DE3427020C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Navigations- und Flugführung nach dem Prinzip der Höhendatenkorrelation mit einem Spei­ cher, dessen von einem Operationsgebiet vorbekannte Geländedaten mit den aktuell erfaßten und aufbereiteten Geländedaten eines Sensors in einem Korrelator zur Positionsbestimmung verarbeitet werden.

Navigationssysteme dieser Art sind bekannt, zum Beispiel aus der DE-OS 30 11 556. Mit solchen auf der Basis der aktuell erfaßten und ge­ speicherten Höhendaten ist es, je nach Aufwand, möglich, mehr oder minder gute Navigationsergebnisse zu erzielen. Das Navigationsgerät der zuvor angegebenen Druckschrift erlaubt es, dabei beliebigen Flugbahnen zu folgen, wobei die aktuell erfaßbaren Höhendaten gleichzeitig zum Auffrischen der gespeicherten Geländereferenzdaten dienen. Obwohl die Genauigkeit des in der DE-OS 30 11 556 beschriebe­ nen Navigationsgeräts beachtlich ist, wird gewünscht, die Genauigkeit des Gerätes noch weiter zu steigern.

Aus der DE 28 34 562 A1 ist es darüber hinaus bei Flächennavigations­ systemen bekannt, Korrelatoren zu benutzen und mit diesen durch Rückverfolgen sukzessiv erfaßter Geländedaten von einer Aufnahmeposi­ tion aus und Vergleichen mit den zugeordneten Geländedaten des Speichers Datenänderungen zum Auffrischen der Speicherdaten zu ermitteln. Das Rückverfolgen wird dabei von markanten Geländepunkten mit Höhenmeßgeräten vorgenommen, deren Genauigkeit größer ist als die der kartographischen Unterlagen.

Weiterhin ist es aus der DE 30 16 901 C2 bekannt, die Sensorstufen zur Erzeugung und Aufbereitung quasi eindimensionaler, die Oberflächen­ struktur des überflogenen Geländes repräsentierender Strukturdaten mit Schaltstufen auszurüsten, um die erfaßten Höhendaten im Frequenzspek­ trum und/oder im Signalhub zur Ableitung dieser Strukturdaten zu untersuchen. Hierdurch ist es möglich, die erfaßten Höhendaten aufzubereiten, damit die Verarbeitung mit vom Oberflächenbewuchs befreiten, struktur- und störbereinigten Geländedaten erfolgen kann.

Bei der Bekämpfung von Zielen mit Flugkörpern ist es auch bekannt, Sensoreinrichtungen mit unterschiedlichen Erfassungsrichtungen zu benutzen. So zeigt z. B. die DE 32 44 708 A1 einen Flugkörper mit einem unter einem Vorauswinkel orientierten Rückstrahlortungsgerät stark gebündelter Charakteristik zur Zielerfassung und einer mit schwachem Vorauswinkel bzw. senkrecht nach unten orientierten Sensoranordnung breiter Richtcharakteristik zur Erfassung der Zielumgebung. Für Navigations- und Flugführungssysteme ist eine solche Maßnahme aber unzweckmäßig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Navigation vorzusehen, die mit vergleichsweise geringem Aufwand eine präzise Flugführung einschließlich Zielvermessung bzw. Endphasenlen­ kung ermöglicht. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß für den Sensor ein Millimeterwellensensor mit einem at­ mosphärischen Fenster von 94 GHz eingesetzt ist, daß der zum Boden gerichtete Sensor den Flugweg mit einem Schwenkmechanismus senkrecht zur Flugrichtung fortlaufend abtastet und daß der Schwenkme­ chanismus den Sensor für vorausschauende Blickrichtungen, vorzugsweise für Zielanflüge und/oder Zielvermessungen umschaltet.

Durch den Einsatz und den erfindungsgemäßen Betrieb des Millimeterwel­ lensensors läßt sich die Genauigkeit sowohl bei Streckenflügen als auch bei Endphasenlenkungen erheblich steigern. Außerdem läßt sich die Eigenemission durch eine enge Strahlbündelung und eine starke Nebenzipfeldämpfung erheblich schwächen, wodurch der Gefahr der Ent­ deckung stark entgegengewirkt bzw. die Überlebensfähigkeit erheblich gesteigert wird.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 3 bis 9 aufgeführt.

Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Prinzip einer Navigations- und Flugführungseinrichtung,

Fig. 2 die Erhöhung der Navigationsgenauigkeit durch Ablenkung des Sensors senkrecht zur Flugrichtung und

Fig. 3 die Umschaltung des Schwenkmechanismusses für Zielanflüge und/oder Zielvermessungen.

In der Darstellung nach Fig. 1 ist ein Flugzeug, und zwar ein Kampfflugzeug 1 zu sehen, das in relativ geringer Höhe über einem Operationsgebiet 2 fliegt. Mit einem im Kampfflugzeug 1 eingebauten, senkrecht nach unten gerichteten Höhenmeßgerät tastet dieses Flugzeug den sich dabei ergebenden Flugweg 3 ab. Die Geländehöhendaten werden für die Korrelation mit den vom Operationsgebiet vorbekannten, in einem Speicher gespeicherten Daten im Flugzeug entsprechend aufberei­ tet.

Wie aus Fig. 2 der Zeichnung hervorgeht, wird das Strahlenbündel 4 des erfindungsgemäßen Millimeterwellensensors von einem nicht näher darge­ stellten Ablenkmechanismus senkrecht zur Flugrichtung abgelenkt. Der Flugweg 3 wird in diesem Fall mäanderförmig mit Hilfe eines nicht näher dargestellten Schwenkmechanismus abgetastet, wodurch sich insbesondere wegen der starken Strahlbündelung eine größere Informati­ onsdichte der abgetasteten Geländedaten und damit eine erhebliche Steigerung für die Streckennavigation ergibt. Wie die beiden vergrö­ ßerten Bildausschnitte zeigen, lassen sich auf diese Weise relativ kleine Objekte als Ziele erfassen, unterscheiden, vermessen und bei der Datenauffrischung berücksichtigen.

In Fig. 3 ist ein Flugkörper, zum Beispiel ein Marschflugkörper 10 zu sehen, in dem ebenfalls ein Navigations- und Flugführungsgerät mit einem Millimeterwellensensor eingesetzt ist. Neben der Abtastung des Flugweges mit einem Schwenkmechanismus ist aus dieser Darstellung die Umschaltung des Schwenkmechanismus in eine vorausschauende Blick­ richtung, vorzugsweise für eine Endphasenlenkung wie Zielanflug und/oder Zielvermessung zu erkennen. Aus dieser Darstellung kann darüber hinaus ersehen werden, daß die Endphasenlenkung auf unter­ schiedliche Ziele programmiert werden kann. Außerdem zeigt die Darstellung, daß die Endphasenlenkung innerhalb eines eingeengten Flugweges innerhalb eines engen Suchbereiches erfolgt.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Navigations- und Flugführung arbeitet nach dem Prinzip der kontinuierlichen Höhenkonturkorrelation mit präziser Einzeldatenauffrischung mittels Geländevergleich. Ein eng gebündelter Millimeterwellensensor tastet während des Streckenfluges den jeweiligen Eigenstandort kontinuierlich, zum Beispiel mit einem Schwenkmechanismus ab, so daß die aktuell erfaßten Geländedaten sowohl zur Auffrischung der aktuellen Position als auch zur Positionsbestim­ mung mittels Korrelator benutzt werden können. Der gleiche Sensor wird darüber hinaus für eine Endphasenlenkung durch Umschaltung des Schwenkmechanismusses benutzt, so daß sich hiermit sehr genaue Zielmessungen und Zielanflüge durchführen lassen. Der Missionserfolg eines mit der Erfindung ausgerüsteten Fluggerätes kann hierdurch, insbesondere wegen erheblich verbesserter Genauigkeit der Streckenna­ vigation, verbesserter Überlebensfähigkeit infolge stark verminderter Eigenemission und der präzisen Endphasenlenkung wesentlich gesteigert werden. Die Verarbeitung der Daten und die Datenauswertung kann hierbei vorteilhafter Weise auf die in den Ansprüchen 3 bis 9 beschriebene Weise erfolgen.

Claims (8)

1. Einrichtung zur Navigations- und Flugfüh­ rungsverfahren nach dem Prinzip der Höhendatenkorrelation mit einem Speicher, dessen von einem Operationsgebiet vorbekannte Geländedaten mit den aktuell erfaßten und aufbereiteten Geländedaten eines Sensors in einem Korrelator zur Positionsbestimmung verarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß für den Sensor ein Millimeterwellensensor mit einem atmosphärischen Fenster von 94 GHz eingesetzt ist, daß der zum Boden gerichtete Sensor den Flugweg (3) mit einem Schwenkmechanis­ mus senkrecht zur Flugrichtung fortlaufend abtastet und daß der Schwenkmechanismus den Sensor für vorausschauende Blickrichtungen, vorzugsweise für Zielanflüge und/oder Zielvermessungen umschaltet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Eigenemission des Millimeterwellensensors durch eine enge Strahlbündelung und starke Nebenzipfeldämpfung reduziert wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Streckennavigation durch Verarbeitung der sensorabhängigen Informationsdichte in zweidimensionaler Richtung gesteigert wird.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Navigationsgenauigkeit durch vorgeplante Einzeldatenauffrischungen zusätzlich gesteigert wird.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermessung mit einfachen Algo­ rithmen aufgrund besonderer Geländemerkmale (zum Beispiel isolierte Gebäude oder Bauwerke) durchgeführt wird.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermessung bei Zielanflügen unter Ausnutzung der erhöhten Auflösung des Millimeterwellensensors durch Auswertung isolierter, markanter und typisierbarer Geländestrukturen erfolgt.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Vermessen durch Auswerten von Kontraständerungen und/oder Höhensprüngen erfolgt.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Vermessen durch Auswertung relevanter Zielsignaturen (Flugplätze, Brücken usw.) erfolgt.