DE19617061C2 - Verfahren und Einrichtung zur Gefechtssimulation auf einem Übungsplatz mit Lichtschußsimulatoren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gefechtssimulation im freien Gelände eines räumlich begrenzten Übungsplatzes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Einrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.

Zur Schulung von Kampfverbänden des Militärs im freien Gelände dienen räumlich begrenzte Übungsplätze, auf denen ein realitätsnahes Gefechtstraining durchgeführt werden kann. Hierzu ist es bekannt, Lichtschußsimulatoren zu verwenden, die an die von der Infanterie getragenen Waffen gekoppelt sind oder die mit dem verwendeten Gerät, wie Flugkörpern, Panzern usw., verbunden sind. Derartige Simulatoren sind beispielsweise in der DE-OS 22 62 605 oder DE 28 46 962 A1 beschrieben. Eine weitere Verbesserung der Realitätsnähe der Gefechtsausbildung erfordert den Einbezug der indirekten Waffen, wie Artillerie, Mörser und Minen.

Aus der Zeitschrift Wehrtechnik Heft 10, 1995 ist ein solches Verfahren unter dem Oberbegriff "Gefechtsübungszentrum" bekannt. Bei diesem Verfahren werden u. a. alle Gefechtsteilnehmer zusätzlich zum Lichtschußsimulator mit einer "Teilnehmereinheit" ausgerüstet. Jede Teilnehmereinheit besteht u. a. aus einem GPS-gesteuerten Signalempfänger, einer Steuerelektronik und zusätzlichen elektrischen Schnittstellen zum Lichtschußsimulator. Über diese Ausrüstung kann die von einer Zentrale eingespielte Lage des simulierten Artilleriefeuers oder die Wirkung von Minenfeldern gesteuert und die simulierte Wirkung auf die Simulatoren der Übungsteilnehmer übertragen werden. Dieses prinzipiell leistungsfähige System verursacht durch die komplexe Teilnehmereinheit erhebliche Ausrüstungskosten pro teilnehmendem Gefechtsfahrzeug. Die zusätzliche Ausrüstung des Infanteristen mit der Teilnehmereinheit (zusätzlich zum Lichtschußsimulator) beeinträchtigt aufgrund des Gewichts und der Abmessungen zudem die Realitätsnähe.

Ein aus der DE 38 15 373 A1 bekanntes Laserortungsverfahren für die Gefechtssimulation ist so ausgelegt, daß durch Messung des Winkels zwischen Laserstrahl und Aufzeichnungseinheit die relative Lage eines Ziels in einem minimalen Raumwinkel unter Verwendung einer speziellen Synchronisation der Aufnahmezyklen der verwendeten Kamera auf einer Anzeigeeinheit dargestellt werden kann. Das System ist relativ ungenau und nicht dafür geeignet, in kürzester Zeit hunderte von Zielpositionen in einem Raumwinkel genau zu vermessen, der um ein Vielfaches größer als für die Lichtschußsimulation erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Gefechtssimulation im freien Gelände eines räumlich begrenzten Übungsplatzes anzugeben, bei dem bereits vorhandene Lichtschußsimulatoren vorzugsweise unverändert und ohne Ergänzungen Verwendung finden können. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung eines Übungsplatzes zur Durchführung eines derartigen Verfahrens anzugeben.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Gefechtssimulation im freien Gelände eines räumlich begrenzten Übungsplatzes, bei dem wenigstens ein Teil der an einem simulierten Gefecht teilnehmenden beweglichen Gefechtseinheiten mit optischen Reflektoren versehen ist, um auftreffendes Laserlicht an eine Empfangseinheit zu reflektieren. Erfindungsgemäß wird während der Gefechtssimulation im wesentlichen jeder Ort des Übungsplatzes kontinuierlich oder in bestimmten zeitlichen Abständen durch einen von einer ortsfesten Bake ausgesandten Laserstrahl abgetastet. Aus den von der Empfangseinheit erfaßten Reflexionen des Laserstrahls werden die Raumkoordinaten aller erfaßten Gefechtseinheiten ermittelt und in ihrem räumlichen Bezug zueinander ausgewertet, wobei die von den Gefechtseinheiten reflektierten Signale winkel- und entfernungsmäßig in Bezug auf den Ort der Bake erfaßt werden.

Ein wesentlicher Kern der Erfindung liegt darin, daß die Gefechtseinheiten, die Personen, Fahrzeuge oder andere bewegliche technische Geräte sein können, im wesentlichen neben den bereits vorhandenen Lichtschußsimulatoren keinerlei Zusatzgeräte erfordern. Die räumlichen Koordinaten der Gefechtseinheiten werden durch einen von einer ortsfesten Bake ausgesandten Laserstrahl winkel- und entfernungsmäßig erfaßt, so daß die erfaßten Raumkoordinaten aller Gefechtsteilnehmer ständig auf einer Datenverarbeitungsanlage erfaßbar und darstellbar sind. In der Kommandozentrale können daher jederzeit alle Positionen der Gefechtseinheiten verfolgt werden.

Sofern erforderlich, können auch mehrere Baken aufgestellt werden. Die Bake oder die Baken senden in kontinuierlicher Folge Laserlicht in alle Raumsegmente des Übungsplatzes, wobei die von den Gefechtseinheiten reflektierten Signale winkel- und entfernungsmäßig in Bezug auf den Ort der Bake erfaßt werden. Die Umsetzung der erfaßten Winkel- und Entfernungswerte in eine kartographische Darstellung ist dann eine dem Fachmann zur Verfügung stehende geometrische Aufgabe.

Um die von den Gefechtseinheiten reflektierten Signale einer bestimmten Art oder einer einzelnen Gefechtseinheit zuordnen zu können, kann vorgesehen sein, daß die Gefechtseinheit ein Identifikationssignal abgibt, das dem reflektierten Laserlicht überlagert wird. Damit kann zu jedem Zeitpunkt eine aktuelle Feststellung der Raumkoordinaten jedes Gefechtsteilnehmers erfolgen, ohne daß eine Anfangsidentifikation und kontinuierliche Verfolgung der Bewegung des Gefechtsteilnehmers erfolgen müßte.

Zur späteren Auswertung einer durchgeführten Übung kann vorgesehen sein, daß die momentanen Koordinaten aller Gefechtseinheiten und ihre zeitlichen Bewegungsverläufe im Übungsgelände auf einer Datenverarbeitungseinheit gespeichert werden, so daß Zeit-/Bewegungsprofile der Gefechtseinheiten auch nachträglich noch ausgewertet werden können.

Um das Übungsgeschehen auf einem Übungsplatz einem realen Gefecht anzunähern, ist vorzugsweise vorgesehen, daß einzelne Gefechtseinheiten, die sich gemäß Übungsanlage in einem simulierten Minenfeld oder unter simuliertem Artilleriefeuer befinden, dadurch deaktiviert werden, daß von der Bake ein Steuersignal als lichtoptischer Treffercode/Lasercode des Simulationssystems zur Gefechtseinheit übertragen wird. Die lichtoptischen Signalempfänger des Lichtschußsimulators detektieren diese Signale, der Lichtschußsimulator des Gefechtsteilnehmers reagiert dann durch eine Getroffenmeldung, durch Deaktivierung und im Regelfall durch pyrotechnische Treffersignalisierung. Er kann am simulierten Gefecht nicht mehr teilnehmen.

Eine erfindungsgemäße Einrichtung eines Übungsplatzes zur Gefechtssimulation weist wenigstens eine Laserlicht in das Übungsgelände ausstrahlende Bake auf, die derart ausgebildet ist, daß sie Laserlicht in jeden erfaßbaren Raumwinkel des Übungsgeländes aussendet, wobei das von den Gefechtseinheiten reflektierte Laserlicht durch eine Empfangseinheit erfaßt werden kann. Mittels einer Datenverarbeitungseinheit lassen sich die Raumkoordinaten der erfaßten Reflexionen aufzeichnen und/oder zur Anzeige bringen.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es nicht erforderlich, daß die einzelne Gefechtseinheit eine eigene Koordinatenerfassungseinheit, wie z. B. einen GPS-Empfänger, aufweist. Damit wird die Gefechtseinheit nicht zusätzlich belastet und der gesamte technische Aufwand zur Ausrüstung des Übungsplatzes und der Gefechtseinheiten bleibt relativ beschränkt. In vorteilhafter Weise können die üblicherweise bereits vorhandenen Lichtschußsimulatoren ohne Änderung weiter verwendet werden, wobei deren Reflektoren in vorteilhafter Weise durch Reflexion des von der Bake ausgestrahlten Lichts zur Koordinatenfeststellung verwendet werden können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Prinzipskizze eines Übungsplatzes.

Zur realtitätsnahen Gefechtsausbildung auf Übungsplätzen werden bereits heute Lichtschußsimulatoren für direkte gerichtete Waffen, wie Gewehre, Panzerabwehrflugkörper, Panzerabwehrlenkflugkörper, Schützenpanzer und Panzer verwendet. Durch die Erfindung werden diese Waffen so ergänzt, daß eine umfassende und realitätsnahe Gefechtsausbildung unter Einbezug auch von Unterstützungswaffen wie Artillerie, Mörser, Minen oder Minenfelder usw. einfach und kostengünstig auf Übungsplätzen möglich ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden vorhandene Baugruppen der Lichtschußsimulatoren verwendet. Das sind Retroreflektoren, die im Normalbetrieb die Laserlichtvermessung von Waffensystemen als Ziel für weitere Lichtschußsimulatoren ermöglichen und ferner die lichtoptischen Signalempfänger, die im Normalbetrieb die von weiteren Simulatoren mit Laserlichtpulsen übertragenen Ergebnisdaten detektieren. Die vorhandenen Reflektoren der Waffensysteme werden dazu benutzt, um die Positionen aller Gefechtsteilnehmer im Übungsgelände kontinuierlich zu ermitteln. Diese Positionen werden mit der räumlichen Lage von definierten oder real verlegten Übungsminen und mit der räumlichen und zeitlichen Lage von definierten Artillerieeinschlägen permanent verglichen. Soweit die Wirkungsbedingungen für eine oder mehrere Gefechtseinheit(en) räumlich bzw. räumlich und zeitlich übereinstimmen, wird automatisch ein lichtoptisches Steuersignal zu einem der Signalempfänger der Gefechtseinheit übertragen. Der Lichtschußsimulator des Gefechtsteilnehmers reagiert wie vorgegeben durch Deaktivierung.

In der Zeichung ist eine Bake 4 dargestellt, von der lichtoptische Signale 1 in das Übungsgelände ausgesendet werden. Die Signale 1 werden an den Retroreflektoren der Gefechtseinheiten 5 reflektiert, so daß aus ihrer Winkelrichtung und ihrer Laufzeit eine Raumkoordinate ermittelt werden kann.

Von der Bake 4 können auch Steuersignale 2 an die Gefechtseinheiten 5 übertragen werden, um deren Deaktivierung zu bewirken. Ferner können Steuersignale 3 an andere Signalempfänger, wie z. B. pyrotechnische Einheiten 6, z. B. Übungsminen, übertragen werden, die gleichzeitig mit der Übermittlung eines Steuersignals 2 zur Deaktivierung an die Gefechtseinheit 5 ausgelöst werden.

Statt einer einzigen Bake 4 können im Übungsgelände auch mehrere Baken 4 verteilt aufgestellt werden, sofern dies zur Erfassung des gesamten Übungsgeländes notwendig oder wünschenswert ist. Jede Bake 4 ist so ausgelegt, daß sie typischerweise einen Horizontalwinkel von wenigstens 120° und einen Azimutwinkel von bis zu 40° abdeckt.

Alle an den Baken 4 erfaßten Raumkoordinaten werden in der Leitzentrale zusammengefaßt und auf einer Datenverarbeitungsanlage gespeichert. Sie können unmittelbar kartographisch zur Anzeige gebracht werden oder für eine spätere Auswertung, insbesondere des zeitlichen Ablaufes einer Gefechtsübung, gespeichert werden.

Aufgrund der Möglichkeit, in der Leitzentrale zu definieren, welche Geländesegmente als mit Minen, Artilleriefeuer oder anderen Hindernissen belegte Gebiete anzusehen sind, besteht eine große Variationsbreite in den Simulationsbedingungen, so daß im gleichen Übungsgelände eine Vielzahl von Übungsgefechtsvarianten durchgeführt werden kann.

Claims (12)

1. Verfahren zur Gefechtssimulation im freien Gelände eines räumlich begrenzten Übungsplatzes, bei dem wenigstens ein Teil der an einem simulierten Gefecht teilnehmenden beweglichen Gefechtseinheiten (5) mit optischen Reflektoren versehen ist, um auftreffendes Laserlicht an eine Empfangseinheit zu reflektieren, dadurch gekennzeichnet, daß während der Gefechtssimulation im wesentlichen jeder Ort des Übungsplatzes kontinuierlich oder in bestimmten zeitlichen Abständen durch einen von einer ortsfesten Bake (4) ausgesandten Laserstrahl abgetastet wird, und daß aus den von der Empfangseinheit erfaßten Reflexionen des Laserstrahls die Raumkoordinaten aller erfaßten Gefechtseinheiten (5) ermittelt und in ihrem räumlichen Bezug zueinander ausgewertet werden, wobei die von den Gefechtseinheiten (5) reflektierten Signale winkel- und entfernungsmäßig in Bezug auf den Ort der Bake (4) erfaßt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Reflektor ein Identifikationscode zugeordnet wird, um aus einem reflektierten Signal die Art und/oder den jeweiligen Zustand der Gefechtseinheit (5) ableiten zu können.

3. Verfahren nach Anspruch 1, oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die momentanen Orte aller Gefechtseinheiten (5) und/oder ihr zeitlicher Bewegungsverlauf im Übungsgelände mittels einer Datenverarbeitungseinheit gespeichert und/oder zur Anzeige gebracht werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Baken (4) auf dem Übungsplatz verteilt aufgestellt werden und jede Bake (4) einen festgelegten Raumbereich des Übungsgeländes abtastet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung der erfaßten Raumkoordinaten der Gefechtseinheiten (5) den Verfahrensschritt umfaßt, daß sich in einem definierten Raumbereich des Übungsgeländes befindliche Gefechtseinheiten (5) wenigstens zum Teil deaktiviert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Deaktivierung von Gefechtseinheiten (5) durch optische oder funktechnische Übermittlung von Steuersignalen (2) an die zu deaktivierenden Gefechtseinheiten (5) erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übermittlung der Steuersignale (2) durch gerichtete Aussendung eines Laserstrahls von einer Bake (4) zur Gefechtseinheit (5) erfolgt und das Steuersignal (2) von der Gefechtseinheit (5) mittels eines Lichtsignalempfängers aufgenommen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnetes, daß ein weiteres Steuersignal (3) zur Betätigung einer pyrotechnischen Einheit an oder in unmittelbarer Nähe der Gefechtseinheit (5) verwendet wird.

9. Einrichtung eines Übungsplatzes zur Gefechtssimulation zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-8, bei dem sich im Übungsgelände befindende bewegliche Gefechtseinheiten (5) mit Reflektoren für Laserlicht versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Laserlicht in das Übungsgelände ausstrahlende Bake (4) vorgesehen ist, daß das von den Gefechtseinheiten (5) reflektierte Laserlicht durch eine Empfangseinheit erfaßt wird, daß die Raumkoordinaten der erfaßten Reflexionen mittels einer Datenverarbeitungseinheit aufgezeichnet und/oder zur Anzeige gebracht werden, und daß die Bake (4) derart ausgebildet ist, daß sie Laserlicht in jeden erfaßbaren Raumwinkel des Übungsgeländes aussendet.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gefechtseinheit (5) mit einem Lichtsignalempfänger oder Funkempfänger zum Empfang eines Steuersignals (2) zur Deaktivierung der Gefechtseinheit (5) versehen ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auswerteeinheit vorgesehen ist, mit der eine Gefechtseinheit (5) durch Aussendung eines entsprechenden Steuersignals (2) deaktivierbar ist, sobald sich die Gefechtseinheit (5) innerhalb eines bestimmten Abstandes von einem Ort mit einer bestimmten Raumkoordinate befindet.

12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß zugleich mit der Deaktivierung einer Gefechtseinheit (5) eine sich an oder in unmittelbarer Nähe der Gefechtseinheit (5) befindende pyrotechnische Einheit auslösbar ist.