necessary, attach a second light source tilted at a few degrees to the tail of the missile.

Der Hauptvorteil der erfindungsmäßen Anordnung ist, dass das Ziel nicht beleuchtet werden muss, man sich also nicht exponiert und das Ziel nicht vorgewarnt wird Gegenmassnahmen einzuleiten. Ein weiterer Vorteil gegenüber dem bisher üblichen Laserspot-Trackverfahren sind ein noch einfacherer Flugkörper, der weder einen Laserspot-Suchkopf noch Lenkelektronik benötigt. Der Flugkörper wird zunächst von der Bodenstation, danach von der Relaisstation aus kommandogelenkt.Of the Main advantage of the erfindungsmäßen arrangement is that the target does not have to be lit, so you do not have to exposed and the target is not forewarned will initiate countermeasures. Another advantage over the usual Laserspot-Trackverfahren are an even simpler missile, the Neither a laser spot seeker nor steering electronics needed. Of the Missile becomes first from the ground station, then kommandogelenkt from the relay station.

Claims

A missile steering method, in which the missile is guided by a protected shooter to the target via a relay station with visual contact to the target, characterized in that the relay station ( 3 ) only after the launch of the missile ( 1 ) with a TV camera and / or a thermal imaging device ( 6 ) a picture of the target ( 4 ) transmits to the shooter and by means of one with the camera ( 6 ) achharmonisierten missile orator ( 5 ) locates the missile and steering signals to the missile ( 1 ) transmitted.

Steering method according to claim 1, characterized in that camera ( 6 ) and missile locator ( 5 ) are mounted on a drone and stabilized.

Steering method according to claim 1 or 2, characterized in that the missile sorter ( 5 ) in the relay station ( 3 ) modulated radiation from a light source ( 10 ) in the tail of the missile.

Steering method according to claim 3, characterized in that the missile sorter ( 5 ) synchronized in time with a pulsed light source ( 10 ) opens a receiving gate in the tail of the missile.

Steering method according to claim 4, characterized in that the time synchronization during the launch of missiles ( 1 ) and relay station ( 3 ) is transmitted.

Steering method according to claim 4, characterized in that the relay station ( 3 ) a pulse time of the light source ( 10 ) and then set the time goals.