DE102007056661B4

DE102007056661B4 - Method for data communication and unmanned missile

Info

Publication number: DE102007056661B4
Application number: DE200710056661
Authority: DE
Inventors: Michael Grabmeier
Original assignee: MBDA Deutschland GmbH
Current assignee: MBDA Deutschland GmbH
Priority date: 2007-11-24
Filing date: 2007-11-24
Publication date: 2015-04-02
Anticipated expiration: 2027-11-25
Also published as: ES2610510T3; EP2080981A3; EP2080981A2; EP2080981B1; DE102007056661A1

Abstract

Verfahren zur Datenkommunikation zwischen einem eine vorgegebene Mission fliegenden unbemannten Flugkörper und einer Missionskontrollstation, – wobei zwischen einer mit einem Bordcomputer des unbemannten Flugkörpers und mit einer Mehrzahl von Satellitenkommunikationsantennen zum Signal- und Datenaustausch elektrisch verbundenen Satellitenkommunikationseinrichtung und der Missionskontrollstation eine Funkverbindung über einen Satelliten aufgebaut wird; – wobei nach dem Aufbau der Funkverbindung eine bidirektionale Datenübertragung zwischen der Satellitenkommunikationseinrichtung des unbemannten Flugkörpers und der Missionskontrollstation erfolgt; – wobei die Satellitenkommunikationseinrichtung des unbemannten Flugkörpers die Funkverbindung zu einem Zeitpunkt oder an einem Ort aufbaut, der in einem Missionsplan vorgegeben ist, welcher in einem Missionsdatenspeicher des Bordcomputers des unbemannten Flugkörpers gespeichert ist; – wobei der unbemannte Flugkörper vor Beginn des Aufbaus der Funkverbindung von einer Steuerungseinrichtung des unbemannten Flugkörpers in eine Fluglage gebracht wird, in der zumindest eine der Satellitenkommunikationsantennen des unbemannten Flugkörpers auf den Satelliten ausrichtbar ist; – wobei die zumindest eine Satellitenkommunikationsantenne auf den Satelliten ausgerichtet wird, wobei der unbemannte Flugkörper während der Dauer der Funkverbindung in dieser Fluglage verbleibt, und – wobei die mit dem Bordcomputer des unbemannten Flugkörpers zum Signal- und Datenaustausch elektrisch verbundene Satellitenkommunikationseinrichtung anschließend selbständig die Funkverbindung mit der Missionskontrollstation über den Satelliten aufbaut.A method for data communication between an unmanned missile flying a given mission and a mission control station, - wherein a satellite satellite communication device and the mission control station establish a radio link between a satellite communication device electrically connected to an on-board computer of the unmanned missile and a plurality of satellite communication antennas for signal and data exchange; - wherein after the establishment of the radio link, a bidirectional data transmission between the satellite communication device of the unmanned missile and the mission control station takes place; - wherein the unmanned missile satellite communication device establishes the radio link at a time or location specified in a mission plan stored in a mission data memory of the unmanned missile onboard computer; - wherein the unmanned missile is brought before the establishment of the radio connection by a control device of the unmanned missile in an attitude in which at least one of the satellite communication antennas of the unmanned missile can be aligned on the satellite; - wherein the at least one satellite communication antenna is aligned with the satellite, wherein the unmanned missile remains during the duration of the radio link in this attitude, and - wherein the electrically connected to the onboard computer of the unmanned missile for signal and data exchange satellite communication device then the radio link with the Mission control station on the satellite builds.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenkommunikation zwischen einem eine vorgegebene Mission fliegenden unbemannten Flugkörper und einer Missionskontrollstation nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Sie betrifft ferner einen unbemannten Flugkörper. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Missionsplanung für einen unbemannten Flugkörper.The present invention relates to a method for data communication between an unmanned missile flying a given mission and a mission control station according to the preamble of claim 1. It further relates to an unmanned missile. In addition, the invention relates to a method for mission planning for an unmanned missile.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Eine Problematik beim Einsatz von unbemannten Flugkörpern besteht darin, dass zur Steuerung des unbemannten Flugkörpers eine Sichtlinienverbindung zum Flugkörper bestehen muss. Flugstrecken, die bezüglich der Missionskontrollstation für den unbemannten Flugkörper über den Horizont hinaus gehen, sind daher schwierig.A problem with the use of unmanned missiles is that for controlling the unmanned missile a line of sight connection to the missile must exist. Routes that go beyond the horizon with respect to the mission control station for the unmanned missile are therefore difficult.

Es wurde bereits versucht, die Sichtlinienverbindung von der Missionskontrollstation zum Flugkörper durch Einsatz von fliegenden Relaisstationen zu verlängern. So ist es beispielsweise aus der US 5 186 414 A bekannt, eine Funk-Relaisstation an einem Heißluftballon oder, auf See, an einer Boje anzuordnen und hiermit die Sichtlinienverbindung von der Missionskontrollstation zum fliegenden Flugkörper über den Horizont hinaus zu verlängern. Derartige Relaisstationen sind jedoch nur dann einsetzbar, wenn sie außerhalb des Einflussbereichs feindlicher Streitkräfte sind, da sie ansonsten leicht außer Kraft gesetzt werden können. Auch sind Bojen oder Heißluftballons sehr wetterabhängig, so dass sie nur bei günstigen Witterungsbedingungen eingesetzt werden können.Attempts have been made to extend the line of sight connection from the mission control station to the missile by using flying relay stations. So it is for example from the US 5,186,414 A It is known to arrange a radio relay station on a hot air balloon or, at sea, on a buoy and thereby extend the line of sight connection from the mission control station to the flying missile over the horizon. However, such relay stations are only usable when they are beyond the control of enemy forces, otherwise they can easily be overridden. Also buoys or hot air balloons are very weather dependent, so that they can be used only in favorable weather conditions.

Es ist daher üblich, einem unbemannten Flugkörper bereits vor dessen Start eine vorgegebene Flugroute und ein vorgegebenes Ziel als Missionsplan mitzugeben, der in einem Missionsdatenspeicher des unbemannten Flugkörpers gespeichert wird und dessen Daten dann einem autonomen Steuerungssystem des unbemannten Flugkörpers zu Verfügung stehen, damit dieser entlang der gespeicherten, im Missionsplan festgelegten vorgegebenen Wegstrecke zum vorgegebenen Ziel fliegt.It is therefore customary to provide an unmanned missile with a predefined flight route and a predefined target as a mission plan, which is stored in a mission data memory of the unmanned missile and whose data are then available to an autonomous control system of the unmanned missile so that it can travel along the unmanned missile stored, in the mission plan set predetermined distance to the specified destination flies.

Häufig ist es jedoch wünschenswert, den Flugweg und auch das geplante Ziel des unbemannten Flugkörpers nach dessen Start auch dann noch beeinflussen und gegebenenfalls ändern zu können, wenn dieser außerhalb der Sichtverbindung zur Missionskontrollstation fliegt. Auch kann es erwünscht sein, Daten über den Flugzustand des unbemannten Flugkörpers oder auch Bilddaten von einer im unbemannten Flugkörper vorgesehenen Kamera zu empfangen.Often, however, it is desirable to be able to influence the flight path and also the planned destination of the unmanned missile after its launch even then, and if necessary, to change it when it flies out of sight to the mission control station. It may also be desirable to receive data about the flying state of the unmanned missile or also image data from a camera provided in the unmanned missile.

Die DE 195 43 321 B4 beschreibt ein Verfahren und eine Einrichtung zum drahtlosen Austausch von Informationen zwischen Stationen, von denen eine von einem Flugkörper gebildet ist, der sich in niedriger Höhe bewegt. Der Aufbau einer Funkverbindung zur Bodenstation ist bei Abschattungen durch Bodenunebenheiten oder Bewuchs nicht möglich. Die Lösung des sich daraus ergebenden Kommunikationsproblems besteht darin, eine Relaisstation annähernd vertikal über dem Flugkörper zu positionieren und die Funkverbindung über diese Relaisstation herzustellen. Dazu ist der Flugkörper mit einer elektronisch ausrichtbaren Antenne ausgestattet, die sich auf der Oberseite der Tragfläche des Flugkörpers befindet. Eine derartige senkrechte Positionierung eines Relais-Satelliten an einem geplanten Einsatzort eines Flugkörpers lässt sich nur mit niedrigfliegenden Kommunikationssatelliten erzielen, da geostationäre Satelliten immer senkrecht über dem Äquator positioniert sind. Der Einsatz von niedrig fliegenden Kommunikations-Satelliten bewirkt jedoch, dass nur kurze Zeitfenster für die Kommunikation mit dem Flugkörper zur Verfügung stehen.The DE 195 43 321 B4 describes a method and apparatus for wireless exchange of information between stations, one of which is formed by a missile moving at a low altitude. The establishment of a radio connection to the ground station is not possible with shadowing due to uneven floors or vegetation. The solution to the resulting communication problem is to position a relay station approximately vertically above the missile and establish the radio link through that relay station. For this purpose, the missile is equipped with an electronically orientable antenna, which is located on the top of the wing of the missile. Such a vertical positioning of a relay satellite at a planned mission location of a missile can be achieved only with low-flying communication satellites, since geostationary satellites are always positioned vertically above the equator. However, the use of low-flying communication satellites means that only short time windows are available for communication with the missile.

Die DE 199 06 970 C2 betrifft eine Aufklärungssonde, die über eine Relaisstation, zum Beispiel eine Drohne, mit einer Basisstation kommuniziert. Auch hier befindet sich die Relaisstation im Wesentlichen senkrecht über der Aufklärungssonde.The DE 199 06 970 C2 relates to a reconnaissance probe which communicates with a base station via a relay station, for example a drone. Again, the relay station is located substantially vertically above the reconnaissance probe.

Die US 5 855 339 A zeigt und beschreibt ein System und Verfahren zur simultanen Führung von einer Mehrzahl von Flugkörpern. Die Flugkörper werden von einer Mehrzahl von Starteinrichtungen verschossen und mittels einer Überwachungseinrichtung, wie beispielsweise einem Luftfahrzeug oder einem Satelliten, im Flug kontrolliert. Diese Überwachungseinrichtung kann mit jedem der Vielzahl von Flugkörpern individuell kommunizieren, so dass auch während des Fluges jedem der Flugkörper ein neues, individuelles Ziel zugewiesen werden kann. Jeder der Flugkörper ist mit einer in die äußere Kontur des Flugkörpers integrierten Antenne versehen.The US 5,855,339 A shows and describes a system and method for simultaneous guidance of a plurality of missiles. The missiles are fired by a plurality of launchers and controlled by a monitoring device such as an aircraft or a satellite in flight. This monitoring device can communicate with each of the plurality of missiles individually, so that even during the flight each of the missiles can be assigned a new, individual destination. Each of the missiles is provided with an integrated into the outer contour of the missile antenna.

Die US 6 118 066 A zeigt und beschreibt eine autonome Unterwasserplattform, die mit einer Vielzahl von Waffen ausgestattet ist. Diese Plattform weist ausschließlich an ihrer Oberseite eine Vielzahl von Antennen und Antennenanordnungen auf, die zur Kommunikation mit oberhalb der Unterwasserplattform befindlichen Gegenstationen vorgesehen sind.The US 6,118,066 A shows and describes an autonomous underwater platform equipped with a variety of weapons. This platform has exclusively at its top a plurality of antennas and antenna arrangements, which are provided for communication with located above the underwater platform remote stations.

Aus der EP 1 821 060 A1 ist ein unbemannter Flugkörper bekannt, der an seinem Heck mit einer ersten Satellitenantenne eines Navigationssystems und an seiner Oberseite mit einer zweiten Antenne eines Satellitennavigationssystems versehen ist. Dadurch wird es möglich, sowohl im Horizontalflug, als auch im nach unten gerichteten Vertikalflug die Navigationssignale von Navigationssatelliten zuverlässig zu empfangen.From the EP 1 821 060 A1 is known an unmanned missile, at its rear with a first satellite antenna of a navigation system and at its top with a second antenna a satellite navigation system is provided. This makes it possible to reliably receive the navigation signals from navigation satellites both in horizontal flight, as well as in the downward vertical flight.

Die US 6 056 237 A zeigt und beschreibt einen mit Tragflächen versehenen Flugkörper, der im vorderen Bereich des Rumpfes an der Rumpfoberseite mit einer Telemetrieantenne und einer GPS-Antenne ausgestattet ist. Der Flugkörper kann, wenn er keine Telemetrieverbindung aufbauen kann, von seiner autonomen Steuerung auf ein höheres Flugniveau geführt werden.The US 6 056 237 A shows and describes a winged missile equipped with a telemetry antenna and a GPS antenna in the front of the fuselage at the fuselage top. The missile, if it can not establish a telemetry connection, can be guided by its autonomous control to a higher flight level.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Datenkommunikation zwischen einem eine vorgegebene Mission fliegenden unbemannten Flugkörper und einer Missionskontrollstation zu schaffen, welches auch außerhalb einer Sichtlinienverbindung zwischen dem unbemannten Flugkörper und der Missionskontrollstation durchführbar ist, und einen unbemannten Flugkörper so auszugestalten, dass er auch dann in der Lage ist, mit einer Missionskontrollstation zu kommunizieren, wenn er außerhalb der Sichtverbindung zur Missionskontrollstation fliegt.The invention has for its object to provide a method for data communication between a predetermined mission flying unmanned missile and a mission control station, which is also feasible out of sight line connection between the unmanned missile and the mission control station, and an unmanned missile so that he also then be able to communicate with a mission control station as it flies out of sight of the mission control station.

Gelöst wird der auf das Verfahren gerichtete Teil der Aufgabe durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The part of the object directed to the method is solved by the method having the features of claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Datenkommunikation zwischen einem eine vorgegebene Mission fliegenden unbemannten Flugkörper und einer Missionskontrollstation baut eine mit einem Bordcomputer des unbemannten Flugkörpers und mit einer Mehrzahl von Satellitenkommunikationsantennen zum Signal- und Datenaustausch elektrisch verbundene Satellitenkommunikationseinrichtung zu einem vorgegebenen Zeitpunkt oder bei Erreichen eines vorgegebenen Flugwegpunktes oder ereignisgesteuert, selbständig eine Funkverbindung mit der Missionskontrollstation über einen Satelliten auf. Nach dem Aufbau der Funkverbindung erfolgt eine bidirektionale Datenübertragung zwischen der Satellitenkommunikationseinrichtung des unbemannten Flugkörpers und der Missionskontrollstation über den Kommunikationssatelliten. Der unbemannte Flugkörper wird vor Beginn des Aufbaus der Funkverbindung von einer Steuerungseinrichtung des unbemannten Flugkörpers in eine Fluglage gebracht, in der zumindest eine der Satellitenkommunikationsantennen des unbemannten Flugkörpers auf den Satelliten ausrichtbar ist, und anschließend wird diese Satellitenkommunikationsantenne auf den Satelliten ausgerichtet, wobei der unbemannte Flugkörper während der Dauer des Bestehens der Funkverbindung in dieser Fluglage verbleibt. Die mit dem Bordcomputer des unbemannten Flugkörpers zum Signal- und Datenaustausch elektrisch verbundene Satellitenkommunikationseinrichtung baut anschließend selbständig die Funkverbindung mit der Missionskontrollstation über den Satelliten auf. Die Tatsache, dass der Aufbau der Funkverbindung vom Bordcomputer des unbemannten Flugkörpers aus erfolgt, verringert deutlich das Risiko, dass Unbefugte eine Funkverbindung zum Flugkörper von außen herstellen können und damit möglicherweise die Herrschaft über den unbemannte Flugkörper erringen könnten.In the inventive method for data communication between an unmanned missile flying a given mission and a mission control station, a satellite communication device electrically connected to an on-board computer of the unmanned missile and having a plurality of satellite communication antennas for signal and data exchange builds at a predetermined time or upon reaching a predetermined flight path point or event-controlled, independently a radio connection with the mission control station via a satellite. After the establishment of the radio connection, bidirectional data transmission takes place between the satellite communication device of the unmanned missile and the mission control station via the communication satellites. The unmanned missile is placed in an attitude by an unmanned missile controller prior to commencement of the establishment of the radio link, in which at least one of the unmanned missile satellite communications antennas is alignable with the satellite, and then this satellite communications antenna is aligned with the satellite, the unmanned missile remains in this attitude for the duration of the existence of the radio connection. The satellite communication device electrically connected to the on-board computer of the unmanned missile for signal and data exchange subsequently sets up the radio link with the mission control station autonomously via the satellite. The fact that the radio connection is established from the on-board computer of the unmanned missile significantly reduces the risk that unauthorized persons can establish a radio link to the missile from the outside and thus possibly gain control of the unmanned missile.

Die Fluglage, in die der unbemannte Flugkörper für die Dauer der Funkverbindung gebracht wird, vorzugsweise ein steiler Steigflug oder ein steiler Sinkflug. Dieser steile Steigflug oder steile Sinkflug ist vorteilhafterweise ein senkrechter Steigflug oder ein senkrechter Sturzflug.The attitude in which the unmanned missile is brought for the duration of the radio link, preferably a steep climb or a steep descent. This steep climb or steep descent is advantageously a vertical climb or a vertical dive.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ermöglicht es beispielsweise, den unbemannten Flugkörper vor Beginn des Aufbaus der Funkverbindung durch ein so genanntes Pop-up-Manöver in einen vertikalen Steigflug zu versetzen, bei welchem eine oder mehrere der im vorderen Bereich des unbemannten Flugkörpers gelegenen Satellitenkommunikationsantennen zuverlässig zum Satelliten ausgerichtet werden, so dass eine stabile Kommunikationsverbindung zum Satelliten aufgebaut werden kann.An advantageous embodiment of the method makes it possible, for example, to put the unmanned missile before the construction of the radio link by a so-called pop-up maneuver in a vertical climb, in which one or more located in the front region of the unmanned missile satellite communication antennas reliable for Satellites are aligned so that a stable communication link to the satellite can be established.

Außerdem kann es von Vorteil sein, dass der unbemannte Flugkörper vor Beginn des Aufbaus der Funkverbindung nicht nur in eine geeignete Fluglage gebracht wird, sondern auch aus dem bisherigen Flugweg ausschert und einen Flugweg wählt, der die Ausrichtung einer Sichtlinienverbindung zwischen zumindest einer der Satellitenkommunikationsantennen und einem Satelliten ermöglicht. Wenn beispielsweise der unbemannte Flugkörper zu Tarnungszwecken einen Geländerverfolgungs-Tiefflug durchführt, kann es erforderlich und geboten sein, für die Dauer der Satellitenkommunikationsverbindung einen Flugweg mit größerer Höhe über Grund zu wählen, um eine Sichtlinienverbindung zwischen dem unbemannten Flugkörper und einem Kommunikationssatelliten zu ermöglichen.In addition, it may be advantageous that the unmanned missile is not only placed in a suitable attitude before the start of the construction of the radio link, but also from the previous flight path and selects a flight path, the alignment of a line of sight connection between at least one of the satellite communication antennas and a Satellite enabled. For example, if the unmanned missile performs a terrain tracking low-level flight for camouflage purposes, it may be necessary and advisable to choose a flight path of greater altitude over ground for the duration of the satellite communications link to allow line-of-sight connection between the unmanned missile and a communications satellite.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird für die Kommunikation zwischen dem unbemannten Flugkörper und der Missionskontrollstation nur jene Antenne benutzt, die bezüglich potentieller Störsignalquellen im Funkschatten des Flugkörpers liegt. Dies wird insbesondere dann umgesetzt, wenn vom unbemannten Flugkörper Funk-Störsignale erfasst werden oder wenn mit dem Risiko des Auftreffens von Funk-Störsignalen auf den unbemannten Flugkörper zu rechnen ist.In a particularly preferred embodiment, only the antenna is used for the communication between the unmanned missile and the mission control station, which is in radio shadow of the missile with respect to potential interference signal sources. This is in particular implemented if radio interference signals are detected by the unmanned missile or if the risk of the interference of radio interference signals with the unmanned missile is to be expected.

Vorzugsweise ist der Zeitpunkt zu dem die Funkverbindung aufgebaut wird, in einem Missionsplan vorgegeben, der in einem Missionsdatenspeicher des Bordcomputers des unbemannten Flugkörpers gespeichert ist. Alternativ kann auch der Ort, an dem die Funkverbindung aufgebaut wird, im Missionsplan vorgegeben sein. Auf diese Weise kann bereits vor dem Start des unbemannten Flugkörpers festgelegt werden, wo beziehungsweise wann sich der unbemannte Flugkörper durch den Aufbau der Kommunikationsverbindung bei der Missionskontrollstation meldet. Dieser Zeitpunkt, zu dem die Funkverbindung aufgebaut wird beziehungsweise der Ort, an dem die Funkverbindung aufgebaut wird, liegt vorzugsweise vor dem Zeitpunkt beziehungsweise vor dem Ort, zu beziehungsweise an welchem eine ursprünglich eingeleitete Mission noch abgebrochen werden kann oder Missionsdaten, wie beispielsweise anzufliegende Ziele, noch wirksam geändert werden können. Preferably, the time at which the radio link is established, set in a mission plan, which is stored in a mission data memory of the onboard computer of the unmanned missile. Alternatively, the location where the radio connection is established may also be specified in the mission plan. In this way, it is possible to determine, even before the start of the unmanned missile, where or when the unmanned missile reports by setting up the communication link at the mission control station. This point in time at which the radio connection is set up or the place where the radio connection is established preferably lies before the time or place at which an originally initiated mission can still be terminated or mission data, such as, for example, destinations to be found, can still be changed effectively.

Dazu kann die Funkverbindung zwischen dem unbemannten Flugkörper und der Missionskontrollstation während einer Mission auch mehrmals aufgebaut werden.For this purpose, the radio link between the unmanned missile and the mission control station during a mission can also be set up several times.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich in vorteilhafter Weise auch dazu, dass die Missionskontrollstation während des Bestehens der Funkverbindung neue oder geänderte Missionsdaten an den unbemannten Flugkörper überträgt, dass diese neuen oder geänderten Missionsdaten im Missionsdatenspeicher des unbemannten Flugkörpers gespeichert werden und dass die Weiterführung der Mission vom Bordcomputer des unbemannten Flugkörpers unter Verwendung dieser neuen oder geänderten Missionsdaten erfolgt. So können beispielsweise während der Flugdauer des unbemannten Flugkörpers gewonnene Aufklärungserkenntnisse noch in die bereits laufende Mission einfließen. Um zu verhindern, dass unbefugte Dritte während der Dauer der Funkverbindung unbefugt geänderte Missionsdaten an den unbemannten Flugkörper übertragen, werden diese Daten nicht nur verschlüsselt übertragen, sondern es bedarf zusätzlich noch der Übertragung eines besonderen Zugriffscodes, beispielsweise einer Transaktionsnummer (TAN), die von der Missionskontrollstation an den unbemannten Flugkörper gesandt wird und mit einer vor Beginn der Mission im Bordrechner des unbemannten Flugkörpers gespeicherten Transaktionsnummer verglichen wird, wobei eine Transaktionsnummer nur einmal verwendet werden kann.The method according to the invention is also advantageously suitable for the mission control station transmitting new or changed mission data to the unmanned missile during the existence of the radio link, for storing these new or changed mission data in the mission data memory of the unmanned missile and for continuing the mission from the on-board computer unmanned aerial vehicle using this new or modified mission data. Thus, for example, reconnaissance knowledge gained during the flight time of the unmanned missile can still be incorporated into the already running mission. In order to prevent unauthorized third parties from transmitting unauthorized modified mission data to the unmanned missile during the duration of the radio connection, this data is not only transmitted in encrypted form, but additionally requires the transmission of a special access code, for example a transaction number (TAN), which is used by the Mission control station is sent to the unmanned missile and is compared with a stored before the start of the mission in the on-board computer of the unmanned missile transaction number, a transaction number can be used only once.

Vorteilhaft ist auch, wenn die Satellitenkommunikationseinrichtung des unbemannten Flugkörpers während des Bestehens der Funkverbindung Zustandsinformationen des unbemannten Flugkörpers an die Missionskontrollstation überträgt. Dadurch wird der Flugleitung in der Missionskontrollstation die Möglichkeit eingeräumt, festzustellen, ob der unbemannte Flugkörper einwandfrei funktioniert und ob sich der unbemannte Flugkörper auf der vorgegebenen Route befindet.It is also advantageous if the satellite communication device of the unmanned missile transmits state information of the unmanned missile to the mission control station during the existence of the radio link. This gives the flight line in the mission control station the ability to determine if the unmanned missile is functioning properly and if the unmanned missile is on the predetermined route.

Besonders von Vorteil ist es auch, wenn die Satellitenkommunikationseinrichtung des unbemannten Flugkörpers während des Bestehens der Funkverbindung, vorzugsweise bei einem Geländeüberflug oder im Anflug auf ein Ziel, Bilddaten einer im unbemannten Flugkörper vorgesehenen Kamera, vorzugsweise als Live-Video, an die Missionskontrollstation überträgt. Auf diese Weise kann von der Missionskontrollstation nicht nur das Flugverhalten des unbemannten Flugkörpers überprüft werden, sondern es können auch Erkenntnisse über das überflogene Gebiet beziehungsweise das angeflogene Ziel im Bild gewonnen werden. Günstigenfalls kann von der Missionskontrollstation aus auch durch Aktivierung von Steuerungseinrichtungen des unbemannten Flugkörpers Einfluss auf die Flugbahn des unbemannten Flugkörpers genommen werden, wenn die übertragenen Bilder eine derartige Routenänderung geboten erscheinen lassen.It is also particularly advantageous if the satellite communication device of the unmanned missile transmits image data of a camera provided in the unmanned missile, preferably as live video, to the mission control station during the existence of the radio link, preferably in the event of an overburden or approach to a destination. In this way, not only the flight behavior of the unmanned missile can be checked by the mission control station, but also findings about the area flown over or the destination served can be obtained in the image. If appropriate, the mission control station can also influence the trajectory of the unmanned aerial vehicle by activating control devices of the unmanned aerial vehicle if the transmitted images make such a change of route appear necessary.

Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zur Missionsplanung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9. Bei diesem Verfahren werden Zielkoordinaten und Flugwegdaten festgelegt und in einem Missionsdatenspeicher des unbemannten Flugkörpers abgespeichert, wobei zusätzlich Wegstreckenbereiche festgelegt werden, in denen Datenkommunikation zwischen dem unbemannten Flugkörper und einer Missionskontrollstation erfolgt. Weiterhin werden Fluglagen des unbemannten Flugkörpers definiert, die der unbemannte Flugkörper auf den Wegstreckenbereichen der geplanten Datenkommunikation einnimmt, so dass zwischen dem unbemannten Flugkörper und zumindest einem Kommunikationssatelliten eine Sichtlinienverbindung besteht.The invention also provides a mission planning method having the features of claim 9. In this method, target coordinates and flight path data are determined and stored in a mission data memory of the unmanned missile, with additional path ranges established in which data communication between the unmanned missile and a mission control station occurs. Furthermore, flight positions of the unmanned missile are defined, which occupies the unmanned missile on the path ranges of the planned data communication, so that there is a line of sight connection between the unmanned missile and at least one communication satellites.

Zusätzlich zur Definition von Fluglagen des unbemannten Flugkörpers zum Aufbau der geplanten Datenkommunikation kann auch eine für den Zeitraum der Datenkommunikation erforderliche Änderung der Wegstrecke während der Missionsplanung in den Missionsdatenspeicher des unbemannten Flugkörpers eingegeben werden. Alternativ zur Festlegung von Wegstreckenbereichen können bei der Missionsplanung auch Zeitfenster definiert werden, zu denen die Datenkommunikation zwischen dem unbemannten Flugkörper und der Missionskontrollstation erfolgt.In addition to defining unmanned missile attitude to build up the scheduled data communication, a change in route distance required during the data communication period may also be entered into the unmanned missile mission data memory during mission planning. As an alternative to the definition of distance ranges, time slots can also be defined during mission planning, at which time the data communication between the unmanned missile and the mission control station takes place.

Der auf den unbemannten Flugkörper gerichtete Teil der Aufgabe wird gelöst durch den unbemannten Flugkörper mit den Merkmalen des Anspruchs 10.The directed to the unmanned missile part of the problem is solved by the unmanned missile having the features of claim 10th

Dieser unbemannte Flugkörper, bei dem es sich beispielsweise um einen Marschflugkörper handelt, weist einen eine Nutzlast aufnehmenden Rumpf, Steuerflächen, die mittels Steuerflächenantrieben bewegbar am Rumpf angebracht sind, eine Antriebseinrichtung für den unbemannten Flugkörper und einen Bordcomputer auf, der einen Missionsdatenspeicher und einen Steuerungsrechner beinhaltet, welcher die Steuerflächenantriebe mit Steuersignalen beaufschlagt. Weiterhin weist dieser Flugkörper eine Satellitenkommunikationseinrichtung, die mit dem Bordcomputer zum Datenaustausch elektrisch verbunden ist, und zumindest eine Satellitenkommunikationsantenne als Sende- und/oder Empfangsantenne für die Satellitenkommunikationseinrichtung auf, die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren geeignet ist. Mittels der Satellitenkommunikationsantenne und der Satellitenkommunikationseinrichtung kann während des gesamten Flugs des Flugkörpers eine Kommunikationsverbindung zu einem entsprechenden Kommunikationssatelliten hergestellt werden, der wiederum in Kommunikationsverbindung zur Missionskontrollstation steht. So kann ein Datenaustausch zwischen der Missionskontrollstation und dem unbemannten Flugkörper über den Satelliten oder über mehrere Satelliten eines Satellitennetzwerks auch dann erfolgen, wenn der unbemannte Flugkörper für die Missionskontrollstation hinter dem Horizont verschwunden ist. Erfindungsgemäß sind mehrere über den Umfang des unbemannten Flugkörpers verteilte Satellitenkommunikationsantennen vorgesehen sind, die zumindest eine Gruppe von Satellitenkommunikationsantennen bilden. This unmanned missile, which is, for example, a cruise missile, includes a payload-receiving fuselage, control surfaces moveably mounted to the fuselage by cam drives, unmanned missile propulsion equipment, and an on-board computer including a mission data memory and a control computer , which supplies the control surface drives with control signals. Furthermore, this missile has a satellite communication device, which is electrically connected to the on-board computer for data exchange, and at least one satellite communication antenna as a transmitting and / or receiving antenna for the satellite communication device, which is suitable for carrying out the method according to the invention. By means of the satellite communication antenna and the satellite communication device, a communication link can be established during the entire flight of the missile to a corresponding communication satellite, which in turn is in communication with the mission control station. Thus, a data exchange between the mission control station and the unmanned missile via the satellite or via several satellites of a satellite network can also take place when the unmanned missile for the mission control station has disappeared behind the horizon. According to the invention, a plurality of satellite communication antennas distributed over the circumference of the unmanned missile are provided, which form at least one group of satellite communication antennas.

Vorzugsweise ist die zumindest eine Gruppe von Satellitenkommunikationsantennen im in Flugrichtung vorderen Bereich des unbemannten Flugkörpers angeordnet. Sie kann alternativ oder zusätzlich auch im in Flugrichtung hinteren Bereich des unbemannten Flugkörpers angeordnet sein. Durch die Anordnung im vorderen Bereich des unbemannten Flugkörpers kann auf besonders günstige Weise im Steigflug des unbemannten Flugkörpers eine Kommunikationsverbindung zu einem Satelliten hergestellt werden. Bei der Anordnung im hinteren Bereich des unbemannten Flugkörpers lässt sich die Kommunikationsverbindung zum Satelliten besonders zuverlässig im Sinkflug des unbemannten Flugkörpers herstellen.Preferably, the at least one group of satellite communication antennas are arranged in the forward direction of the unmanned missile. It may alternatively or additionally be arranged in the rear of the unmanned missile in the direction of flight. Due to the arrangement in the front region of the unmanned missile can be made in a particularly favorable manner in the climb of the unmanned missile, a communication link to a satellite. In the arrangement in the rear region of the unmanned missile, the communication link to the satellite can be made particularly reliable in the descent of the unmanned missile.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind mehrere über den Umfang des unbemannten Flugkörpers, vorzugsweise gleichmäßig, verteilte Satellitenkommunikationsantennen vorgesehen, die eine Gruppe von Satellitenkommunikationsantennen bilden. Diese Anordnung der Satellitenkommunikationsantennen entlang des Umfangs des unbemannten Flugkörpers gewährleistet, unabhängig von der Fluglage des unbemannten Flugkörpers um seine Rollachse, dass ständig eine Satellitenkommunikationsantenne in den Weltraum, hin zu einem Satelliten, weist.In a preferred embodiment, a plurality of satellite communication antennas distributed over the circumference of the unmanned missile, preferably uniformly, are provided which form a group of satellite communication antennas. This arrangement of the satellite communication antennas along the circumference of the unmanned missile, regardless of the attitude of the unmanned missile about its roll axis, ensures that a satellite communications antenna is constantly pointing into space towards a satellite.

Dabei ist es von Vorteil, wenn eine erste Gruppe von Satellitenkommunikationsantennen im vorderen Bereich des unbemannten Flugkörpers und eine zweite Gruppe von Satellitenkommunikationsantennen in einem hinteren Bereich des unbemannten Flugkörpers vorgesehen ist. Diese Anordnung gestattet es, dass unabhängig von der Fluglage des unbemannten Flugkörpers um seine Rollachse, Nickachse und Gierachse, stets eine optimale Kommunikationsverbindung zu einem Satelliten aufgebaut werden kann.It is advantageous if a first group of satellite communication antennas in the front area of the unmanned missile and a second group of satellite communication antennas is provided in a rear area of the unmanned missile. This arrangement allows independent of the attitude of the unmanned missile about its roll axis, pitch axis and yaw axis, always an optimal communication link to a satellite can be established.

Es ist von Vorteil, wenn die Gruppe von Satellitenkommunikationsantennen vier Satellitenkommunikationsantennen aufweist, die in Umfangsrichtung jeweils um 90° voneinander beabstandet sind.It is advantageous if the group of satellite communication antennas has four satellite communication antennas which are circumferentially spaced by 90 ° from each other.

Wenn die jeweilige Satellitenkommunikationsantenne im Bereich der Außenhaut des unbemannten Flugkörpers angeordnet ist und aus einer an der Außenhaut anliegenden oder unter der Außenhaut versenkten Ruheposition in eine Arbeitsposition verschwenkbar ist, bei welcher die Schwenkachse in einer Ebene rechtwinklig zur Flugkörperlängsachse liegt, dann werden die aerodynamischen Eigenschaften des unbemannten Flugkörpers durch die zusätzlich vorgesehene Satellitenkommunikationsantenne nur geringfügig beeinträchtigt. Bei dieser Ausführungsform kann die Satellitenkommunikationsantenne während der größten Zeit des Marschflugs in ihrer Ruheposition verbleiben und wird nur für den Zeitraum der Satellitenkommunikation in ihre Arbeitsposition ausgeschwenkt, in welcher sie dem unbemannten Flugkörper einen größeren aerodynamischen Widerstand verleiht.If the respective satellite communication antenna is arranged in the region of the outer skin of the unmanned missile and can be pivoted from a resting on the outer skin or recessed under the outer skin rest position in a working position in which the pivot axis in a plane perpendicular to the missile longitudinal axis, then the aerodynamic properties of Unmanned missile is affected only slightly by the additionally provided satellite communication antenna. In this embodiment, the satellite communication antenna may remain in its idle position during the largest time of cruise flight and is swung to its working position only for the period of satellite communication in which it imparts greater aerodynamic drag to the unmanned missile.

Vorzugsweise weist der Bordcomputer des unbemannten Flugkörpers eine Antennensteuerungseinrichtung für die Satellitenkommunikationsantennen auf, mittels der die einzelnen Satellitenkommunikationsantennen ansteuerbar sind und mittels der der Schwenkwinkel der Satellitenkommunikationsantennen steuerbar ist. Auf diese Weise können eine oder mehrere der Satellitenkommunikationsantennen des unbemannten Flugkörpers computergesteuert und bedarfsgesteuert in eine optimale Position ausgeschwenkt werden, in welcher unter Berücksichtigung der Flugposition und Fluglage des unbemannten Flugkörpers eine bestmögliche Kommunikationsverbindung zum Satelliten errichtet werden kann.Preferably, the on-board computer of the unmanned missile on an antenna control device for the satellite communication antennas, by means of which the individual satellite communication antennas are controlled and by means of the pivot angle of the satellite communication antennas is controllable. In this way, one or more of the satellite communication antennas of the unmanned missile can be computer-controlled and demand-controlled swung into an optimal position in which, taking into account the flight position and attitude of the unmanned missile, a best possible communication link to the satellite can be established.

Vorzugsweise ist der unbemannte Flugkörper mit Auftrieb erzeugenden Tragflächen am Rumpf versehen. Hierdurch wird die Reichweite des unbemannten Flugkörpers erhöht.The unmanned missile is preferably provided with lift-producing wings on the fuselage. This increases the range of the unmanned missile.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit zusätzlichen Ausgestaltungsdetails und weiteren Vorteilen sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Preferred embodiments of the invention with additional design details and other advantages are described and explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Es zeigt:It shows:

1 einen unbemannten Flugkörper gemäß der vorliegenden Erfindung; und 1 an unmanned missile according to the present invention; and

2 ein schematisches Beispiel eines Flugwegs, wie er mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Missionsplanung geplant werden kann, um das erfindungsgemäße Verfahren zur Datenkommunikation durchzuführen. 2 a schematic example of a flight path, as it can be planned with the inventive mission planning method to perform the inventive method for data communication.

DARSTELLUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELENPRESENTATION OF PREFERRED EMBODIMENTS

1 zeigt einen unbemannten Flugkörper 1 in schematischer Darstellung. Der Flugkörper 1 umfasst einen eine Nutzlast aufnehmenden Rumpf 10, auf dem Rumpf 10 angebrachte Tragflächen 12, zwei seitlich am Rumpf 10 vorgesehene Antriebseinrichtungen, von denen nur die linke Antriebseinrichtung 14 gezeigt ist, sowie Steuerflächen 16, die mittels nicht gezeigter Steuerflächenantriebe in bekannter Weise bewegbar am Rumpf 10 angebracht sind. 1 shows an unmanned missile 1 in a schematic representation. The missile 1 includes a payload receiving hull 10 , on the hull 10 attached wings 12 , two laterally on the fuselage 10 provided drive means, of which only the left drive means 14 shown, as well as control surfaces 16 , which by means not shown control surface drives in a known manner movable on the fuselage 10 are attached.

Der Flugkörper 1 ist weiterhin mit einer Avionik 2 versehen, die ebenfalls nur schematisch dargestellt ist und sich im Inneren des Rumpfs 10 befindet. Die Avionik 2 enthält einen Bordcomputer 20, der neben wirksamen Verbindungen zu herkömmlichen Navigationseinrichtungen auch einen Missionsdatenspeicher 22 sowie einen Steuerungsrechner 24 aufweist. Der Steuerungsrechner 24 wird vom Missionsdatenspeicher 22 mit Daten eines vorgegebenen Flugwegs versorgt und erhält weiterhin Navigationsdaten aus in herkömmlicher Weise vorgesehenen Navigationseinrichtungen, wie einem Satellitennavigationssystem und/oder einem Trägheitsnavigationssystem. Aufgrund dieser Daten erzeugt der Steuerungsrechner 24 Steuersignale, die an die Steuerflächenantriebe geleitet werden, woraufhin diese die Steuerflächen 16 zur Steuerung des Flugkörpers 1 verstellen.The missile 1 is still with an avionics 2 provided, which is also shown only schematically and inside the fuselage 10 located. The avionics 2 contains an on-board computer 20 , which in addition to effective connections to conventional navigation devices and a mission data storage 22 as well as a control computer 24 having. The control computer 24 is from the mission data store 22 is supplied with data of a predetermined flight path and further receives navigation data from conventionally provided navigation devices, such as a satellite navigation system and / or an inertial navigation system. Based on this data, the control computer generates 24 Control signals that are routed to the cam drives, whereupon these control surfaces 16 to control the missile 1 adjust.

Weiterhin ist in der Avionik 2 eine Satellitenkommunikationseinrichtung 26 vorgesehen, die mit dem Bordcomputer 20 zum Datenaustausch elektrisch verbunden ist. In dem in Flugrichtung F vorderen Bereich 1' des Flugkörpers 1 ist eine erste Gruppe 30 von Satellitenkommunikationsantennen 32, 34, 36, 38 am Außenumfang des Rumpfs 10 des Flugkörpers 1 vorgesehen. Die Satellitenkommunikationsantennen 32, 34, 36 und die auf der rechten Seite des Flugkörpers 1 vorgesehene, nicht sichtbare Satellitenkommunikationsantenne 38 sind in Umfangsrichtung bezüglich des Rumpfs 10 jeweils um 90° voneinander beabstandet, sodass eine erste Satellitenkommunikationsantenne 32 auf der Oberseite des Rumpfs 10 vorgesehen ist, eine zweite Satellitenkommunikationsantenne 34 auf der Unterseite des Rumpfs und jeweils eine Satellitenkommunikationsantenne 36, 38 auf der linken beziehungsweise rechten Seite des Rumpfs. Die einzelnen Satellitenkommunikationsantennen 32, 34, 36, 38 sind jeweils um eine zur Vorderseite des Flugkörpers 1 hin gelegene Schwenkachse 31, 33, 35, 37 vom Rumpf 10 weg in eine Arbeitsposition verschwenkbar. In 1 ist beispielhaft die in eine Arbeitsposition geschwenkte obere vordere Satellitenkommunikationsantenne 32 gezeigt. Die Verschwenkung der einzelnen Satellitenkommunikationsantennen 32, 34, 36, 38 erfolgt mittels eines jeweiligen Stellantriebs, von denen in 1 nur der Stellantrieb 39 der oberen Satellitenkommunikationsantenne 32 dargestellt ist.Furthermore, in avionics 2 a satellite communication device 26 provided with the on-board computer 20 is electrically connected for data exchange. In the front in the direction of flight F area 1' of the missile 1 is a first group 30 of satellite communication antennas 32 . 34 . 36 . 38 on the outer circumference of the fuselage 10 of the missile 1 intended. The satellite communication antennas 32 . 34 . 36 and those on the right side of the missile 1 provided, invisible satellite communication antenna 38 are circumferentially with respect to the hull 10 spaced 90 ° apart so as to form a first satellite communication antenna 32 on the top of the fuselage 10 is provided, a second satellite communication antenna 34 on the bottom of the fuselage and each with a satellite communication antenna 36 . 38 on the left or right side of the fuselage. The individual satellite communication antennas 32 . 34 . 36 . 38 are each one to the front of the missile 1 towards the pivot axis 31 . 33 . 35 . 37 from the hull 10 pivotable away in a working position. In 1 exemplified is the upper front satellite communication antenna pivoted into a working position 32 shown. The pivoting of the individual satellite communication antennas 32 . 34 . 36 . 38 takes place by means of a respective actuator, of which in 1 only the actuator 39 the upper satellite communication antenna 32 is shown.

Die obere vordere Satellitenkommunikationsantenne 32 ist um einen Schwenkwinkel α so weit vom Rumpf 10 des Flugkörpers 1 weg geschwenkt, dass sie eine Sichtlinienverbindung zu einem im Orbit befindlichen Kommunikationssatelliten 4 zum Zweck der Datenübertragung herstellt, bei der die Sichtlinie 3 im rechten Winkel zur Antennenoberfläche steht oder bei einer konkaven Antennenoberfläche mit deren Brennpunktachse zusammenfällt.The upper front satellite communication antenna 32 is a swing angle α so far from the fuselage 10 of the missile 1 panned away, that they have a line of sight connection to an in-orbit communications satellites 4 for the purpose of transmitting data at which the line of sight 3 is at right angles to the antenna surface or coincides with a concave antenna surface with its focal axis.

Auch im hinteren Bereich 1'' des Rumpfs 10 sind in gleicher Weise 4 hintere Satellitenkommunikationsantennen 42, 44, 46, 48 vorgesehen, die eine zweite, hintere Gruppe 40 von Satellitenkommunikationsantennen bilden. Die Schwenkachsen 41, 43, 45, 47 dieser hinteren Satellitenkommunikationsantennen 42, 44, 46, 48 sind an der zum Heck des Flugkörpers 1 weisenden Seite der jeweiligen Satellitenkommunikationsantenne gelegen, so dass die einzelnen Antennen mittels eines jeweiligen Stellantriebs, von denen hier nur der Stellantrieb 49 der unteren Antenne 44 gezeigt ist, vom Rumpf um einen Schwenkwinkel β weg schwenkbar sind.Also in the back area 1'' of the hull 10 are the same way 4 rear satellite communication antennas 42 . 44 . 46 . 48 provided a second, rear group 40 of satellite communication antennas. The pivot axes 41 . 43 . 45 . 47 these rear satellite communication antennas 42 . 44 . 46 . 48 are at the rear of the missile 1 facing side of the respective satellite communication antenna, so that the individual antennas by means of a respective actuator, of which only the actuator 49 the lower antenna 44 is shown, are pivotable away from the fuselage by a pivot angle β.

Die Satellitenkommunikationsantennen 32, 34, 36, 38; 42, 44, 46, 48 sind in 1 so dargestellt, dass sie in ihrer nicht ausgeschwenkten Ruhestellung an der Außenhaut des Rumpfs 10 des Flugkörpers 1 anliegen. Dies ist jedoch nur eine schematische Darstellung. In der Praxis werden die Satellitenkommunikationsantennen in ihrer Ruheposition entweder in einer jeweils zugehörigen Ausnehmung des Rumpfs 10 liegen oder unter der Außenhaut des Rumpfs 10 angeordnet sein und gemeinsam mit einer entsprechenden, zugeordneten Rumpfklappe nach außen in die Arbeitsposition ausschwenken.The satellite communication antennas 32 . 34 . 36 . 38 ; 42 . 44 . 46 . 48 are in 1 shown so that they are in their unfolded resting position on the outer skin of the fuselage 10 of the missile 1 issue. However, this is only a schematic representation. In practice, the satellite communication antennas in their rest position either in a respective associated recess of the fuselage 10 lying or under the outer skin of the fuselage 10 be arranged and swing together with a corresponding, associated body flap outward into the working position.

Die Schwenkachsen 31, 33, 35, 37; 41, 43, 45, 47 sind so ausgerichtet, dass die jeweilige Achse in einer Ebene rechtwinklig zur Flugkörper-Längsachse X liegt. The pivot axes 31 . 33 . 35 . 37 ; 41 . 43 . 45 . 47 are aligned so that the respective axis lies in a plane perpendicular to the missile longitudinal axis X.

Zur Steuerung der Satellitenkommunikationsantennen 32, 34, 36, 38; 42, 44, 46, 48 ist der Bordcomputer 20 mit einer Antennen-Steuerungseinrichtung 28 versehen, von der entsprechende Steuerbefehle an den einer jeweiligen Satellitenkommunikationsantenne zugeordneten Stellantrieb 39, 49 geleitet werden.For controlling the satellite communication antennas 32 . 34 . 36 . 38 ; 42 . 44 . 46 . 48 is the on-board computer 20 with an antenna control device 28 provided by the corresponding control commands to the associated with a respective satellite communication antenna actuator 39 . 49 be directed.

2 zeigt schematisch den Flugweg 100 eines unbemannten Flugkörpers auf dem Weg von einem (nicht gezeigten) Startort zu einem von mehreren Zielen 102, 104, 106, 108. Vor dem Start des Flugkörpers wird ein Verfahren zur Missionsplanung durchgeführt, bei welchem die Koordinaten der Ziele 102, 104, 106, 108 sowie die Streckendaten des Flugwegs 100 festgelegt werden. Diese festgelegten Daten werden vor dem Start des Flugkörpers im Missionsdatenspeicher des Flugkörpers abgespeichert. Des weiteren werden geographische Geländedaten eines Korridors 110 beiderseits des Flugwegs 100 sowie der Umgebung 112 der Ziele 102, 104, 106, 108 gespeichert. Mit diesen vorgegebenen Daten und der bordeigenen Navigationsmittel ist der Flugkörper in der Lage, auf seinem Flugweg zwischen Startort und Zielort autonom zu navigieren. 2 shows schematically the flight path 100 an unmanned missile en route from a starting location (not shown) to one of several destinations 102 . 104 . 106 . 108 , Before the launch of the missile, a mission planning procedure is performed in which the coordinates of the targets 102 . 104 . 106 . 108 as well as the route data of the flight path 100 be determined. These specified data are stored in the mission data memory of the missile prior to the launch of the missile. Furthermore, geographic terrain data of a corridor 110 on both sides of the flight path 100 as well as the environment 112 the goals 102 . 104 . 106 . 108 saved. With this given data and the on-board navigation means, the missile is able to navigate autonomously on its flight path between the starting point and the destination.

Während der Missionsplanung werden außerdem Wegstreckenbereiche festgelegt, in denen eine Datenkommunikation zwischen dem fliegenden Flugkörper und der Missionskontrollstation erfolgt. Beim Erreichen dieser Wegstreckenbereiche wird der Flugkörper eine Fluglage einnehmen, die bereits bei der Missionsplanung festgelegt wird und die ihn in die Lage versetzt, eine Sichtlinienverbindung zu einem Kommunikationssatelliten aufzubauen, damit eine Datenkommunikation zwischen dem Flugkörper und der Missionskontrollstation über den Kommunikationssatelliten stattfinden kann. Der Beginn eines derartigen Wegstreckenbereichs wird als Kontrollpunkt 114 bereits während der Missionsplanung festgelegt und im Missionsdatenspeicher gespeichert. Dieser Kontrollpunkt 114 sollte vor einem Zielentscheidungspunkt 116 liegen, an welchem sich der vom Startort bis dahin verlaufende Reiseflugweg 101 in die Zielflugwege oder Zieltrajektorien 103, 105, 107, 109 zu den jeweiligen Zielen 102, 104, 106, 108 trennt.During mission planning, route areas are also defined in which data communication takes place between the flying missile and the mission control station. Upon reaching these path ranges, the missile will assume an attitude already established in mission planning that will enable it to establish a line-of-sight connection to a communications satellite for data communication to take place between the missile and the mission control station via the communications satellites. The beginning of such a route area becomes a checkpoint 114 already set during mission planning and stored in the mission data store. This checkpoint 114 should be before a target decision point 116 lie, at which the starting from then until then running cruise path 101 into the destination flight paths or target trajectories 103 . 105 . 107 . 109 to the respective goals 102 . 104 . 106 . 108 separates.

Auf diese Weise wird erreicht, dass bei der am Kontrollpunkt 114 beginnenden Datenkommunikation noch eine Änderung der geplanten Flugroute zu einem bereits im Missionsplan vorgesehenen Ausweichziel 104, 106 oder 108 anstatt zu einem ursprünglich im Bordcomputer des Flugkörpers gespeicherten Ziel 102 vorgenommen werden kann.In this way it is achieved that at the checkpoint 114 Beginning data communication nor a change in the planned route to a planned in the mission plan alternative destination 104 . 106 or 108 instead of to a target originally stored in the on-board computer of the missile 102 can be made.

Des weiteren kann während der Missionsplanung noch auf der jeweiligen Zieltrajektorie 103, 105, 107, 109 ein Zielannäherungspunkt 113, 115, 117, 119 definiert werden, zu welchem der Flugkörper nochmals eine Datenkommunikation zur Missionskontrollstation aufbaut und Bilder des Zielanflugs an die Missionskontrollstation überträgt, die von einer Kamera 18 im Bug des Flugkörpers 1 aufgenommen werden.Furthermore, during the mission planning can still on the respective target trajectory 103 . 105 . 107 . 109 a target approach point 113 . 115 . 117 . 119 be defined, to which the missile again builds a data communication to the mission control station and transmits images of the Zielanflugs to the mission control station that of a camera 18 in the bow of the missile 1 be recorded.

Kurz vor Erreichen des Kontrollpunkts 114 oder eines der Zielannäherungspunkte 113, 115, 117, 119 wird der Flugkörper von seiner Steuerungseinrichtung in eine Fluglage gebracht, in der zumindest eine der Satellitenkommunikationsantennen 32, 34, 36, 38; 42, 44, 46, 48 auf den Kommunikationssatelliten 4 ausrichtbar ist. Dazu kann es beispielsweise erforderlich sein, den Flugkörper aus einem Geländetiefflug in eine höhere Flugbahn über Grund zu steuern, in welcher eine Sichtlinienverbindung zum Kommunikationssatelliten 4 besteht. Der Flugkörper 1 kann auch in einen steilen Steigflug oder in einen steilen Sinkflug gebracht werden, um eine Sichtlinienverbindung von zumindest einer der Satellitenkommunikationsantennen zum Kommunikationssatelliten zu erhalten. Dabei wird während des steilen Steigflugs zumindest eine der Satellitenkommunikationsantennen 32, 34, 36, 38 im vorderen Bereich des Rumpfes 10 verwendet, während im steilen Sinkflug, insbesondere beim Sturzflug auf das Ziel, zumindest eine der Satellitenkommunikationsantennen 42, 44, 46, 48 des hinteren Bereichs des Rumpfes 10 Verwendung findet.Just before reaching the checkpoint 114 or one of the target approximation points 113 . 115 . 117 . 119 the missile is brought by its control device in an attitude in which at least one of the satellite communication antennas 32 . 34 . 36 . 38 ; 42 . 44 . 46 . 48 on the communications satellites 4 is alignable. For example, it may be necessary to control the missile from a downhole flight to a higher trajectory over ground in which a line-of-sight connection to the communications satellite 4 consists. The missile 1 may also be taken on a steep climb or in a steep descent to obtain a line of sight connection from at least one of the satellite communication antennas to the communications satellite. At least one of the satellite communication antennas will be during the steep climb 32 . 34 . 36 . 38 in the front area of the fuselage 10 used during steep descent, especially when dive to the target, at least one of the satellite communication antennas 42 . 44 . 46 . 48 the rear area of the hull 10 Use finds.

Ist zumindest eine der Satellitenkommunikationsantennen auf den Satelliten ausgerichtet, so wird ausgehend vom Flugkörper 1 die Kommunikationsverbindung über den Kommunikationssatelliten 4 zur Missionskontrollstation aufgebaut; die Satellitenkommunikationseinrichtung 26 des Flugkörpers 1 ist somit der rufende Teil beim Aufbau der Kommunikationsverbindung. Während des Bestehens der Kommunikationsverbindung erfolgt der Datenaustausch zwischen dem Bordcomputer 20 des Flugkörpers 1 und der Missionskontrollstation, der vorzugsweise bidirektional durchgeführt wird. Im Zielanflug erfolgt gegebenenfalls die Bilddatenübertragung vom Flugkörper 1 zur Missionskontrollstation bis zum Erreichen des Ziels.If at least one of the satellite communication antennas is aligned with the satellite, then starting from the missile 1 the communication connection via the communications satellites 4 built to mission control station; the satellite communication device 26 of the missile 1 is thus the calling part in establishing the communication connection. During the existence of the communication connection, the data exchange takes place between the on-board computer 20 of the missile 1 and the mission control station, which is preferably carried out bidirectionally. If necessary, the image data transmission from the missile takes place in the destination approach 1 to the mission control station until reaching the destination.

Ist die nach dem Erreichen des Kontrollpunkts 114 begonnene Datenübertragung während des Reiseflugs beendet, so kehrt der Flugkörper 1 wieder auf den ursprünglich geplanten Flugweg, also beispielsweise einen Geländefolge-Tiefflug, zurück und setzt seinen Reiseflug fort.Is that after reaching the checkpoint 114 started data transfer during the cruise finished, so the missile returns 1 back to the originally planned flight path, so for example, an off-road low-flying, back and continues its cruise.

Sowohl durch dieses Verfahren zur Datenkommunikation als auch durch das geschilderte Verfahren zur Missionsplanung ist es möglich, mit einem sich auf dem Reiseflug oder bereits im Zielanflug befindlichen unbemannten Flugkörper zu kommunizieren, auch wenn dieser außerhalb der direkten Sichtlinienverbindung zur Missionskontrollstation unterwegs ist, so dass auch während des Reiseflugs und sogar noch kurz vor Erreichen des Ziels ein Informationsaustausch zwischen dem Flugkörper und der Missionskontrollstation erfolgen kann.Both by this method of data communication and by the described method for mission planning, it is possible to communicate with an unmanned missile located on the cruise or already in the approach, even if it is out of direct line of sight connection to the mission control station, so even during the cruise and even shortly before reaching the destination an exchange of information between the missile and the mission control station can take place.

Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.Reference signs in the claims, the description and the drawings are only for the better understanding of the invention and are not intended to limit the scope.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Unbemannter FlugkörperUnmanned missile
1'1': vorderer Bereich des Flugkörpersfront area of the missile
1''1'': hinterer Bereich des Flugkörpersrear area of the missile
22: AvionikAvionics
33: SichtlinienverbindungSight communication
44: Kommunikationssatellitcommunications satellite
1010: Rumpfhull
1212: Tragflächewing
1414: Antriebseinrichtungdriving means
1616: Steuerflächecontrol surface
1818: Kameracamera
2020: Bordcomputerboard computer
2222: MissionsdatenspeicherMission data storage
2424: Steuerungsrechnercontrol computer
2626: SatellitenkommunikationseinrichtungSatellite communication equipment
2828: Antennen-SteuerungseinrichtungAntenna control means
3030: erste Gruppefirst group
3131: Schwenkachseswivel axis
3232: SatellitenkommunikationsantenneSatellite communications antenna
3333: Schwenkachseswivel axis
3434: SatellitenkommunikationsantenneSatellite communications antenna
3535: Schwenkachseswivel axis
3636: SatellitenkommunikationsantenneSatellite communications antenna
3737: Schwenkachseswivel axis
3838: SatellitenkommunikationsantenneSatellite communications antenna
3939: Stellantriebactuator
4040: zweite Gruppesecond group
4242: SatellitenkommunikationsantenneSatellite communications antenna
4444: SatellitenkommunikationsantenneSatellite communications antenna
4646: SatellitenkommunikationsantenneSatellite communications antenna
4848: SatellitenkommunikationsantenneSatellite communications antenna
4949: Stellantriebactuator
100100: Flugwegflight path
101101: ReiseflugwegReiseflugweg
102102: Zielaim
103103: Zieltrajektorietarget trajectory
104104: Zielaim
105105: Zieltrajektorietarget trajectory
106106: Zielaim
107107: Zieltrajektorietarget trajectory
108108: Zielaim
109109: Zieltrajektorietarget trajectory
110110: GeländedatenkorridorTerrain data corridor
112112: Zielumgebungtarget environment
113113: ZielannäherungspunktTarget approach point
114114: Kontrollpunktcheckpoint
115115: ZielannäherungspunktTarget approach point
116116: ZielentscheidungspunktTarget decision point
117117: ZielannäherungspunktTarget approach point
119119: ZielannäherungspunktTarget approach point
FF: Flugrichtungflight direction
XX: Flugkörper-LängsachseMissile longitudinal axis

Claims

Method for data communication between an unmanned missile flying a given mission and a mission control station, Wherein a radio link is established via a satellite between a satellite communication device electrically connected to an on-board computer of the unmanned missile and a plurality of satellite communication antennas for signal and data exchange and the mission control station; - wherein after the establishment of the radio link, a bidirectional data transmission between the satellite communication device of the unmanned missile and the mission control station takes place; - wherein the unmanned missile satellite communication device establishes the radio link at a time or location specified in a mission plan stored in a mission data memory of the unmanned missile onboard computer; - wherein the unmanned missile is brought before the establishment of the radio connection by a control device of the unmanned missile in an attitude in which at least one of the satellite communication antennas of the unmanned missile can be aligned on the satellite; - wherein the at least one satellite communication antenna is aligned with the satellite, wherein the unmanned missile remains during the duration of the radio link in this attitude, and - In which the on-board computer of the unmanned missile for signal and data exchange electrically connected satellite communication device then independently establishes the radio connection with the mission control station via the satellite.

A method according to claim 1, characterized in that the attitude of the unmanned missile in which the at least one satellite communication antenna of the unmanned missile is alignable to the satellite, for example, when approaching a target, a vertical climb or a vertical dive.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the unmanned missile before the start of the construction of the radio link by putting a pop-up maneuver into a vertical climb, wherein one or more satellite communication antennas located in the forward area of the unmanned missile are or will be aligned with the satellite.

A method according to claim 2 or 3, characterized in that, when radio interference occurs on unmanned aerial vehicles provided with a plurality of satellite communication antennas, only that satellite communications antenna is used for communication with the mission control station via the satellite, which is in the radio shadow of the radio unmanned missile is located.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the radio link between the unmanned missile and the mission control station is set up several times during a mission.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that after the establishment of the radio connection and during the existence of the radio connection, a data communication from the mission control station to the unmanned missile takes place that the mission control station transmits new or changed mission data to the missile during the existence of the radio link, that these new or changed mission data are stored in the mission data memory of the unmanned missile, and that the continuation of the mission is performed by the on-board computer of the unmanned missile using this new or changed mission data.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that state information of the unmanned missile is transmitted to the mission control station during the existence of the radio link.

Method according to one of Claims 1 to 7, characterized in that image data of a camera provided in the unmanned missile is transmitted to the mission control station during the existence of the radio link.

A mission planning method for an unmanned missile using a data communication method according to any one of claims 1 to 8, wherein target coordinates and flight path data are set and stored in a mission data memory of the unmanned missile, characterized by the further steps, - defining path areas where data communication between the unmanned missile and a mission control station occurs; and - Defining flight paths of the unmanned missile for the route areas of the planned data communication so that there is a line of sight connection between the unmanned missile and at least one communication satellite.

Unmanned missile ( 1 ) with - a payload-receiving hull ( 10 ); - control surfaces ( 16 ), which can be moved by means of cam drives on the fuselage ( 10 ) are attached; A drive device ( 14 ) for the unmanned missile ( 1 ) and - an on-board computer ( 20 ) containing a mission data store ( 22 ) and a control computer ( 24 ), which supplies the control surface drives with control signals; - a satellite communication device ( 26 ) with the on-board computer ( 20 ) is electrically connected for data exchange, and - at least one satellite communication antenna ( 32 . 34 . 36 . 38 ) as a transmitting and / or receiving antenna for the satellite communication device ( 26 ), suitable for carrying out a method for data communication according to one of claims 1 to 8; characterized in that - several over the circumference of the unmanned missile ( 1 ) distributed satellite communication antennas ( 32 . 34 . 36 . 38 ; 42 . 44 . 46 . 48 ) are provided, the at least one group ( 30 ; 40 ) of satellite communication antennas.

Unmanned missile ( 1 ) according to claim 10, characterized in that the at least one group ( 30 ) of satellite communication antennas ( 32 . 34 . 36 . 38 ) in the forward direction (F) ( 1' ) of the unmanned missile ( 1 ) is arranged.

Unmanned missile ( 1 ) according to claim 10, characterized in that the at least one group ( 40 ) of satellite communication antennas ( 42 . 44 . 46 . 48 ) in the direction of flight (F) rear area ( 1'' ) of the unmanned missile ( 1 ) is arranged.

Unmanned missile ( 1 ) according to claim 10, characterized in that a first group ( 30 ) of satellite communication antennas ( 32 . 34 . 36 . 38 ) in a front area ( 1' ) of the unmanned missile ( 1 ) and a second group ( 40 ) of satellite communication antennas ( 42 . 44 . 46 . 48 ) in a rear area ( 1'' ) of the unmanned missile ( 1 ) is provided.

Unmanned missile ( 1 ) according to one of claims 10 to 13, characterized in that the at least one group ( 30 ; 40 ) from Satellite Communication Antennas Four Satellite Communication Antennas ( 32 . 34 . 36 . 38 ; 42 . 44 . 46 . 48 ), which are each spaced by 90 ° in the circumferential direction.

Unmanned missile ( 1 ) according to one of claims 10 to 14, characterized in that the respective satellite communication antenna ( 32 . 34 . 36 . 38 ; 42 . 44 . 46 . 48 ) in the region of the outer skin of the unmanned missile ( 1 ) is arranged and from a voltage applied to the outer skin or recessed below the outer skin rest position in a working position is pivotable, wherein the pivot axis ( 31 . 33 . 35 . 37 ; 41 . 43 . 45 . 47 ) is located in a plane perpendicular to the missile longitudinal axis (X).

Unmanned missile ( 1 ) according to one of claims 10 to 15, characterized in that the on-board computer ( 20 ) an antenna control device ( 28 ) for the satellite communication antennas ( 32 . 34 . 36 . 38 ; 42 . 44 . 46 . 48 ) by which the individual satellite communication antennas ( 32 . 34 . 36 . 38 ; 42 . 44 . 46 . 48 ) and by means of which the swivel angle (α; β) of a respective one of the satellite communication antennas ( 32 . 34 . 36 . 38 ; 42 . 44 . 46 . 48 ) is controllable.

Unmanned missile ( 1 ) according to any one of claims 10 to 16, characterized in that lift-producing wings ( 12 ) on the fuselage ( 10 ) are provided.