DE3209867A1 - Arrangement for determining the distance of a missile from a ground station - Google Patents

Arrangement for determining the distance of a missile from a ground station

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Abstract

An arrangement for determining the distance of a missile (FK) from a ground station (BS) is presented. The distance is measured using the method of measuring the time difference of laser pulses travelling between the ground system (BS) and the missile (FK). For this purpose, a timer ( DELTA t) is activated in the ground station (BS) at the same time that the laser pulse (IBS) is emitted out by the ground station (BS). The pulse (IBS) received in the missile (FK) causes a transmitter (10) in the missile (FK) to output a pulse (IFK). The pulse (IFK) emitted by the missile (FK) is received by the ground station (BS) and is supplied to the timer ( DELTA t) for determining the distance. The time difference between the pulse (IBS) sent out and the received pulse (IFK) is a direct measure of the instantaneous distance between the ground station (BS) and the missile (FK). <IMAGE>

Description

Anordnung für die Bestimmung der EntfernungArrangement for determining the distance

eines Plugkörpers von einer Bodenanlage Die Erfindung betrifft eine Anordnung für die Bestimmung der Entfernung eines Flugkörpers von einer Bodenanlage mittels Zeitdifferenzmessung von zwischen der Bodenanlage und dem Flugkörper laufender Laserimpulse.of a plug body from a floor system The invention relates to a Arrangement for determining the distance of a missile from a ground facility by measuring the time difference between the ground facility and the missile Laser pulses.

Die Methode der Laufzeitmessung und damit auch die der Zeitdifferenzmessung von ausgesendeten und reflektierten Laserimpulsen zur Entfernungsbestimmung ist bekannt. Aufgabe der Erfindung ist es, für die Anwendung bei einem von einer Bodenanlage abzuschießenden Flugkörper eine Anordnung, die nach dem aufgezeigten Verfahren arbeitet, so zu verbessern, daß der Schaltungs- und Geräteaufwand sowohl in der Bodenstation als auch im Flugkörper auf ein Minimum beschränkt wird.The method of runtime measurement and thus also that of time difference measurement of emitted and reflected laser pulses for determining the distance known. The object of the invention is for use in one of a floor system missile to be shot down an arrangement that works according to the method shown, to improve so that the circuit and equipment costs in both the ground station as well as in the missile is kept to a minimum.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß a) mit dem von der Bodenstation ausgesendeten Laserimpuls dort gleichzeitig ein Zeitzähler angesteuert wird, b) der im Flugkörper empfangene Impuls einen Sender zur zugabe eines Impulses veranlaßt, c) der vom Flugkörper ausgesendete Impuls von der Bodenstation empfangen und dem Zeitzähler zur Entfernungsbestimmung zugeführt wird, wobei die Zeitdifferenz von ausgesendetem und empfangenem Impuls als Maß für die Entfernung zwischen Bodenstation und Flugkörper dient.This object is achieved in that a) with that of the ground station emitted laser pulse is activated there at the same time, b) the impulse received in the missile causes a transmitter to deliver an impulse, c) received the pulse transmitted by the missile from the ground station and the Time counter for Distance determination is supplied, the time difference of transmitted and received pulse as a measure of the distance between the ground station and missile serves.

Auf den ersten Blick scheint es sich bei der Erfindung um eine Vermehrung von Bauteilen zu handeln, da man argumentieren kann, daß im Flugkörper nun zusätzlich statt des bisher bekannten Reflektors auch noch eine Sendereinrichtung vorhanden sein muß. Tatsächlich liegt aber genau hier der Vorteil der Erfindung. Statt der Verwendung eines reflektierten Signales, so wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, wird ein eigens ausgesendetes Signal verlfendet. Dies führt dazu, daß in der Bodenstation eine Auswerteschaltung verwendet werden kann, die erheblich einfacher aufgebaut sein kann, da jetzt die bekanntermaßen bei der Reflektion eines Impulses auftretenden Probleme, wie z.B. starkes Rauschen, nur noch in weit geringerem Maße anfallen.At first glance, the invention seems to be an increase to deal with components, since one can argue that in the missile now additionally instead of the previously known reflector, there is also a transmitter device have to be. In fact, this is exactly where the advantage of the invention lies. Instead of the Use of a reflected signal, as is known from the prior art a specially transmitted signal is sent. This leads to the fact that in the An evaluation circuit can be used on the ground station, which is considerably easier can be built, as now known when reflecting a pulse occurring problems, such as strong noise, only to a much lesser extent attack.

Auch im Flugkörper kommt es nicht zu einer Vermehrung kostspieliger Bauteile, da der Reflektor, an dessen Reflektionsvermögen bislang hohe Anforderung gestellt werden mußte, entfällt. Statt des Reflektors wird eine Sendeeinrichtung erforderlich, die aber mit billigen, handelsüblichen Bauteilen leicht und ohne großen Aufwand realisiert werden kann.Even in the missile, there is no increase in costly growth Components, as the reflector, has so far placed high demands on its reflectivity had to be provided, is not applicable. Instead of the reflector, a transmission device is used required, but with cheap, commercially available components easily and without large Effort can be realized.

Neben diesen geräte technischen Vorteilen, d.h. einer wesentlich aufwandsärmeren Einrichtung, tritt hinzu, daß die Störanfälligkeit ganz erheblich herabgesezzt wird. Gleichzeitig mit der Abstandsmessung kann über dieselben Signalwege die Steuerung des Flugkörpers, wie aus dem Stand der Technik bekannt, vorgenommen werden. Hinzu tritt, daß es nun möglich wird, ein eindeutiges Kriterium aufwandsarm herzustellen, als da ist die Abstandsmessung, die nun wiederum zur Steuerung und Zündauslösung mit hoher Genau.igkeit herangezogen werden kann. Die laufenden Entfernungsmessungen vom Flugkörper zur Bodenstation sowie zwischen dem Ziel und der Bodenstation erlauben eine exakte Lenkung des Flugkörpers. Es werden dadurch auch komplexere Lenkverfahren ermöglicht, die gegenüber reiner Sichtlinienlenkung vorteilhaft sind. Der Flugkörper hat bei der vorgeschlagenen Anordnung keinen Leuchtsatz, und da die Impulse kodiert sind, ist die Möglichkeit feindlicher oder auch ungewollter Störung auf ein Minimum beschränkt.In addition to these device technical advantages, i.e. one that is considerably less costly Facility, adds that the susceptibility to failure is reduced quite considerably. Simultaneously with the distance measurement, the control can use the same signal paths of the missile, as known from the prior art, made will. In addition, it is now possible to use a clear criterion with little effort as there is the distance measurement, which is now in turn for control and Ignition triggering with high accuracy can be used. The current distance measurements from the missile to the ground station and between the target and the ground station precise guidance of the missile. This also makes steering processes more complex allows, which are advantageous over pure line-of-sight steering. The missile has no flare in the proposed arrangement, and encodes the pulses there the possibility of hostile or unwanted interference is to a minimum limited.

Auch läßt sich über die kontinuierliche Entfernungsmessung zwischen Bodenstation und Flugkörper eine Störung des Empfängers in der Bodenstation durch andere Impulse praktisch ausschließen.You can also use the continuous distance measurement between Ground station and missile cause interference to the receiver in the ground station practically exclude other impulses.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.Another advantageous embodiment of the invention results from the subclaim.

Die Erfindung ist anhand der einzigen Figur näher erläutert. Diese zeigt ein Blockschaltbild für Schaltkreise in einer Bodenstation und in einem Flugkörper.The invention is explained in more detail with reference to the single figure. These Figure 11 shows a block diagram for circuits in a ground station and in a missile.

in einer Bodenstation BS, die über eine Abschußanlage für Flugkörper verfügt, ist ein Sender 1, eie Sendersteuerung 2, ein Taktgenerator 3, ein Zeit- zähler 4, ein Verstärker 5, ein Empfänger 6, ein Zündsignal 7, und eine Abstandsbewertung 8 vorhanden.in a ground station BS, which has a launch system for missiles is a transmitter 1, a transmitter control 2, a clock generator 3, a time counter 4, an amplifier 5, a receiver 6, an ignition signal 7, and a distance evaluation 8 available.

In ähnlicher Form ist ein Flugkörper FK dargestellt auf der rechten Seite der von vorne betrachteten Figur, mit einem Empfänger 9, einem Sender 10, einem Verstärker 11, einer Sendersteuerung 12, einem Taktgenerator 13, einer Signalverarbeitung 14, eimer Steuerung 15, einem Zündsignal 16 und einer Sensorsteuerung 17 ausgerüstet.A missile FK is shown in a similar form on the right Side of the figure viewed from the front, with a receiver 9, a transmitter 10, an amplifier 11, a transmitter control 12, a clock generator 13, a signal processing unit 14, bucket control 15, an ignition signal 16 and a sensor control 17.

Der Taktgenerator 3 in der Bodenstation BS wird mit dem im Flugkörper FK vorhandenen Taktgenerator 13 vor dem Start synchronisiert. Es kann auch vorab die vorhandene Zeitdifferenz gemessen und für die Zeitdifferenzbestimmung als Vorgabe aufgenommen werden.The clock generator 3 in the ground station BS is with that in the missile FK existing clock generator 13 synchronized before the start. It can also be done in advance the existing time difference is measured and used as a default for determining the time difference be included.

Der Taktgenerator 3 steuert innerhalb der Bodenstation BS die Sendersteuerung 2 an, die wiederum den Sender 1, z.B. eine Laserdiode entsprechender Leistung betreibt. Gleichzeitig mit dem Aussenden eines Laserimpulses IBS wird durch einen Teil des Impulses oder durch einen Lichtleitfaden oder einer der anderen bekannten Methoden nach dem Stand der Technik ein Zeitzähler tt angesteuert.The clock generator 3 controls the transmitter control within the ground station BS 2, which in turn operates the transmitter 1, e.g. a laser diode of the appropriate power. Simultaneously with the emission of a laser pulse IBS is through part of the Impulse or by a light guide or one of the other known methods according to the prior art, a timer tt is controlled.

Die Laserdiode im Sender 1 emittiert den Impuls IBS' der am Flugkörper FK auf den Empfänger 9 trifft.The laser diode in the transmitter 1 emits the IBS 'pulse on the missile FK meets the receiver 9.

Das empfangene Signal wird dort in dem Verstärker 11 verstärkt und dient seinerseits dazu, die Sendersteuerung 12 anzusteuern, die den Sender 10 veranlaßt, einen entsprechenden Impuls abzusenden. Hierbei wird wiederum zwec1rnäßigerweise eine Laserdiode betrieben.The received signal is amplified there in the amplifier 11 and in turn serves to control the transmitter control 12, which causes the transmitter 10 to send a corresponding pulse. Again, this is useful operated by a laser diode.

Der vom Flugkörper ausgesendete Impuls IFK wird nun in dem Empfänger 6 der Bodenstation BS empfangen, im Verstärker 5 verstärkt und im Zeitzähler tt ausgewertet.The pulse IFK emitted by the missile is now in the receiver 6 of the ground station BS received, amplified in the amplifier 5 and tt in the time counter evaluated.

Die Zeftdifferenz wird der Abstandsbewertung 8 zugeführt, die dort im Ausführungsbeispiel das Zündsignal 7 ansteuert, einen nicht näher dargestellten Zündsignalgenerator, wodurch nun entsprechend die Senders teuerung 2 zur Aussendung eines Zündsignalimpulses mit einem entsprechend kodierten Signal veranlaßt wird. Hierbei und auch bei anderen zu übermittelnden Informationen von der Bodenstation BS zu dem Flugkörper FK erfolgt diese Übermittlung über die Impulsfolge bzw. Impulslänge oder auch Impulszwischenräume.The Zeftdifferenz is fed to the distance evaluation 8, which there in the exemplary embodiment, the ignition signal 7 controls, one not shown in detail Ignition signal generator, which now accordingly controls the transmitter 2 for transmission an ignition signal pulse is caused with a correspondingly coded signal. Here and also with other information to be transmitted from the ground station BS to the missile FK, this transmission takes place via the pulse sequence or pulse length or also spaces between pulses.

Der momentane Abstand zwischen der Bodenstation BS und dem Flugkörper FK ergibt sich nun in einfacher ,reise aus der ausgewerteten Zeitdifferenz tt zwischen Sender- und Empfängerimpuls zu A = 0,5 . c .The current distance between the ground station BS and the missile FK now results in a simple journey from the evaluated time difference tt between Transmitter and receiver pulse at A = 0.5. c.

wobei c die LichtgeschlYindigkeit mit 3 . 108 m/s ist.where c is the speed of light with 3. 108 m / s is.

Im Flugkörper FK kann gleicksritig mit der Aktivierung der Sendersteuerung 12 und dem damit verbundenen Au.ssenden des Impulses IFE über den Sender 10 nach dem Verstärker 11 die Signalverarbeitung 14 angesteuert werden, die wiederum die entsprechend kodierten Signale der Bodenstation BS verarbeitet, z.B. auch das Zündsignal 16 freigibt. Statt des Zündsignales 16 kann auch eine andere Funktion ausgelöst werden, wie z.B. die Aufsteuerung der Sensorsteuerung 17, binnen spezifischen Sensor, wie etwa einen Magnetfeldsensor oder einen optischen Sensor erfolgen.In the missile FK can gleicksritig with the activation of the transmitter control 12 and the associated sending out of the IFE pulse via the transmitter 10 the amplifier 11 the signal processing 14 are controlled, which in turn the processed accordingly coded signals of the ground station BS, e.g. also the ignition signal 16 releases. Instead of the ignition signal 16, another function can also be triggered such as the activation of the sensor control 17, within a specific sensor, such as a magnetic field sensor or an optical sensor.

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Claims (2)

Anordnung für die Bestimmung der Entfernung eines Flugkörpers von einer Bodenanlage Patentanspruche 1. Anordnung für die Bestimmung der Entfernung eines Flugkörpers von einer Bodenanlage mittels Zeitdifferenzmessung von zwischen der Bodenanlage und dem Flugkörper laufender Laserimpulse, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß a) mit dem von der Bodenstation (BS) ausgesendeten Laserimpuls (IBS) dort gleichzeitig ein Zeitzähler ( tt) angesteuert wird, b) der im Flugkörper (FK) empfangene Impuls einen Sender (10) zur Abgabe eines Impulses (IFI) veranlaßt, c) der vom Pflugkörper (FK) ausgesendete Impuls (IFK) von der Bod-enstation (BS) empfangen und dem Zeitzähler ( t t) zur Entfernungsbestimmung zugeführt wird, wobei die Zeitdifferenzen von ausgesendetem (IBS) und empfangenem Impuls (IFK) als Maß für die Entfernung zwischen Bodenstation und Flugkörper dient. Arrangement for determining the range of a missile from a ground system Patent claims 1. Arrangement for determining the distance of a missile from a ground facility by means of time difference measurement of between the ground system and the missile running laser pulses, thereby g e k e n n z e i c h e t that a) with the laser pulse emitted by the ground station (BS) (IBS) a time counter (tt) is activated there at the same time, b) the one in the missile (FK) received pulse causes a transmitter (10) to emit a pulse (IFI), c) the impulse (IFK) emitted by the plow body (FK) from the ground station (BS) is received and fed to the time counter (t t) for determining the distance, wherein the time differences between the transmitted (IBS) and received pulse (IFK) as a measure for the distance between the ground station and the missile. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß sowohl in der Bodenstation (BS) als auch im Flugkörper (FK) je ein Taktgenerator (TBS, TFK) vorhanden ist, die vor dem Start des Flugkörpers 'S) synchronisiert werden, und daß bei Empfang ir.es Impulses (IBS) im Flugkörper (EK) das Aussenden eines Impulses (IFI) durch den Taktgenerator ausgelöst und der Empfang des Impulses (IFK) in der Bodenanlage (BS) zur Bestimmung der abgelaufenen Takte herangezogen wird.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that both in the ground station (BS) and in the missile (FK) each have a clock generator (TBS, TFK) are available, which are synchronized before the launch of the missile 'S), and that upon receipt of an impulse (IBS) in the missile (EK) the transmission of a Pulse (IFI) triggered by the clock generator and the receipt of the pulse (IFK) is used in the ground system (BS) to determine the number of cycles that have elapsed.
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