DE2951320C1 - Method for guiding a body which is provided with a target homing device (target search device) - Google Patents
Method for guiding a body which is provided with a target homing device (target search device)Info
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lenken eines steuerbaren mit einer Zielsucheinrichtung versehenen Körpers auf ein Ziel, wobei die vom Ziel abgestrahlte oder reflektierte Energie von einem Trägerfahrzeug erfaßt wird und daraus durch Bestimmen von Richtung und Entfernung ein Zielort relativ zum Trägerfahrzeug ermittelt wird.The invention relates to a method for steering a controllable with a destination seeker provided body to a target, the from Target radiated or reflected energy from a carrier vehicle is detected and from it Determine the direction and distance of a destination is determined relative to the carrier vehicle.
Verfahren zum Lenken eines steuerbaren Körpers sind schon bekannt, so beschreibt die DE-PS 23 00 623 ein derartiges Verfahren nach der Proportionalnavi gation, mit dem versucht wird, den Körper in eine möglichst günstige Lage zum Ziel zu bringen. Der Körper soll dabei die Bahn des Ziels nicht kreuzen, wie es nach anderen bekannten Verfahren der Fall ist, sondern es ist beabsichtigt, den Körper in die Bahn des Ziels einlaufen zu lassen.Methods of steering a controllable body are already known, describes DE-PS 23 00 623 such a method according to the proportional navi attempt to transform the body into a bring the best possible location to the destination. Of the Body should not cross the path of the target, as is the case with other known methods is, but it is intended to the body to run into the finish line.
Bei bekannten Lenkverfahren soll der Torpedo auf Kollisionskurs mit einem errechneten Ziel ort gelenkt werden. Diese Verfahren weisen je doch einen Nachteil auf, daß nämlich bei der Len kung des Körpers nicht die unvermeidlichen Tole ranzen bei der Richtungs- und Entfernungsbestim mung berücksichtigt sind. Diese Toleranzen kön nen bewirken, daß der Torpedo gar nicht das Ziel auffassen kann, sondern daran vorbeiläuft. Des halb sind häufig Zielsuchkurse erforderlich, die aber den Nachteil aufweisen, daß der Nachrichten kanal des Körpers oder seine Antriebsenergie nicht mehr ausreichen, um das Ziel zu finden.In known steering methods, the torpedo on a collision course with a calculated target be directed to the location. These procedures each point but a disadvantage that namely with Len of the body is not the inevitable toleration satchel in the direction and distance determination are taken into account. These tolerances can cause the torpedo not to hit the target at all can grasp it, but walks past it. Des target search courses are often required but have the disadvantage that the news channel of the body or its driving energy enough to find the target.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine hohe Trefferwahrscheinlichkeit unter Berück sichtigung der Toleranzen beim Bestimmen des Ziel orts und eine Lenkung auf direktem Kurs zum Ziel gewährleistet. The invention has for its object a Ver drive of the type mentioned to create the a high probability of hit under consideration considering the tolerances when determining the target location and a direct route to the destination guaranteed.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß aus der Richtungs- und Entfernungsbestimmung und ihren Toleranzen ein annähernd quaderförmiges Zielerwartungsgebiet bestimmt wird, dessen Breite und Höhe von den Toleranzen der horizontalen und vertikalen Richtungsbestimmung und dessen Tiefe von der Toleranz der Entfernungsbestimmung abhän gig ist, und daß der Körper auf eine Stirnseite des Zielerwartungsgebietes gelenkt wird und das Zielerwartungsgebiet im wesentlichen auf seiner Längsachse durchläuft, bis die Zielsucheinrichtung des Körpers das Ziel auffaßt und damit den Körper auf das Ziel zulenkt.According to the invention, this object is achieved by that from the direction and distance determination and their tolerances are roughly cuboid Target expected area is determined, its width and height from the tolerances of horizontal and vertical direction determination and its depth depend on the tolerance of the distance determination is gig, and that the body on one end of the target expected area and that Target expectation area essentially on his Longitudinal axis passes through until the target seeker of the body takes the goal and thus the body heads for the goal.
Als Zielerwartungsgebiet ist ein Raum definiert, der den Zielort allseitig umgibt. Da die Größe des Zielerwartungsgebietes von den Toleranzen in der Richtungs- und Entfernungsbestimmung abhängt, weist das Zielerwartungsgebiet bei unterschied lichen Toleranzen eine langgestreckte Form auf. Bei Überwiegen der Toleranz der Richtungsbestim mung ergibt sich ein Zielerwartungsgebiet, das seine größte Ausdehnung in der Breite und Höhe be kommt und damit quer zum Trägerfahrzeug liegt, bei Überwiegen der Toleranz der Entfernungsbestimmung ergibt sich ein Zielerwartungsgebiet, dessen größte Ausdehnung in seiner Tiefe und damit in radialer Richtung zum Trägerfahrzeug liegt.A space is defined as the target expected area that surrounds the destination on all sides. Because the size of the Target expected area from the tolerances in the Direction and distance determination depends, shows the target expected area at difference tolerances an elongated shape. If the tolerance of the directional determination predominates ting results in a target expectation area that its greatest extent in width and height be comes and lies across the carrier vehicle Outweigh the tolerance of the distance determination there is a target expectation area, whose greatest extent in its depth and thus in radial direction to the carrier vehicle.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der vorlie genden Erfindung ist es für einen Schußvorschlag vorgesehen, ein voraussichtliches Zielerwartungs gebiet unter Berücksichtigung von Geschwindigkeit und Kurs des Ziels zu berechnen. Das voraussicht liche Zielerwartungsgebiet wird zusätzlich durch die Toleranz der Geschwindigkeitsbestimmung im we sentlichen in Breite und Höhe und durch die Tole ranz der Kursbestimmung im wesentlichen in seiner Tiefe vergrößert. Diese unerwünschte Vergrößerung des Zielerwartungsgebietes wird wieder ausgeglichen, indem fortlaufend neue momentane Zielerwartungsge biete bestimmt werden, und daraus Kurs und Geschwin digkeit des Ziels mit geringeren Toleranzen bestimmt werden können und diese geringeren Toleranzen in die Berechnung des zu erwartenden Zielerwartungsgebietes eingehen.In an advantageous development of the present The present invention is for a proposed shot provided an expected target expectation area considering speed and calculate the course of the target. The expected The target expected area is additionally marked by the tolerance of the speed determination in the we considerable in width and height and through the tole The course determination essentially in its Increased depth. This unwanted enlargement the target expected area is compensated again, by continuously new current target expectations offer to be determined, and from this course and speed accuracy of the target is determined with smaller tolerances can be and these lower tolerances in the Calculation of the expected target expected area come in.
Ist der Körper mit dem Trägerfahrzeug über eine Nach richtenverbindung verbunden, zum Beispiel ein draht gelenkter Torpedo, so wird er nach Erreichen der Stirnfläche des Zielerwartungsgebietes in eine Laufrichtung entlang der Längsachse gelenkt.Is the body with the carrier vehicle over a night Directional connection connected, for example a wire steered torpedo, so after reaching the Face of the target expected area into a Direction of travel steered along the longitudinal axis.
Ist der Körper vom Trägerfahrzeug aus nicht lenkbar, so ist der Körper mit einer Automatik versehen, die eine Kurskorrektur für einen vor gegebenen Zeitpunkt einleitet, zu dem der Körper die Stirnfläche voraussichtlich erreicht hat.Is not the body from the carrier vehicle steerable, so is the body with an automatic provided a course correction for one before initiates the given time at which the body has probably reached the end face.
Auch für einen Körper, der mit dem Trägerfahrzeug über eine Nachrichtenverbindung verbunden ist, ist es vorteilhaft, eine Automatik als Sicherheit ge gen eine Unterbrechung der Nachrichtenverbindung vorzusehen. In die Automatik werden während des Laufs des Körpers fortlaufend Korrekturen des vor ausberechneten Zielerwartungsgebietes eingegeben, um den Körper bei Unterbrechung der Nachrichtenver bindung auf das zuletzt ermittelte Zielerwartungs gebiet zu lenken.Also for a body with the carrier vehicle is connected via a communication link it is advantageous to use an automatic system as security interruption of the communication link to provide. In the automatic are during the Continuous corrections of the body's course calculated target expected area entered, to the body when the news service is interrupted commitment to the last determined target expectation area to steer.
Das voraussichtliche Zielerwartungsgebiet wird in einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung auch während der Zeit korrigiert, wäh rend der der Körper es ansteuert und durchläuft und dann der Körper längs der korrigierten Längsachse gelenkt. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn das Ziel mit wechselnden Kursen und Geschwin digkeiten fährt.The expected target expected area is in an advantageous development of the present Invention also corrected during time, wah The body controls it and goes through it then the body along the corrected longitudinal axis directed. This is particularly advantageous if the goal with changing courses and speed skill drives.
Dem Körper kann eine Startzeit, Geschwindigkeit und Kurs vorgegeben werden, die den Körper die Stirnseite des voraussichtlichen Zielerwartungs gebietes erreichen lassen.The body can have a start time, speed and course that are given to the body Front of the expected target expectation let the area be reached.
Wird die von einem Ziel abgestrahlte Schallener gie zur Bestimmung des Zielerwartungsgebietes durch passive Meßverfahren ausgenützt, so weist das Zielerwartungsgebiet eine langgestreckte Form in radialer Richtung zum Trägerfahrzeug auf, da die Toleranzen bei der Entfernungsbestimmung größer als bei der Richtungsbestimmung sind. In diesem Fall ist der Körper mit einer Peilanlage zum Empfang der Schallenergie versehen und wird auf die dem Trägerfahrzeug zugewandte Stirnfläche des Zielerwartungsgebietes gelenkt.Becomes the Schallener emitted by a target gie to determine the target expected area exploited by passive measurement methods, so points the target expectation area is an elongated shape in the radial direction to the carrier vehicle, because the tolerances when determining the distance are larger than when determining the direction. In in this case the body is with a bearing system to receive the sound energy and is on the end face facing the carrier vehicle of the target expected area.
Eine Vereinfachung in der Berechnung des Zieler wartungsgebietes ist möglich, falls der Körper als Torpedo gegen Oberflächenschiffe eingesetzt werden soll. Das Zielerwartungsgebiet braucht in diesem Fall nicht dreidimensional bestimmt zu werden, da die Oberfläche des Wassers die Ebene der Ziel kurse definiert und der Torpedo in einer vorge gebenen Tiefe eingesetzt wird. Es genügt also, eine Zielfläche durch Ermitteln von Richtung und Ent fernung in der Horizontalen zu bestimmen.A simplification in the calculation of the target maintenance area is possible if the body as Torpedo can be used against surface ships should. The target expected area needs in this Case not to be determined three-dimensionally, because the surface of the water is the level of the target courses defined and the torpedo in one depth is used. So it's enough to have one Target area by determining direction and ent to determine distance in the horizontal.
Je nach Reichweite und Auffaßwinkel der Peilanlage des Torpedos wird ein Auffaßgebiet definiert, das mit der Breite der Zielfläche verglichen wird, bei ungenügender Überdeckung der Zielfläche durch das Auffaßgebiet wird der Torpedo in einer vorteilhaften Weiterbildung die Zielfläche mehrfach in Mäanderform durchlaufen.Depending on the range and angle of the DF system of the torpedo is defined as a comprehension area is compared with the width of the target area at insufficient coverage of the target area by the The Torpedo is in an advantageous understanding Training the target area several times in meandering form run through.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen ins besondere darin, daß ein Körper statt auf einen Ziel punkt auf ein Zielerwartungsgebiet gelenkt wird, in dem sich das Ziel befindet. Durch ein Lenken des Kör pers auf die Stirnseite als diejenige Seite des Ziel erwartungsgebietes, die die kleinste Ausdehnung auf weist, wird die Zielsucheinrichtung des Körpers, die einen vorgegebenen Auffaßbereich aufweist, optimal ausgenutzt. Besonders schnell findet der Körper das Ziel, wenn die Breite und Höhe der Stirnseite den Ausmaßen des Auffaßbereichs entsprechen. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß der Körper das Ziel mit hoher Sicherheit und auf direktem Wege fin det, der Körper demnach mit einer wesentlich er höhten Trefferwahrscheinlichkeit eingesetzt wer den kann.The advantages achieved with the invention are special in being a body rather than a target point is directed to a target expected area in where the target is. By steering the body pers on the face than that side of the target expected area, which has the smallest extension points, the body's homing device that has a predetermined detection range, optimal exploited. The body finds this particularly quickly Aim if the width and height of the front face the Dimensions of the detection area correspond. Through this Measure is achieved that the body is the target with high security and directly fin det, the body accordingly with a substantial he high probability of hits that can.
Der Erfindungsgegenstand ist in einem Ausführungs beispiel in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigenThe subject of the invention is in an execution example shown in the drawing and is in following described in more detail. Show it
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung, 1 is a block diagram of an arrangement according to the invention,
Fig. 2 einen Ausschnitt eines Anzeigegerätes aus dem Blockschaltbild nach Fig. 1.FIG. 2 shows a section of a display device from the block diagram according to FIG. 1 .
Ein Trägerfahrzeug 1 ist, wie Fig. 1 zeigt, mit Ge räten zum Bestimmen von Zielorten versehen. Die Ge räte nutzen die vom Ziel abgestrahlte Energie zur Bestimmung von Richtung und Entfernung eines Ziels aus. Die Richtungen des Ziels zum Trägerfahrzeug werden in der Horizontalen und Vertikalen durch Win kelmeßanlagen 2 und 3 bestimmt. Die Entfernung des Ziels vom Trägerfahrzeug 1 wird über eine Entfernungs meßanlage 5 bestimmt. Den Winkelmeßanlagen 2, 3 und der Entfernungsmeßanlage 5 ist ein Zielgebietsrech ner 6 nachgeschaltet. A carrier vehicle 1 , as shown in FIG. 1 , is provided with devices for determining destination locations. The devices use the energy radiated from the target to determine the direction and distance of a target. The directions of the target to the carrier vehicle are determined in the horizontal and vertical by Win kelmeßanlagen 2 and 3 . The distance of the target from the carrier vehicle 1 is determined via a distance measuring system 5 . The angle measuring systems 2 , 3 and the distance measuring system 5 is a Zielgebietsrech ner 6 downstream.
Je nach dem angewendeten Verfahren der Entfer nungsbestimmung, bei dem beispielsweise kein be sonderes Entfernungsmeßgerät eingesetzt werden soll, wird die Entfernung aus Winkelwerten der Winkelmeßanlagen 2 und 3 und der Eigenbewegung in einem Entfernungsrechner 7 im Zielgebiets rechner 6 bestimmt.Depending on the method of distance determination used, in which, for example, no special distance measuring device is to be used, the distance is determined from angle values of the angle measuring systems 2 and 3 and the own movement in a distance calculator 7 in the target area computer 6 .
Der Zielgebietsrechner 6 ermittelt einen momen tanen Zielort und ein Zielerwartungsgebiet um den Zielort herum, das durch Toleranzen in der Winkel- und Entfernungsbestimmung definiert ist. Der Zielgebietsrechner 6 enthält einen Kursrech ner 8 und einen Geschwindigkeitsrechner 9, denen von einer Eigenbelegungsausgabe 10 Eigenbewegungs daten des Trägerfahrzeugs 1 zugeführt werden.The target area calculator 6 determines a current target location and a target expected area around the target location, which is defined by tolerances in the angle and distance determination. The target area calculator 6 contains a course computer 8 and a speed calculator 9 , which are supplied by a self-occupancy output 10 of self-movement data of the carrier vehicle 1 .
Zur Darstellung von Breite und Tiefe der Zieler wartungsgebiete und von Kurs und Geschwindigkeit des Ziels ist ein Anzeigegerät 12 vorgesehen, das dem Zielgebietsrechner 6 nachgeschaltet ist. Die Darstellung zeigt mehrere in Zeitabständen nach einander ermittelte Zielerwartungsgebiete 13 und einen Kurszeiger 14, dessen Länge die Geschwindig keit des Ziels angibt. To display the width and depth of the target maintenance areas and the course and speed of the target, a display device 12 is provided, which is connected downstream of the target area computer 6 . The illustration shows several target expected areas 13 determined one after the other and a course pointer 14 , the length of which indicates the speed of the target.
Zum Ermitteln eines Schußvorschlages für einen Kör per vom Trägerfahrzeug 1 aus ist ein Prognoserech ner 16 dem Zielgebietsrechner 6 nachgeschaltet. Der Prognoserechner 16 errechnet für den Körper, z. B. für einen Torpedo 18, ein für die Zeit des Durchlaufens zu erwartendes Zielerwartungsgebiet 19, das auf dem Anzeigegerät 12 dargestellt wird. Die Bestimmung die ses Zielerwartungsgebietes 19 ist im Zusammenhang mit Fig. 2 für ein Zielerwartungsgebiet 39 näher erläu tert.In order to determine a proposed shot for a body by the carrier vehicle 1 , a forecast computer 16 is connected downstream of the target area computer 6 . The prediction calculator 16 calculates for the body, e.g. B. for a torpedo 18 , a target expected area 19 to be expected during the passage, which is displayed on the display device 12 . The determination of this target expectation area 19 is explained in more detail in connection with FIG. 2 for a target expectation area 39 .
Fahr- und Lenkeigenschaften des für den Schuß vor gesehenen Torpedos 18 werden von einer Datenausgabe 17 an den Prognoserechner 16 geschaltet und in die Be rechnungen des Zielerwartungsgebietes 19 einbezogen.Driving and steering characteristics of the torpedo 18 seen before the shot are switched from a data output 17 to the forecast computer 16 and included in the calculations of the target expected area 19 .
Der Prognoserechner 16 errechnet Startzeit, Kurs und Geschwindigkeit, mit denen der Torpedo 18 die Stirn fläche des zu erwartenden Zielerwartungsgebietes 19 erreicht. Kurs und Geschwindigkeit werden über eine Nachrichtenverbindung 20 an den Torpedo 18 übertra gen. Außerdem errechnet der Prognoserechner 16 eine Kursänderung für den zu erwartenden Zeitpunkt, an dem der Torpedo 18 das Zielerwartungsgebiet 19 an seiner Stirnseite erreicht, um den Torpedo 18 auf die Längs achse des Zielerwartungsgebietes 19 zu lenken. The forecast computer 16 calculates the start time, course and speed with which the torpedo 18 reaches the end face of the expected target expected area 19 . Course and speed are transmitted via a communication link 20 to the torpedo 18. In addition, the prediction computer 16 calculates a course change for the expected time at which the torpedo 18 reaches the target expected area 19 on its end face, around the torpedo 18 on the longitudinal axis of the To steer target expected area 19 .
Der Torpedo 18 enthält eine Zielsucheinrichtung, z. B. eine Peilanlage 21, zum Empfang der vom Ziel abgestrahlten Energie. Ein Umschalter 22 ist mit einem Lenkorgan 23 des Torpedos 18 verbunden, der von der Nachrichtenverbindung 20 auf die Peilan lage 21 umschaltbar ist. Beim Erfassen des Ziels gibt die Peilanlage 21 ein Umschaltsignal an den Umschalter 22 ab, so daß danach Steuerdaten der Peilanlage 21 an das Lenkorgan 23 übertragen wer den.The torpedo 18 includes a target seeker, e.g. B. a direction finder 21 for receiving the energy radiated from the target. A switch 22 is connected to a steering element 23 of the torpedo 18 , which is switchable from the communication link 20 to the direction finder 21 . When the target is detected, the direction-finding system 21 emits a changeover signal to the changeover switch 22 , so that thereafter control data of the direction-finding system 21 are transmitted to the steering member 23 .
Eine Darstellung auf dem Anzeigegerät 12 gemäß Fig. 1 in einem vergrößerten Maßstab zeigt Fig. 2. Aus der Lage der in zeitlichen Abständen gebildeten drei Zielerwartungsgebiete 33 werden voraussichtlicher Kurs und Geschwindigkeit des Ziels ermittelt und als Kurszeiger 34 angezeigt, wobei bekannte Tole ranzen der Meßmethode zwei abweichende Kurszeiger 34.1 und 34.2 bestimmen.A representation on the display device 12 according to FIG. 1 on an enlarged scale is shown in FIG. 2 . From the position of the three target expected areas 33 formed at intervals, the expected course and speed of the target are determined and displayed as course pointer 34 , known tolerances of the measuring method determining two different course pointers 34.1 and 34.2 .
Für einen Schußvorschlag wird zunächst ein voraus sichtliches Zielerwartungsgebiet 38, wie es zu einer gegebenen Zeit beim Eintreffen eines Torpedos zu er warten ist, im voraus ermittelt. Da das Zielerwar tungsgebiet 38 noch nicht das endgültige Zielerwar tungsgebiet für den Torpedodurchlauf ist, sondern erst aus diesem gebildet wird, ist es im Anzeige gerät 12 der Fig. 1 nicht dargestellt. Das Ziel erwartungsgebiet 38 ist gegenüber den Zielerwartungs gebieten 33 in seinen Ausmaßen vergrößert, und zwar einerseits durch die Toleranzen der Kursbestimmung und andererseits durch Toleranzen der jeweiligen Ge schwindigkeitsbestimmung. In dieses Zielerwartungsge biet 38 ist die Größe eines der zu Beginn ermittelten Zielerwartungsgebiete 33 eingezeichnet, um die Wir kung der Toleranzen der Geschwindigkeits- und Kurs bestimmung aufzuzeigen. Fortlaufende weitere Messun gen und daraus ermittelte momentane Zielerwartungsge biete können diese Toleranzen wieder einengen (nicht dargestellt).For a proposed shot, a anticipated target expected area 38 , as is to be expected at a given time when a torpedo arrives, is first determined in advance. Since the target waiting area 38 is not yet the final target waiting area for the torpedo pass, but is only formed from this, it is not shown in the display device 12 of FIG. 1 . The target expectation area 38 is enlarged in size compared to the target expectation areas 33 , on the one hand by the tolerances of the course determination and on the other hand by tolerances of the respective speed determination. In this target expectation area 38 , the size of one of the target expectation areas 33 determined at the beginning is shown in order to show the effect of the tolerances of the speed and course determination. Ongoing further measurements and the current target expected areas determined from them can narrow these tolerances again (not shown).
Während des Durchlaufens des Torpedos durch das Ziel erwartungsgebiet verschiebt sich das Zielerwartungsge biet durch die Bewegung des Ziels. Es ist also ein schräg verschobenes echtes Zielerwartungsgebiet 39 zu berücksichtigen, dessen Versatz gegen das Zielerwar tungsgebiet 38 durch die Zeit, die der Torpedo zum Durchlauf von der Stirnseite bis zu einem mittleren Kurs benötigt, und der Bewegung des Ziels während die ser Zeit bestimmt ist. As the torpedo passes through the target expected area, the target expected area shifts due to the movement of the target. It is therefore necessary to take into account an obliquely shifted real target expectation area 39 , whose offset against the target expectation area 38 is determined by the time it takes for the torpedo to pass from the front face to a medium course and the movement of the target during this time.
Ein Teil einer Bahn eines zu gegebener Zeit ge starteten Torpedos ist durch eine gestrichelte Linie 40 dargestellt.Part of a web one at a given time launched torpedoes is dashed by a Line 40 shown.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of patent without earlier publication of application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: STN ATLAS ELEKTRONIK GMBH, 28309 BREMEN, DE |
|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |