DE3343259A1

DE3343259A1 - Verfahren zum vergroessern der effektivitaet zielsuchender munitionsartikel

Info

Publication number: DE3343259A1
Application number: DE19833343259
Authority: DE
Inventors: Lothar 8560 Lauf Stessen
Original assignee: Diehl & Co 8500 Nuernberg GmbH; Diehl GmbH and Co
Current assignee: Diehl Stiftung and Co KG
Priority date: 1983-11-30
Filing date: 1983-11-30
Publication date: 1985-06-05
Also published as: DE3343259C2; FR2555726B1; GB2150672A; US4611772A; FR2555726A1; GB8429673D0; GB2150672B

Description

ι ^3343253

DIEHL GMBH & CO., D-8500 Nürnberg

Verfahren zum Vergrößern der Effektivität zielsuchender Munitionsartikel

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Der Einsatz solcher Verfahren erfolgt bei zielsuchender Munition, um einen Angriff auf Scheinziele und damit einen uneffektiven Einsatz der Munition möglichst zu vermeiden. Bei dieser sogenannten intelligenten Munition kann es sich gleichermaßen um ballistisch verschossene Munition wie um Munition mit Eigenantrieb (ferngesteuerte oder selbstlenkende Flugkörper) handeln; wenngleich nachstehend zur Vereinfachung der Darstellung stets von Flugkörpern die Rede ist, ist deshalb damit keine Beschränkung auf bestimmte Arten zielsuchender Munition gemeint.

Die üblichen Verfahren gattungsgemäßer Art beruhen auf einer Extraktion von Zieldaten, die mittels aktiver oder pas-r siver Ortungseinrichtungen beispielsweise aus der Geometrie, der Strahlungscharakteristik oder der Kinematik interessierender Ziele durch Mittel der mathematischen Datenverarbeitung an Bord des Flugkörpers im Vergleich mit vorgegebenen typischen Eigenschaften dieser Art gewinnbar sind, um einen Angriff auf Schein-Ziele zu vermeiden bzw. um günstige Angriffsverhältnisse für optimale Wahrscheinlichkeit eines Ausschaltens des interessierenden Zieles sicherzustellen. Ein typisches Beispiel für die dafür einsetzbaren datenverarbeitungstechnischen Mittel ist in der DE-PS 29 49 453 für

ein komplexes System oder in der DE-PS 31 22 252 für eine einfachere Zieldetektions-Sensorik beschrieben.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei vertretbarem signalverarbeitungstechnischem Aufwand in der Suchfläche, die vom Sensor des Flugkörpers im Zielgebiet erfasst wird, das Ausscheiden sämtlicher falscher Ziele nicht realisierbar ist, weil immer noch einige aufgefasste Zielpunkte verbleiben, die hinsichtlich der ausgewerteten Kriterien von tatsächlich interessierenden echten Zielen nicht oder jedenfalls nicht mit der notwendigen Sicherheit unterscheidbar sind» Dadurch ergibt sich eine gewisse Wahrscheinlichkeit des Angriffes auf ein falsches Ziel, also eine gewisse Grenze der Effektivität des Einsatzes der Flugkörper in Hinblick auf die angestrebte

^5 Ausschaltung tatsächlich interessierender echter Ziele.

Aus dieser Erkenntnis heraus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, auch nach Ausschöpfen aller realistischen signalverarbeitungstechnischen Möglichkeiten hinsichtlich der in der Suchfläche aufgefassten Zielinformationen ein weiteres Kriterium für die Unterscheidung von echten Zielen gegenüber den noch verbleibenden falschen Zielen zu finden und somit eine Steigerung der Effektivität des Einsatzes der Flugkörper zu erzielen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren gattungsgemäßer Art erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß es die Kennzeichnungsmerkmale des Anspruches 1 aufweist.

Diese Lösung beruht auf der Erkenntnis, daß in einem Kampfgebiet typische echte Ziele - wie etwa Fahrzeugkolonnen - relativ gehäuft auftreten und dadurch einen wesentlich geringeren

mittleren Abstand untereinander aufweisen, als innerhalb der Suchfläche ortungstechnisch nicht mehr eleminierbare falsche Ziele. Über die Suchfläche verstreute, isoliert auftretende falsche Ziele sind also dadurch gekennzeichnet, daß sie innerhalb eines gewissen Zielumfeldes einzeln auftreten; während echte Ziele innerhalb eines vergleichbaren Zielumfeldes zu jeweils wenigstens einem weiteren Ziel benachbart liegen. Basierend auf dieser Erkenntnis werden also falsche Ziele bei der Zielansteuerung dadurch weitestgehend ausgeschlossen, daß nur solche Ziele berücksichtigt werden, die in vorgegebener Nachbarschaft wenigstens eines weiteren Zieles gelegen sind, von dem aus wiederum nach einem dicht benachbarten weiteren Ziel gesucht wird, u.s.f. Wenn so im Anflug auf das Zielgebiet in der Suchfläche eine Kette von relativ dicht benachbarten Zielen feststellbar ist, dann handelt es sich mit großer Wahrscheinlichkeit um echte Ziele, allenfalls mit vereinzelt eingestreuten falschen Zielen; in der Suchfläche isoliert gelegene (falsche) Ziele führen nicht zu einer solchen Kettenbildung des Auffassens einander relativ dicht benachbarter Ziele, werden also bei der Zielansteuerung vom Flugkörper aus nicht berücksichtigt. Ein Angriff auf ein Ziel folgt nur und erst, wenn eine solche Kette von benachbarten Zielen über eine bestimmte Anzahl hinweg festgestellt wurde. Beim Abschuß mehrerer Flugkörper in dasselbe Zielgebiet, also mit einander überlappenden Suchflächen, kann dabei noch vorgesehen sein, daß die unterschiedlichen Flugkörper auf unterschiedliche Anzahl von in der Kette hintereinander erfassten Zielen voreingestellt sind, um möglichst zu vermeiden, daß ein einzelnes Ziel überflüssigerweise mehrfach angegriffen wird.

Auf diese Weise lässt sich schon für den einzelnen Flugkörper, erst recht aber in Hinblick auf den Einsatz mehrerer fächer-

-Zf-

artig verschossener Flugkörper die Effektivität, nämlich die Wahrscheinlichkeit der Vernichtung wirklich interessierender, echter Ziele ganz wesentlich über den Wahrscheinlichkeitsgrad hinaus steigern, der mit herkömmlichen Mitteln der Zielextraktion aus Ortungskriterien erreichbar ist; wobei sich eine weitere Steigerung der Effektivität noch dadurch ergibt, daß die Suchfläche eines jeden Flugkörpers spürbar vergrößert werden kann, weil sein Angriffsmechanismus nicht durch vereinzelt darin vorliegende Schein-Ziele mehr abgelenkt ₆-jIrd und weil bei der dadurch gegebenen Überlappung der Suchflächen mehrerer parallel anfliegender Flugkörper deren Konzentration auf Je ein einziges echtes Ziel durch unterschiedliche Vorgabe der Zahl von Gliedpunkten der Echtziel-Kette vermeidbar ist.

Zusätzliche Weiterbildungen und Alternativen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche stark vereinfacht dargestellten bevorzugten Realisierungsbeispieles zum Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt gegeneinander versetzt auf ein Zielgebiet anfliegende Flugkörper bei typischer Verteilung von echten und von falschen Zielen in einer im Zielgebiet abgegrenzten Suchfläche.

Die in der Skizze unten dargestellten Flugkörper 10.1, 10.2 wurden, beispielsweise im Fächer- oder Streuschuss, in Richtung auf ein Zielgebiet 11 abgefeuert, in dem zu bekämpfende Ziele 12 entdeckt oder vermutet wurden. Vorzugsweise handelt es sich um in der Flugendphase selbststeuernd-zielsuchende Flugkörper 10. Jedenfalls sind die Flugkörper 10 mit Sensoren 13 ausgestattet, die schräg voraus, gegenüber der jeweiligen Flugrichtung 14 auf das Zielgebiet 11 zu geneigt, eine

Suchfläche 15 abtasten, um mittels aktiver oder passiver Ortungstechniken Zielkriterien aus der Suchfläche 15 zu erfassen. An Bord der Flugkörper 10 werden diese aus der Suchfläche 15 aufgenommenen Informationen beispielsweise nach den Regeln der mathematischen Statistik (also mittels Korrelationstechniken) verarbeitet, um echte Ziele 12 von scheinbaren, also falschen Zielen 16 zu unterscheiden. In der Praxis ist jedoch stets damit zu rechnen, daß wenigstens einige der falschen Ziele 16 aufgrund ihrer Geometrie, ihrer Strahlungs-Charakteristiken oder ähnlicher Kriterien nicht eindeutig von den allein interessierenden echten Zielen 12 unterscheidbar sind. In der Suchfläche 15 werden also bei realistischem Datenverarbeitungsaufwand vom Flugkörper 10 neben den darin enthaltenen echten Zielen 12 auch(davon aufgrund der Zielkriterien nicht mehr unterscheidbare)falsche Ziele 16 erfasst werden, deren Angriff sich aber nicht lohnen würde, zur Effektivität des kämpf technischen Einsatzes der Flugkörper 10 also nicht beiträgt. Diese Effektivität wird schlechter, wenn die Suchfläche 15 bezüglich des jeweiligen Flugkörpers 10 vergrößert wird, weil die Anzahl der als solche nicht mehr zu diskriminierenden falschen Ziele 16 dadurch vergrößert wird; während andererseits bei einer Verkleinerung der Suchfläche 15 die Gefahr besteht, daß die an ihrem Rande gelegenen echten Ziele 12 aus der Suchfläche 15 herausfallen und dann vom Flugkörper 10 gar nicht mehr angegriffen werden können. Je nach den apparativen Ausstattungs-Gegebenheiten eines Flugkörpers 10 und den zu erwartenden Gelände- und Zielgegebenheiten im Zielgebiet 11 lässt sich mittels mathematischer Modelle somit eine optimierte Suchfläche 15 und damit die statistische Effektivität des Einsatzes von Flugkörpern 10 errechnen.

Die hier in Betracht gezogenen Flugkörper 10 - oder andere als Streumunition in Betracht kommende zielsuchende Munitionsartikel - werden üblicherweise nicht gegen Einzel-Ziele eingesetzt, sondern dort, wo im Zielgebiet 11 eine Anhäufung zu bekämpfender, echter Ziele 12 gegeben ist oder erwartet wird. Daraus resultiert, daß nach der Echtziel-Extraktion in der Suchfläche 15 lokal eine Zielanhäufung auftritt, bei der es sich größtenteils um echte Ziele 12 also höchstens mit vereinzelt eingestreuten falschen Zielen 16 - handelt. Die übrigen, vereinzelt über den Restbereich der Suchfläche 15 verstreuten Zielinformationen sind deshalb mit größter Wahrscheinlichkeit nicht echten, sondern falschen Zielen 16 zugeordnet - welche im Interesse der Effektivität des Einsatzes der Flugkörper 10 bei deren Zielsuche außer Betracht bleiben, also nicht angegriffen werden sollen. Hierzu ist die Zielansteuerung im Flugkörper 10 dafür ausgelegt, bezüglich jeden nach der Zielextraktion in der Suchfläche 15 noch verbleibenden Zielpunktes 12/16 ein Zielumfeld 17 nach Vorliegen eines relativ dicht benachbarten weiteren Zielpunktes 12/16 abzusuchen. Falls in einem Zielumfeld 17 kein weiterer Zielpunkt 12/16 aufgefunden wird, wird dieses Ziel 16 als'falsch'¹ interpretiert und bei der Zielansteuerung ignoriert. Falls jedoch im Zielumfeld 17 (wenigstens) ein weiterer Zielpunkt 12/16 ermittelt wird, wird - unter Versatz in Flugrichtung 14 - im Zielumfeld um jenen herum nach weiteren Zielpunkten 12/16 gesucht. So wird eine Kette von Positionen von Zielpunkten 12-12-16-12-12-.. in der Suchfläche 15 erfasst, die einander relativ dicht benachbart sind und somit mit sehr großer Wahrscheinlichkeit und jedenfalls ganz überwiegend echten Zielen 12 zuzuordnen sind. Ein Angriff auf einen dieser Punkte in der Zielpunktkette 18 führt deshalb mit größter Wahrscheinlichkeit zum

Ausschalten eines echten Zieles 12 und damit zu effektivem Einsatz des Flugkörpers 10; d.h. die Effektivität des Einsatzes der Flugkörper 10 ist dadurch ganz wesentlich gesteigert, daß, trotz Erreichens der Grenzen der Zielextraktion mit ortungstechnischen Mitteln, die in der Suchfläche 15 noch erfassten falschen Ziele 16 ignoriert werden können, sofern sie nicht zufällig in dichter Nähe einer Ansammlung echter Ziele 12 liegen.

Der Radius 19 des Zielumfeldes 17 für die Suche nach einer Zielpunktkette 18 ist wiederum nach Maßgabe der Geländegegebenheiten im Zielgebiet 11 und des Typs, also der zu erwartenden Verteilung, der anzugreifenden Ziele 12, gemäß den Regeln der Wahrscheinlichkeitsrechnung optimierbar, um sicherzustellen, daß bei typischer Verteilung der echten Ziele 12 die Zielpunktkette 18 nicht zu früh abreißt, sich also über möglichst viele echte Ziele 12 erstreckt; während andererseits, bei zu großem Zielumfeld 17 um die Zielpunkte 12/16, abgelegene falsche Ziele 16 in den Aufbau der Zielpunktkette 18 einbezogen werden könnten und dadurch das Fortschreiten zu einem benachbarten tatsächlichen, echten Ziel 12 unterbrochen würde.

Im Flugkörper 10 wird dann erst auf Angriff, also von der Zielsuchphase fort auf Ansteuerung eines zu bekämpfenden echten Zieles 12, umgeschaltet, wenn die Zielpunktkette 18 über eine vorgegebene Anzahl von Stützgliedern in Form von jeweils im Zielumfeld 17 liegendem weiterem Zielpunkte 12/16 aufgestellt werden konnte. Signalverarbeitungstechnisch am einfachsten ist es, dann das jüngst gerade erfasste Ziel 12, also den momentanen Schlußpunkt der Zielpunktkette 18, anzu-

greifen. Grundsätzlich kann aber auch die Position eines zurückliegenden Stützgliedes der Zielptmktkette 18 abgespeichert worden sein und der Angriff unter Berücksichtigung des in Flugrichtung 14 unterdessen zurückgelegten Weges gegen dieses Ziel 12 gerichtet werden.

Da bei einem Fächerschuß mehrerer Flugkörper 10 deren Suchflächen 15 sich weitgehend überlappen können und dadurch eine Anhäufung von echten Zielen 12 in mehreren Flugkörpern 10 gleichzeitig zu jeweils einer Zielpunktkette 18 als Angriffskriterium ausgewertet werden kann, führt es zu einer spürbaren weiteren Steigerung der Effektivität des Einsatzes der Flugkörper 10, wenn etwa gleichzeitig in den selben Bereich des Zielgebietes 11 abgeschossene Flugkörper 10 auf Erfassung einer unterschiedlichen Anzahl von Zielpunkten 12/16 im Zuge der Ausbildung der Zielpunktkette 18 voreingestellt sind. Denn durch den räumlichen und zeitlichen Versatz des Abbrechens der Zielpunktkette 18 steigt die Wahrscheinlichkeit, daß die unterschiedlichen Flugkörper 10 unterschiedliche echte Ziele angreifen, ein effektivitätsmindernder Mehrfach-Angriff von Flugkörpern 10 auf ein und dasselbe, womöglich schon vernichtete, Ziel 12 also vermieden wird.

Fg/Pa $

Bezugszeichenliste

10 Flugkörper (mit 13)

11 Zielgebiet (mit 15; 12/16)

12 (echtes)Ziel

13 Sensor (in 10 zur Aufnahme von 12/16 aus 15)

14 Flugrichtung (von 10 über 11)

15 Suchfläche (von 13 in 11)

16 (falsches) Ziel

17 Zielumfeld (um 12/16)

18 Zielpunktkette (aus 12-12,und gegebenenfalls 16.in 15)

19 Radius (von 17 um 12/16)

Claims

Fg/Pa Patentansprüche

1. Verfahren zum Vergrößern der Effektivität des Einsatzes zielsuchender Munitionsartikel, deren Sensor eine vorgegebene Suchfläche im Zielgebiet nach Zielkriterien abtastet, um in der Auswertung für die Zielansteuerung Scheinziele zu unterdrücken,
dadurch gekennzeichnet,

daß jeweils bei Erfassen eines Zieles in einem vorgegebenen Zielumfeld um dieses herum nach einem weiteren Ziel gesucht und nach Erfassen einer vorgegebenen Anzahl derart benachbarter Ziele eines davon angesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das letzte Ziel einer derart aus einander benachbarten Zielen aufgebauten Zielpunktkette angesteuert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß bei Bestreichen einander überlappender Suchflächen von mehreren das Zielgebiet ansteuernden Munitionsartikeln jeder von diesen auf eine andere Anzahl von nacheinander zu erfassenden, benachbarten Zielen als dem Kriterium der Zielpunktkette eingerichtet ist.