DE3816052A1 - Hoehenhaltungssystem bei nebel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Höhenhaltungssystem bei Nebel für tief­ fliegende Flugkörper, wie beispielsweise Submunitionsbehälter, die mit einem Flugführungssystem und einem Inertial-Navigationssystem ausgerüstet sind.

Die Flugführung von Flugzeugen und Flugkörpern erfordert die wetterunab­ hängige Messung der aktuellen Flughöhe. Wegen der auch bei Schlechtwetter­ bedingungen hohen Transmission der Atmosphäre für Radarwellen verwendet der Stand der Technik in der Regel Radarhöhenmesser. Laserstrahlung wird dagegen durch Nebel und Wolken stark geschwächt, so daß Laserentfernungs­ messer vom Stand der Technik bisher als ungeeignet für eine Höhenmesser­ verwendung angesehen worden sind. Die Anmelderin konnte jedoch feststel­ len, daß wegen der niedrigen Flughöhe solcher Flugkörper auch LEM als Höhenmesser in Frage kommen, allerdings besteht eine Schwierigkeit in der Verwendung von LEM auch bei diesen niedrigen Flughöhen, wenn der zu be­ kämpfende Gegner künstlichen Nebel erzeugt. Dieser künstliche Nebel läßt die Meßstrahlung eines Laserhöhenmesser LHM nicht mehr bis zum Boden durch, so daß die erforderliche Höhenhaltung des Flugkörpers bzw. Submuni­ tionsbehälters nicht mehr gewährleistet ist.

Künstliche Nebel können nämlich extrem kurze Sichtweiten von weniger als einem Meter aufweisen. Nebelt also der Gegner seine Stellung ein, so er­ scheint dem LHM die Nebeloberseite als zwar nur schwach remittierende, je­ doch näher liegende Bodenoberfläche, so daß der Flugkörper in einen Steig­ flug übergehen würde.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Höhenhaltungs­ system für tieffliegende Flugkörper zu schaffen, das nicht mehr störbar und ortbar ist, künstlichen Nebel erkennt und dann Maßnahmen zur Stabili­ sierung der Flughöhe einleitet.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 oder Anspruch 2 aufgezeigten Maßnahmen gelöst. In den Unteransprüchen sind Ausgestaltungen und Weiter­ bildungen angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung sind Ausfüh­ rungsbeispiele erläutert, die in der Figur der Zeichnung skizziert sind. Sie zeigt:

ein Blockschaltbild des mit dem Flugführungssystem korrespondieren Laserhöhenmessers in vereinfachter Darstellung,

Ein Laserentfernungsmesser LEM ist - wie die Anmelderin festgestellt hat - bis auf ca. 50 m Höhe als Laserhöhenmesser LHM einsetzbar, wenn er in seinen Dimensionen so gestaltet ist, daß er in dieser Flughöhe und bei starkem Nebel mit Sichtweiten um 50 m gerade noch die erforderliche Meßge­ nauigkeit erreicht.

Etwas anders liegen die Verhältnisse bei künstlichem Nebel. Solche Nebel können extrem kurze Sichtweiten von unter einem Meter aufweisen. Nebelt der Gegner seine Stellung ein, so erscheint dem Laserhöhenmesser LHM die Nebeloberseite als zwar nur schwach remittierende, jedoch näher liegende Bodenoberfläche, so daß der Flugkörper bzw. Dispenser automatisch in einen entsprechenden Steigflug übergehen würde. Um dieses unerwünschte Verhalten zu vermeiden, muß der LHM den künstlichen Nebel erkennen. Dies ist durch eine intelligente Signalverarbeitungseinheit SVA, die die LHM- Signale verarbeitet, möglich. Es darf davon ausgegangen werden, daß der Flugkörper in der sogenannten Endphase über ein Gelände mit nicht stark unterschied­ licher "Oberflächenrauhheit" fliegt, und daher kann das plötzliche Auftre­ ten künstlicher oder auch natürlicher Nebel sofort durch die intelligente Signalverarbeitung erkannt werden.

Die Kriterien hierzu sind einmal der scheinbar abnehmende Entfernungsmeß­ wert, was beim AM-CW-Verfahren typisch ist, ferner die gleichzeitig sich verringernde Empfangsintensität und die gleichzeitig sich verringernde Entfernungsmodulation, d.h. die "Glättung" der Bodenrauhigkeit durch den Nebel. Geht man davon aus, daß derartige künstliche Nebel nur unmittelbar vor und über die zu bekämpfende Stellung gelegt werden, kann in dieser relativ kurzen Endphase die Höhenhaltung vom Inertialnavigationssystem INS des Flugkörpers übernommen werden.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, einen zusätzli­ chen, nach vorne blickenden LHM 2 für den Geländefolgeflug mit dem LHM 1 zu koppeln und durch Vergleich der Empfangsintensitäten beider LHM - unter Berücksichtigung der bei der nach dem Lambert′schen Gesetz winkelabhängi­ gen Rückstreuung - die Dämpfung durch den Nebel zu ermitteln und zur Kor­ rektur der scheinbar verkürzten Meßentfernung (die die Flughöhe darstellt) zu verwenden. Hierbei wird das Signal des senkrecht messenden LHM 1 um die Flugzeit des Flugkörpers zwischen den beiden "Laser-Fußabdrücken" am Boden verzögert, um die gleiche Stelle am Boden anzumessen, d.h. genähert gleiche Remissionsverhältnisse zu haben. Als "Laser-Fußabdruck" wird die vom Laser bestrahlte Bodenfläche bezeichnet. Erzeugt man die Verzögerung durch zeitliche Korrelation der beiden Signale, so kann damit überdies so­ gar die echte Fluggeschwindigkeit über Grund ermittelt und zur laufenden Kalibration des Inertial-Navigationssystems INS verwendet werden.

Es erfolgt also bei schwachem Nebel automatisch eine Korrektur der LHM- Werte und bei starkem bzw. künstlichem Nebel ein Umschalten auf das Iner­ tial-Navigationssystem des Flugkörpers. Die Zuverlässigkeit dieser Maßnah­ men kann dadurch ganz erheblich gesteigert werden, wenn das vom Flugkörper zu überfliegende Gelände in pauschaler und einfacher Weise vorab bekannt und abgespeichert ist und damit bei der intelligenten Signalauswertung SVA berücksichtigt werden kann.

Claims (4)

1. Höhenhaltungssystem für tieffliegende Flugkörper (FK) wie bei­ spielsweise Submunitionsbehälter, die mit einem Flugführungssystem und einem Inertialnavigationssystem ausgerüstet sind, dadurch gekennzeich­ net, daß aus einem "AM/CW-Laserentfernungsmesser" (LEM) ein Laserhöhen­ messer (LHM 1) gebildet wird, dessen Empfangssignale einer intelligenten Signalverarbeitungseinheit (SVA) eingehen, die bei abnehmenden Entfer­ nungsmeßwerten und gleichzeitig verringerter Empfangsintensität sowie gleichzeitig verringerter Entfernungsmodulation - welche vorgegebene Werte unterschreitet - automatisch auf das bordeigene Inertial-Naviga­ tionssystem (INS) umschaltet.

2. Höhenhaltungssystem für tieffliegende Flugkörper (FK) wie bei­ spielsweise Submunitionsbehälter, die mit einem Flugführungssystem und einem Inertialnavigationssystem ausgerüstet sind, dadurch gekennzeich­ net, daß ein zweiter für den Geländefolgeflug nach vorn blickender Laserhöhenmesser (LHM 2) mit dem als Laserhöhenmesser (LHM 1) dienenden Laserentfernungsmesser (LEM) gekoppelt ist und durch Vergleich beider Empfangsintensitäten die Dämpfung des Nebels ermittelt und zur Korrektur der gemessenen Flughöhe verwendet wird und bei zu hoher Dämpfung, d.h. zu ungenauer Korrektur auf das Inertial-Navigationssystem (INS) umge­ schaltet wird.

3. Höhenmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der intelligenten Signalverarbeitungseinheit (SVA) zur Berücksichti­ gung in der Endwertbildung in relativ grober Auswahl die topographischen Meßwerte des zu überfliegenden Geländes eingegeben sind.

4. Höhenmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Laserentfernungsmesser (LEM) AM-CW-Halbleiterlaserentfernungsmesser ver­ wendet werden.