DE3631421A1 - Verfahren zur trefferermittlung bei schusssimulation sowie anordnung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trefferermittlung bei Schußsimulation, wobei von der schießenden Einrichtung ein Energiestrahl, vorzusgweise ein Laserstrahl, als simulierter Schuß zum Ziel ausgesandt wird, sowie eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein derartiges Verfahren ist allgemein bekannt, beispiels­ weise aus der DE-OS 35 45 831. Die Trefferermittlung erfolgt dadurch, daß die vom Ziel reflektierten Anteile des Laserstrahls aufgenommen werden. Eine Berücksichtigung der Bewegung des Ziels erfolgt durch einen Vorhalt der Waffenachse gegenüber dem Laserstrahl, wobei die Entfernung vom Ziel berücksichtigt wird. Dies führt dann zu brauchbaren Simulationsergebnissen, wenn die Flugzeit des Geschosses kurz ist gegenüber der Zeit, in der sich das Ziel bezogen auf die Trefferfläche wesentlich bewegt.

Bei der Simulation des Schießens mit zielsuchenden Flug­ körpern, bei denen die Flugzeit erheblich länger ist, beispielsweise 10 bis 20 sec, führt das bekannte Verfahren jedoch nicht zu brauchbaren Ergebnissen, da sich während dieser Flugzeit das Ziel in unvorhersehbarer Weise bewegen oder auch gar stehen bleiben kann. Insbesondere ist es auch möglich, daß während der Flugzeit das Ziel vor der Sicht von der schießenden Einrichtung durch ein Hindernis verdeckt wird, entweder endgültig oder vorübergehend. Dabei ist auch zu berücksichtigen, daß die Flugbahn des Flugkörpers gebogen sein kann und somit insbesondere in der Endphase des Fluges das Ziel für die schießende Stelle noch sichtbar sein kann, für den Flugkörper jedoch verdeckt ist oder umgekehrt. Die Ermittlung der Treffer­ wahrscheinlichkeit durch Weiterbeobachtung des Zieles durch die schießende Einrichtung führt bei der Schuß­ simulation mit zielsuchenden Flugkörpern also nicht zum Erfolg, abgesehen davon, daß in der Wirklichkeit, d.h. auch beim Manöver, die schießende Einrichtung nach dem Auslösen des simulierten Aussendens des Flugkörpers sich unmittelbar danach in eine Deckung zurückziehen wird, um nicht möglicherweise selbst z.B. vom Ziel entdeckt und bekämpft zu werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, das eingangs genannte Verfahren derart auszugestalten, daß bei der Simulation des Schießens mit zielsuchenden Flugkörpern auch ohne Sichtverbindung zwischen der schießenden Einrichtung und dem Ziel nach dem Abschuß ein Treffer bzw. eine Treffer­ wahrscheinlichkeit des Zieles ermittelt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Energiestrahl mit Informationen über Parameter der schießenden Einrichtung moduliert ist und im Ziel diese Information aufgenommen wird, daß vom Ziel danach der räumliche Bereich, aus dem gemäß der Einfallsrichtung des Energiestrahls, der Eigenbewegung des Zieles und der Flugzeit des simulierten Flugkörpers dieser erwartet wird, auf Hindernisse, die die Zielsuche des Flugkörpers beein­ trächtigen, automatisch untersucht wird und daß nach Ablauf der Flugzeit aus den über den Energiestrahl aufge­ nommenen Informationen und aus den Ergebnisdaten der Untersuchung auf Hindernisse eine Trefferwahrschein­ lichkeit ermittelt wird.

Die Übertragung von Informationen von der schießenden Einrichtung zum Ziel mit Hilfe eines Laserstrahls ist an sich bekannt aus der DE-OS 31 13 068, jedoch wird dort ein von der schießenden Einrichtung durch einen simulierten Schuß mit Hilfe eines Laserstrahls erzielter Treffer zum Ziel übertragen, um diesem mitzuteilen, daß es an dem weiteren Manövergeschehen nicht mehr teilnehmen kann.

Der Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht also darin, daß die Trefferermittlung nicht mehr in der schießenden Einrichtung, sondern im Ziel selbst erfolgt, wobei lediglich die Auslösung des Schusses sowie einige unmittelbar damit zusammenhängende Parameter zum Ziel übertragen werden und daraus sowie aus den Aktionen des Zieles danach unter Berucksichtigung der tatsächlichen Geländeumgebung die Trefferwahrscheinlichkeit bestimmt wird.

Die Trefferwahrscheinlichkeit kann in dem Ziel selbst angezeigt werden, um diesem kenntlich zu machen, daß es möglicherweise außer Gefecht gesetzt worden ist. Für eine schnelle Auswertung der Schußsimulation sowohl beim Training als auch beim Manöver ist es jedoch zweckmäßig, daß nach der Flugzeit des simulierten Flugkörpers eine Information über die ermittelte Trefferwahrscheinlichkeit an eine Leitstelle und/oder an die schießende Einrichtung übertragen wird. Dadurch kann die Besatzung in der schießenden Einrichtung ihre Handlung unmittelbar über­ prüfen, während in einer Leitstelle ein Ausbildungsleiter oder Manöverüberwacher eventuelle Fehler der Besatzung in der schießenden Einrichtung feststellen und gegebenenfalls durch mittels Funk übertragener Mitteilungen korrigieren kann.

Im einfachsten Falle genügt beim Ziel die Tatsache, daß ein Energiestrahl bzw. Laserstrahl empfangen worden ist, der einen Schuß simulieren soll, wenn beispielsweise die Eigenschaften des Geschosses im einzelnen im voraus fest­ gelegt sind. Um das ganze Verfahren jedoch flexibler zu gestalten, ist es nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßig, daß die im Energiestrahl enthaltenen Informationen Angaben über eine von der schießenden Einrichtung mindestens aus der Richtqualitat vor der simulierten Schußauslösung, die gemessene Entfernung zum Ziel und die Art des Geschosses sowie eine daraus von der schießenden Stelle ermittelte Anfangs-Trefferwahrschein­ lichkeit enthält.

Eine Anordnung zur Trefferermittlung bei Schußsimulation zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit einer schießenden Einrichtung, die eine Richtanordnung und eine Sendeeinrichtung zum Aussenden eines Energiestrahls aufweist, und mit einem bewegbaren Ziel, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtung zum Aussenden eines mit Informationen aus der Richtanordnung modulierten Energiestrahls eingerichtet ist, daß das Ziel eine Empfangsanordnung für den Energiestrahl, für die Ermitt­ lung der Einfallsrichtung des Energiestrahls und für die Rückgewinnung der damit übertragenen Information, Sensoren zum Erfassen von Hindernissen und eine Verarbeitungsanord­ nung enthält, die aus der Richtung des empfangenen Energiestrahls und der seitdem verstrichenen Zeit und der Eigenbewegung des Zieles die Richtung, in der die Sensoren Hindernisse erfassen, bestimmt und aus den Signalen der Sensoren und der mit dem Energiestrahl empfangenen Informationen nach Ablauf der Flugzeit eine Eigentreffer­ wahrscheinlichkeit ermittelt. Aus der Richtung, aus der das Ziel den Energiestrahl empfangen hat, sowie aus der von vornherein bekannten oder übertragenen Geschwindigkeit des Flugkörpers kann dessen Bahn von dem Ziel eindeutig bestimmt werden. Die Sensoren können eine Radarmeßein­ richtung oder Ultraschall-Meßeinrichtung umfassen, wie sie beispielsweise bei führerlosen Fahrzeugen in Fabriken zum Materialtransport verwendet werden. Die Richtung zum Suchen von Hindernissen kann durch mechanische Einstellung der Sensoren oder durch entsprechende Auswahl der ver­ schiedenen Raumwinkeln zugeordneten Meßdaten der Sensoren geschehen.

Um die von der Verarbeitungsanordnung ermittelte Eigen­ trefferwahrscheinlichkeit an die schießende Einrichtung oder an eine Leitstelle zu übertragen, ist es zweckmäßig, daß an die Verarbeitungsanordnung ein Sender zum Aussenden eines mindestens die Eigentrefferwahrscheinlichkeit angebenden Signals angeschlossen ist. Dies kann auch eine normale Funkverbindung sein, beispielsweise eine normaler­ weise stets vorhandene Funkverbindung, über die auch Befehle und sonstige Informationen übertragen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Anordnung von schießender Einrichtung und Ziel in einem Gelände,

Fig. 2 die am Ziel erforderlichen Einrichtungen zur Bestimmung der Eigentrefferwahrscheinlichkeit,

Fig. 3 ein Ziel in Deckung hinter einem Gebäude.

In Fig. 1 möge die schießende Einrichtung 1, z.B. ein Kampfwagen, ein Ziel 6 erkannt haben. Mittels der Richt­ anordnung 3 wird die Waffe, und zwar eine Abschußeinrich­ tung für einen zielsuchenden Flugkörper, und ein damit verbundener Laser 2 auf das Ziel 6 ausgerichtet. Zum Simulieren des Abschusses wird dann ein Laserstrahl 5 von der schießenden Einrichtung 1 zum Ziel 6 ausgesendet. Für die Ermittlung der Trefferwahrscheinlichkeit des Zieles 6 durch den simulierten Flugkörper spielen die danach erfol­ genden Aktionen der schießenden Einrichtung 1 keine Rolle mehr, so daß sie beispielsweise unmittelbar nach Abgabe des Laserstrahls 5 eine Deckung aufsuchen kann.

Es wird angenommen, daß das Ziel 6 sich auf der Bahn 9 fortbewegt. Wenn ein realer zielsuchender Flugkörper von der schießenden Einrichtung 1 aus abgefeuert wäre, würde dieser vorzugsweise der Flugbahn 4 folgen, d.h. er wäre ständig auf den jeweils momentanen Ort des Zieles 6 gerichtet. Wenn jedoch angenommen wird, daß das Ziel 6 nach etwa der halben Flugzeit sich im Punkt 6′ befindet und dabei von einem durch Höhenlinien angedeuteten Hügel 7 verdeckt würde, würde der zielsuchende Flugkörper von diesem Augenblick an das Ziel nicht mehr erkennen und keine Richtungskorrekturinformation empfangen, so daß er geradlinig entsprechend der Bahn 4′ weiterfliegen und am Rande des Hügels 7 einschlagen oder gerade daran vorbei­ fliegen würde. Wenn der Flugkörper auf der Bahn 4′ den Weg 9 des Zieles 6 kreuzen würde, hätte sich dieses von dem Punkt 6′ bereits weiterbewegt, so daß es von dem Flugkörper nicht mehr getroffen werden kann, da dieser nach einem eventuellen Überfliegen des Hügels 7 das Ziel 6 aus dem Aufnahmebereich verloren hat.

Wenn das Ziel 6 den Punkt 6′, bei dem der Hügel 7 die Sicht des Flugkörpers auf das Ziel verdeckt, jedoch erst erreicht, kurz bevor der Flugkörper den Hügel 7 über­ fliegt, kann er danach das Ziel 6 möglicherweise wieder erfassen und dennoch treffen. Je nach der Stelle, wo die Sicht des Flugkörpers auf das Ziel verdeckt wird, wird das Ziel also entweder nicht getroffen oder sicherlich doch getroffen, während dazwischen ein Bereich existiert, bei dem ein Treffer möglich, jedoch nicht sicher ist. Von dem Ziel 6 können diese Bereiche anhand der bekannten bzw. berechneten Flugbahnen des simulierten Flugkörpers berechnet und somit auch die Trefferwahrscheinlichkeit festgestellt werden, d.h. bei vollständiger Verdeckung durch den Hügel 7 wird im Ziel 6 die Trefferwahr­ scheinlichkeit unmittelbar auf Null gesetzt, bei eindeutiger Erfassungsmöglichkeit nach Überfliegen des Hügels bleibt die Trefferwahrscheinlichkeit auf Eins, und in dem unbestimmten Bereich wird die Trefferwahrschein­ lichkeit um einen Bruchteil verringert.

Eine solche Herabsetzung der Trefferwahrscheinlichkeit erfolgt auch, wenn das Ziel 6 in der berechneten Richtung des Flugkörpers eine Teilverdeckung durch z.B. eine Baum­ gruppe erkennt, durch die die Zielsuche des Flugkörpers zwar behindert, jedoch nicht eindeutig ausgeschaltet wird. Wenn derartige Fälle während der Flugzeit des Flug­ körpers mehrmals auftreten oder eine kurzzeitige Ver­ deckung durch verschiedene Hindernisse mehrmals hinterein­ ander auftritt, wird die Trefferwahrscheinlichkeit jeweils um einen bestimmten Betrag bzw. Bruchteil verringert, so daß sich schließlich nur eine geringe Trefferwahrschein­ lichkeit ergibt.

In Fig. 1 ist ferner angenommen, daß kurz vor dem Kreuzen der Bahn 4 des simulierten Flugkörpers und der Bahn 9 des Zieles 6 letzteres den Punkt 6′′ erreicht hat, wo es durch ein Gebäude 8 vollständig verdeckt wird. In diesem Falle wird in dem Ziel die Trefferwahrscheinlichkeit kurz vor Ablauf der Flugzeit des simulierten Flugkörpers auf Null gesetzt.

In Fig. 2 sind die Einrichtungen angedeutet, die in dem Ziel 6, beispielsweise einem Kampfpanzer vorhanden sind, um die Schußsimulation und Ermittlung der Trefferwah­ rscheinlichkeit durchzuführen. Auf dem Turm des Kampf­ panzers 6 ist eine beispielsweise aus einem aufgefächerten Glasfaserbündel bestehende Aufnahmeanordnung 14 für die Aufnahme von Laserstrahlen angeordnet. Die Signale der einzelnen Glasfasern werden einer Richtungsanordnung 15 zugeführt, die ermittelt, welche der Fasern ein Signal empfangen hat, und daraus die Richtung des empfangenen Laserstrahls bestimmt. Diese Information wird einer Verarbeitungsanordnung 12 zugeführt, oder es wird eine Sensoranordnung 10 in diese Anfangsrichtung eingestellt. Die mit dem Laserstrahl übertragene Information wird in einer Demodulatoreinrichtung 16 demoduliert und ebenfalls der Verarbeitungsanordnung 12 zugeführt, die außerdem noch die Daten der Eigenbewegung des Zieles 6 und die Signale der Sensoranordnung 10 empfängt. Die Verarbeitungsanord­ nung 12, die z.B. ein Mikro-Prozessor sein kann, ermittelt aus den mit dem Laserstrahl übertragenen und in der Demodulatoreinrichtung 16 demodulierten Information, aus den Daten der Sensoranordnung 10 und den Eigenbewegungen, ob der Flugkörper, dessen Abfeuern durch die mit dem empfangenen Laserstrahl übertragene und in der Demodula­ toreinrichtung 16 demodulierte Information angekündigt worden ist, das Ziel selbst erreichen kann, d.h. die Trefferwahrscheinlichkeit. Nach Ablauf der berechneten Flugzeit des simulierten Flugkörpers wird die ermittelte Trefferwahrscheinlichkeit einem Sender 18 zugeführt, der ein entsprechendes Signal über die Antenne 19 ausstrahlt. Dieses Signal ist auf übliche Weise dem betreffenden Ziel und zweckmäßig auch der schießenden Einrichtung eindeutig zugeordnet.

Die Sensoranordnung 10 ist beispielsweise ein Suchradar­ gerät mit einer sehr schmalen, steuerbaren Sendekeule oder eine Infrarot-Sende- und Empfangsanordnung oder eine andere übliche Einrichtung.

In Fig. 3 ist die Situation aus der Fig. 1 dargestellt, bei der das Ziel in der Position 6′′ in der Flugrichtung 4 hinter einem Gebäude 8 steht. Die Sensoranordnung 10 sendet beispielsweise ein Ultraschallsignal 11 aus, das von der Gebäudewand reflektiert und von der Sensoranord­ nung 10 aufgenommen wird. Dadurch ist eindeutig bestimmt, daß die Flugbahn 4 nicht auf das Ziel in der Position 6′′ trifft, sondern entweder auf das Gebäude 8 oder daran vorbeiführt, so daß die Trefferwahrscheinlichkeit gleich Null ist.

Claims (5)

1. Verfahren zur Trefferermittlung bei Schußsimulation, wobei von der schießenden Einrichtung ein Energiestrahl, vorzugsweise ein Laserstrahl, als simulierter Schuß zum Ziel ausgesandt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiestrahl mit Informa­ tionen über Parameter der schießenden Einrichtung modu­ liert ist und im Ziel diese Information aufgenommen wird, daß vom Ziel danach der räumliche Bereich, aus dem gemäß der Einfallsrichtung des Energiestrahls, der Eigenbewegung des Zieles und der Flugzeit des simulierten Flugkörpers dieser erwartet wird, auf Hindernisse, die die Zielsuche des Flugkörpers beeinträchtigen, automatisch untersucht wird und daß nach Ablauf der Flugzeit aus den über den Energiestrahl aufgenommenen Informationen und aus den Ergebnisdaten der Untersuchung auf Hindernisse eine Trefferwahrscheinlichkeit ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Flugzeit des simu­ lierten Flugkörpers eine Information über die ermittelte Trefferwahrscheinlichkeit an eine Leitstelle und/oder an die schießende Einrichtung übertragen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Energiestrahl enthalte­ nen Informationen Angaben über eine von der schießenden Einrichtung mindestens aus der Richtqualität vor der simu­ lierten Schußauslösung, die gemessene Entfernung zum Ziel und die Art des Geschosses sowie eine daraus von der schießenden Stelle ermittelte Anfangs-Trefferwahrschein­ lichkeit enthält.

4. Anordnung zur Trefferermittlung bei Schußsimulation zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer schießenden Einrichtung, die eine Richtanordnung und eine Sendeeinrichtung zum Aussenden eines Energiestrahls aufweist, und mit einem bewegbaren Ziel, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtung (2) zum Aussenden eines mit Informationen aus der Richtanord­ nung (3) modulierten Energiestrahls (5) eingerichtet ist, daß das Ziel (6) eine Empfangsanordnung (14, 15, 16) für den Energiestrahl (5), für die Ermittlung der Einfalls­ richtung des Energiestrahls und für die Rückgewinnung der damit übertragenen Information, Sensoren (10) zum Erfassen von Hindernissen und eine Verarbeitungsanordnung (12) enthält, die aus der Richtung des empfangenen Energie­ strahls (5) und der seitdem verstrichenen Zeit und der Eigenbewegung des Zieles (6) die Richtung, in der die Sensoren (10) Hindernisse (7, 8) erfassen, bestimmt und aus den Signalen der Sensoren (10) und der mit dem Energiestrahl (5) empfangenen Informationen nach Ablauf der Flugzeit eine Trefferwahrscheinlichkeit ermittelt.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an die Verarbeitungsanord­ nung (12) ein Sender (18) zum Aussenden eines mindestens die Trefferwahrscheinlichkeit angebenden Signals angeschlossen ist.