DE19906970A1 - Aufklärungssonde - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Aufklärungssonde, die als abwerfbarer Lastkörper von einem Trägergeschoß (25) in einen zu überwachenden Raum, z. B. ein Gefechtsfeld verbringbar ist und nach dem Aufsetzen auf dem Erdboden (19) aufklärungsrelevante Informationen an eine abgesetzte Datenverarbeitungsvorrichtung (22, 24) drahtlos überträgt. DOLLAR A Um zu erreichen, daß die Aufklärungssonde (1-1'') relativ kompakt aufbaubar ist und eine sehr genaue Zielermittlung bei kontinuierlicher Überwachung eines Gefechtsfeldes ermöglicht, schlägt die Erfindung vor, die Aufklärungssonde derart auszugestalten, daß sie automatisch nach dem Aufsetzen auf dem Erdboden unter Berücksichtigung ihrer Neigung eine genaue Positions- und Lagebestimmung mit Hilfe eine GPS-Navigationssystems (Global Positioning System) sowie mit mindestens einem Magnetfeldsensor, mit dem die Orientierung der Sonde in bezug auf den magnetischen Nordpol bestimmt wird, vornimmt.
Description
Die Erfindung betrifft eine Aufklärungssonde, die als abwerf
barer Lastkörper von einem Trägergeschoß in einen zu
überwachenden Raum, z. B. ein Gefechtsfeld, verbringbar ist
und die nach dem Aufsetzen auf dem Erdboden aufklärungs
relevante Informationen an eine abgesetzte Datenverarbei
tungsvorrichtung drahtlos überträgt.
Derartige Sonden sind beispielsweise aus der DE 30 13 405 C2
bekannt. Zur Ermittlung der zielrelevanten Informationen um
fassen diese bekannten Sonden beispielsweise akustische, op
tische oder magnetische Sensoren und/oder Radarsensoren. Die
von den Sensoren ermittelten Informationen werden drahtlos
auf eine dem Feuerleitrechner des entsprechenden Waffensys
tems zugeordnete Auswerteeinrichtung übertragen und in Flug
bahn-Korrekturwerte eines das Ziel bekämpfenden Flugkörpers
umgesetzt. Über den konkreten Aufbau der Aufklärungssonde
macht diese Druckschrift allerdings keine näheren Angaben.
Aus der DE 41 04 800 A1 ist ebenfalls eine Aufklärungssonde
bekannt, die als abwerfbarer Lastkörper von einem Trägerge
schoß in ein Gefechtsfeld verbringbar ist. Allerdings ermit
telt diese Sonde die zielrelevanten Informationen während der
Sinkphase, während der sie an einem Fallschirm hängend eine
rotierende Bewegung ausführt.
Nachteilig ist bei dieser bekannten Aufklärungssonde unter
anderem, daß eine Gefechtsfeldaufklärung nur während eines
relativ kurzen Zeitraumes möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufklärungs
sonde der eingangs erwähnten Art zu offenbaren, die relativ
kompakt aufbaubar ist und mit der eine sehr genaue Ziel
ermittlung bei kontinuierlicher Überwachung eines Gefechts
feldes möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren
die Unteransprüche.
Im wesentlichen liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, die
Aufklärungssonde sowohl mit einem GPS-Navigationssystem (Glo
bal Positioning System) als auch mit mindestens einem Magnet
feldsensor zur Orientierung der Sonde in bezug auf den magne
tischen Nordpol zu versehen, so daß nach dem Aufsetzen der
Sonde auf dem Erdboden eine sehr genaue Positions- und Lage
bestimmung der Sonde selbst und der anschließend durch die
Sonde ermittelten (absoluten) zielrelevanten Informationen
erfolgen kann.
Um ein gleichmäßiges schnelles Aufrichten der Aufklärungs
sonde sofort nach ihrem Auftreffen auf dem Erdboden sicher
zustellen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, als Antrieb
zum Aufklappen der Stützbeine einen Airbag zu verwenden,
welcher im aufgeblasenen Zustand eine zur Längsachse des Ge
häuses der Sonde kreisringförmige Form aufweist und gleich
zeitig alle Stützbeine aufklappt.
Als Sensoren zur Ermittlung des Peilwinkels eines Zieles
sowie zur Zielklassifizierung können in an sich bekannter
Weise, z. B. akustische Sensoren (Mikrofone), verwendet wer
den, deren Meßgenauigkeit durch entsprechende Messungen
mittels seismischer Sensoren (Geofone) erhöht wird. Ferner
ist es möglich, den Peilwinkel des Zieles mit Hilfe von
Radarsensoren zu ermitteln und die Zielklassifizierung durch
Verwendung einer IR-Kamera durchzuführen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungs
beispielen. Es zeigen:
Fig. 1 den Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Auf
klärungssonde mit ausgeklappten Stützbeinen;
Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der
Positionsbestimmung der in Fig. 1 dargestellten Auf
klärungssonde sowie der Ermittlung zielrelevanter
Informationen und deren drahtlose Übertragung auf
die Datenverarbeitungsvorrichtung eines Feuerleit
rechners;
Fig. 3 eine schematische Darstellung, in der die Übertragung
zielrelevanter Informationen von der erfindungsgemäßen
Aufklärungssonde auf ein gelenktes Geschoß wiedergege
ben ist;
Fig. 4 eine schematische Darstellung zweier miteinander ver
netzter Aufklärungssonden und
Fig. 5 die Ausbringung mehrerer Aufklärungssonden durch ein
Trägergeschoß.
In Fig. 1 ist mit 1 eine erfindungsgemäße Aufklärungssonde be
zeichnet. Die Sonde 1 umfaßt ein zylinderförmiges Gehäuse 2
mit einer oberseitig angeordneten Kassette 3 für einen Brems
fallschirm 4 und einen Landefallschirm 5.
Bodenseitig sind an dem Gehäuse 2 sechs über den Umfang ver
teilt ausgeklappte Stützbeine 6 angeordnet, von denen zwei in
Fig. 1 zu sehen sind. Das Aufklappen der vor dem Auftreffen
der Sonde 1 auf dem Erdboden dicht an dem Gehäuse anliegenden
Stützbeine 6 erfolgt mit Hilfe eines Airbags 7, welcher mit
tels eines Gasgenerators 8 schlagartig aufgeblasen wird und
die Stützbeine nach außen verschwenkt, bis sie ihre Endposi
tion erreicht haben. Nach dem Aufklappen der Stützbeine 6
werden diese in dieser Stellung verriegelt und verbleiben
daher in ihrer aufgeklappten Stellung, auch wenn der Airbag 7
anschließend in sich zusammenfällt.
An den dem Gehäuse 2 abgewandten Enden der Stützbeine 6 ist
jeweils ein akustischer Sensor (Mikrofon) 9 an einem mittels
Federkraft ausklappbaren Auslegerarm 9' befestigt, derart,
daß die sechs akustischen Sensoren 9 auf einem Kreis liegen,
dessen Mittelpunkt durch die Längsachse (Mittelpunktsachse)
10 des Gehäuses 2 der Aufklärungssonde 1 gebildet wird.
Innerhalb des Gehäuses 2 sind zur genauen Positions- und
Lagebestimmung der Sonde ein GPS-Navigationssystem 11, ein
Magnetfeldsensor 12 zur Orientierung der Sonde in bezug auf
den magnetischen Nordpol, zwei Neigesensoren 13 zur Bestim
mung der Neigung der Sonde gegenüber der Senkrechten und ein
seismischer Sensor 14 (Geofon) angeordnet. Ferner befindet
sich innerhalb des Gehäuses 2 eine elektronische
Auswertevorrichtung 15, die die unterschiedlichen Sensor
signale auswertet und zielrelevante Informationen aufberei
tet, welche dann einer mit einer Antenne 16 verbundenen
Sende- und Empfangsvorrichtung 17 zugeführt wird. Diese über
trägt die entsprechenden Signale zu einer
außerhalb des Gefechtsfeldes befindlichen Datenverarbeitungs
vorrichtung, die diese Signale beispielsweise in
entsprechende Flugbahn-Korrekturwerte umsetzt.
Die einzelnen Funktionsabläufe der Sonde 1 werden dabei durch
eine in der elektronischen Auswertevorrichtung 15 integrierte
Steuereinheit kontrolliert.
Zur Stromversorgung der einzelnen Baugruppen der Aufklärungs
sonde 1 sind mehrere Batterien 18 um das Gehäuse 2 der Auf
klärungssonde 1 herum angeordnet.
Fig. 2 zeigt die im Gefechtsfeld auf dem Erdboden 19 stehende
Aufklärungssonde 1. In das Überwachungsgebiet eindringende
mögliche Ziele 20, wie Panzer oder andere Schallquellen,
werden hinsichtlich ihrer momentanen Position fortlaufend
vermessen. Hierzu werden aus den Signalen der akustischen
Sensoren 9 mittels der elektronischen Auswertevorrichtung 15
(Fig. 1) die Laufzeitdifferenzen und hieraus der Peilwinkel
relativ zu dem sondenfesten Koordinatensystem errechnet. Der
zeitliche Verlauf des Schallpegels und die Wahrscheinlich
keitsverteilung der Geschwindigkeiten der Schallquellen 20
ermöglichen dann eine Abschätzung des Abstandes zwischen
Sonde 1 und jeweiliger Schallquelle 20. Die Klassifikation
der Ziele 20 erfolgt durch Auswertung der gemessenen Schall
pegel und deren Frequenzspektren sowie unter Berücksichtigung
der mit dem Geofon 14 gemessenen seismischen Signalwerte.
Das Aufklärungsergebnis wird mit Hilfe der Sende- und Emp
fangsvorrichtung 17 über einen Satelliten 21 (Fig. 2) oder
eine aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellte Re
laisstation (z. B. eine Drohne etc.) an eine außerhalb des Ge
fechtsfeldes befindliche Datenverarbeitungsvorrichtung 22
z. B. eines Feuerleitrechners übermittelt.
In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darge
stellt, bei dem die Aufklärungssonde 1 direkt mit einem ge
lenkten Geschoß 23 kommuniziert, d. h., die zielrelevanten
Daten zwecks Flugbahnkorrektur auf eine Datenverarbeitungs
vorrichtung 24 des Geschosses 23 überträgt.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem
zur genaueren Ortung der Ziele 20 durch Kreuzpeilung zwei in
dem entsprechenden Gefechtsfeld befindliche und miteinander
vernetzte Aufklärungssonden 1, 1' vorhanden sind.
Fig. 5 gibt schematisch die gleichzeitige Ausbringung von drei
Aufklärungssonden 1-1" durch ein Trägergeschoß 25, z. B. eine
Rakete, wieder. Dabei wird das Antriebsteil 26 der Rakete 25
bei Erreichen vorgegebener Koordinaten von seinem vordersei
tig angeordneten Trägerteil 27 abgetrennt und das Trägerteil
mittels eines Fallschirmes 28 abgebremst. Anschließend werden
die Aufklärungssonden 1-1" aus dem Trägerteil 27 ausgesto
ßen. Die einzelnen Sonden werden dann zunächst durch ihren
jeweiligen Bremsfallschirm 4 abgebremst und nach Abtrennen
dieses Fallschirms mit ihrem Landefallschirm 5 auf dem Erd
boden abgesetzt. Nach dem Abtrennen der Fallschirmkassette 3
richten sich die Sonden 1-1" dann automatisch durch Aktivie
rung ihres jeweiligen Airbags 7 auf.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So können bei
spielsweise zur Abstandsbestimmung zwischen Sonde und Ziel
statt akustischer Sensoren auch vorzugsweise im oberen Teil
des Gehäuses der Aufklärungssonde angeordnete Radarsensoren
verwendet werden. Auch ist es möglich, zur genauen
Identifikation des Zieles eine dem Peilwinkel folgende
schwenkbare IR-Kamera an der Sonde anzuordnen.
1-1
" Aufklärungssonden, Sonden
2
Gehäuse
3
Fallschirmkassette, Kassette
4
Bremsfallschirm
5
Landefallschirm
6
Stützbein
7
Airbag, Antrieb
8
Gasgenerator
9
akustischer Sensor, Mikrofon
9
' Auslegerarm
10
Längsachse
11
GPS-Navigationssystem
12
Magnetfeldsensor
13
Neigesensor
14
Seismischer Sensor
15
elektronische Auswertevorrichtung
16
Antenne
17
Sende- und Empfangsvorrichtung
18
Batterie
19
Erdboden
20
Ziel, Panzer, Schallquelle
21
Satellit
22
Datenverarbeitungsvorrichtung
23
Geschoß
24
Datenverarbeitungsvorrichtung
25
Trägergeschoß, Rakete
26
Antriebsteil
27
Trägerteil
28
Fallschirm
Claims (8)
1. Aufklärungssonde, die als abwerfbarer Lastkörper von
einem Trägergeschoß (25) in einen zu überwachenden Raum,
z. B. ein Gefechtsfeld verbringbar ist, und die nach dem
Aufsetzen auf dem Erdboden (19) aufklärungsrelevante
Informationen an eine abgesetzte Datenverarbeitungs
vorrichtung (22, 24) drahtlos überträgt, wobei die
Aufklärungssonde (1-1") folgende Baugruppen umfaßt:
- - ein Gehäuse (2) mit oberseitig an dem Gehäuse an geordneten Brems- und/oder Landefallschirm (4, 5) und unterseitig mehreren über den Umfang gleich mäßig verteilt aufklappbaren Stützbeinen (6) sowie einem Antrieb (7) zum gleichzeitigen Aufklappen der Stützbeine (6) nach dem Auftreffen der Sonde (1-1") auf dem Erdboden (19),
- - zur genauen Positions- und Lagebestimmung der Sonde (1-1") ein GPS-Navigationssystem (Global Positio ning System) (11), mindestens einen Magnetfeldsen sor (12) und mindestens einen Neigesensor (13),
- - mindestens drei gleichmäßig über den Umfang ver teilt angeordnete akustische- und/oder Radar-Sen soren (9) zum Anpeilen möglicher Ziele (20),
- - eine mit den Sensoren (9,11-13) verbundene elek tronische Auswertevorrichtung (15) zu deren be stimmungsgemäßen Aktivierung sowie zur Auswertung der gemessenen Sensorsignale,
- - eine Sende- und Empfangsvorrichtung (17) zur Kom munikation der Sonde (1-1") mit der abgesetzten Datenverarbeitungsvorrichtung (22, 24) und/oder mit weiteren im Gefechtsfeld abgesetzten Aufklärungs sonden (1-1"),
- - mindestens eine Batterie (18) zur Stromversorgung der einzelnen Baugruppen (7, 9, 11-13, 17) der Sonde (1-1").
2. Aufklärungssonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Brems- und/oder Landefallschirm (4, 5) in
einer separaten, abwerfbaren Kassette (3) an dem Gehäuse
(2) der Sonde (1-1") angeordnet ist.
3. Aufklärungssonde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Sonde (1-1") sechs Stützbeine (6)
umfaßt.
4. Aufklärungssonde nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Antrieb (7)
zum Aufklappen der Stützbeine (6) um einen Airbag han
delt, der im aufgeblasenen Zustand eine zur Längsachse
(10) des Gehäuses (2) der Sonde (1-1") kreisringförmige
Form aufweist und in diesem Zustand gegen die Stützbeine
(6) drückt, derart, daß gleichzeitig alle Stützbeine (6)
aufgeklappt werden und anschließend in ihrer Endstellung
verrasten.
5. Aufklärungssonde nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Sonde (1-1") sechs akustische Senso
ren (9) umfaßt, wobei jedem Stützbein (6) ein an einem
ausklappbaren Auslegerarm (9') befindlicher akustischer
Sensor (9) zugeordnet ist und alle Sensoren
(9) auf einem Kreis liegen, dessen Mittelpunkt durch die
Längsachse (10) des Gehäuses (2) der Sonde (1-1") ge
bildet wird.
6. Aufklärungssonde nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß die Sonde (1-1") zusätzlich
zu den akustischen Sensoren (9) mindestens einen eben
falls mit der elektronischen Auswertevorrichtung (15)
verbundenen seismischen Sensor (14) umfaßt.
7. Aufklärungssonde nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß die Sonde (1-1") zur Ziel
klassifikation mindestens eine an dem Gehäuse (2) an
geordnete IR-Kamera umfaßt, deren Bilder in der elek
tronischen Auswertevorrichtung (15) verarbeitet werden.
8. Aufklärungssonde nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß die abgesetzte Datenverarbei
tungsvorrichtung (24) in einem Flugkörper (23) angeord
net ist, welcher ein mit der Aufklärungssonde (1-1")
geortetes Ziel (20) bekämpfen soll.
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