DE4100827A1 - Einrichtung zur ueberwachung eines gelaendes - Google Patents

Einrichtung zur ueberwachung eines gelaendes

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Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung eines Geländes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche Einrichtung ist zum Objektschutz, im Untertage- oder Übertagebergbau zur Ausführung von Sprengarbeiten oder in Verbindung mit Waffensystemen anwendbar.
Ein Waffensystem aus vollautomatischen Panzerabwehrminen mit Sensoriken zur Panzererkennung, zur Ausrichtung und Auslösung der Minen, sowie zur Ortung von und zur Interkommunikation mit anderen Minen, wobei diese Minen ein Minenfeld bilden und die Minen mit Elektroniken zur Sensorik-Auswertung sowie zusätzlichen vorprogrammierbaren Vorelektroniken mit Speichern zur Verarbeitung der ausgetauschten Informationen versehen sind, mittels derer die Topologie des Minenfeldes vermessen wird, ist aus der DE 36 25 334 C2 bekannt. Dort ist jede Einzelmine des Waffensystems mit einer Interkommunikationseinrichtung zum Austausch der Informationen der Sensoriken und Elektroniken mit den anderen Minen versehen. Die Interkommunikationseinrichtung besteht bei jeder Mine dieses bekannten Waffensystems aus einem Lasersender und einem Laserempfänger mit Scanner, sowie einem 360°-Retro­ modulator mit IFF-Empfänger, wobei die Sensorik zur Zielerkennung, Waffenausrichtung und Auslösung der Mine einen Laserentfernungsmesser enthält und der Lasersender und der Laserempfänger ein Teil dieses Laserentfernungsmessers der Sensorik sind. Derartige intelligente Minen sind infolge ihres Aufbaus mit Sensoriken und Elektroniken vergleichsweise teuer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher kostengünstig eine weiträumige Geländeüberwachung möglich ist, wobei die Einrichtung ein von einem Anwender beliebig konfigurierbares System bildet und der Einbau beliebiger Redundanz möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Geländeüberwachung und zur Aktivierung eines Aufklärungssystems sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ergeben sich die Vorteile eines einfachen und vergleichsweise preisgünstigen Aufbaus der Einrichtung, einer kostengünstigen weiträumigen Geländeüberwachung und die Realisierungsmöglichkeit jeder beliebigen gewünschten Redundanz, wobei die Einrichtung außerdem ein vom einem Benutzer bzw. Anwender wunschgemäß beliebig konfigurierbares System darstellt.
Wie bereits eingangs erwähnt wurde, eignet sich die erfindungsgemäße Einrichtung beispielsweise zum Objektschutz oder zur Durchführung betriebssicherer und zuverlässiger Sprengarbeiten im Bergbau, eine bevorzugte Anwendung kann die erfindungsgemäße Einrichtung in der Wehrtechnik finden.
Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Einrichtung in Verbindung mit einer wehrtechnischen Anwendung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Einrichtung zur Geländeüberwachung und zur Aktivierung eines Aufklärungssystemes, und
Fig. 2 eine Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Einrichtung, die jedoch im Vergleich zu der in Fig. 1 gezeichneten vergleichsweise einfachen Ausbildung der Einrichtung vernetzt, d. h. netzförmig ausgebildet ist.
Fig. 1 zeigt eine Einrichtung 10 zur Überwachung eines Geländes und zur Aktivierung eines Aufklärungssystemes bei Feststellung einer Bewegung eines Fahrzeuges im durch die Einrichtung 10 überwachten Gelände. Die Einrichtung 10 weist ein Sende/Empfangsmodul 12 mit genormten Schnittstellen 14 auf. An eine der Schnittstellen 14 ist eine Sensorstrecke 16 angeschlossen. Die Sensorstrecke 16 weist ein Sensormodul 18 auf, bei dem es sich beispielsweise um ein Akkustiksensormodul und/oder ein Seismiksensormodul und/oder ein Lichtwellenleitermodul handeln kann. Ein Koppelmodul 20 dient zum Abschluß der Sensorstrecke 16 an ihrem vom Sende/Empfangsmodul 12 entfernten Endabschnitt 22. Das Koppelmodul 20 ist mit Schnittstellen 24 ausgebildet.
Die Sensorstrecke 16 weist eine Leitung 26 mit Anschluß bzw. Verbindungsorganen 28 auf, wobei die Leitung 26 vorzugsweise sowohl eine Alarmleitung als auch eine Überwachungsleitung besitzt.
In Fig. 1 ist ein sog. Einfachsystem verdeutlicht, bei dem eine Sensorstrecke 16 in einer Linie angeordnet ist. Demgegenüber ist in Fig. 2 ein System mit vernetzten Einrichtungen 10 zur Geländeüberwachung und Aktivierung eines Aufklärungssystemes verdeutlicht. In Fig. 2 sind zwei Sende/Empfangsmodulen 12 dargestellt, wobei vom einen Sende/Empfangsmodul 12 zwei Sensorstrecken 16 ausgehen, während vom anderen, in Fig. 2 rechts gezeichneten Sende/Empfangsmodul 12 drei Sensorstrecken 16 ausgehen. Jede der Sensorstrecken 16 weist eine Anzahl Sensormodule 18 auf und jede Sensorstrecke 16 ist an ihrem vom zugehörigen Sende/Empfangsmodul 12 entfernten Endabschnitt 22 durch ein Koppelmodul 20 abgeschlossen. Durch die Koppelmodule 20 werden Gelände-Überwachungseinheiten 30, 32 festgelegt, deren Grenzen durch dünne strichlierte Linien 34, 36 angedeutet sind.
Nachfolgend wird die Funktionsweise einer Einrichtung 10 zur Überwachung eines Geländes und zur Aktivierung eines Aufklärungssystems bei Feststellung einer Bewegung eines Fahrzeugs im überwachten Gelände beschrieben, wobei bei einer Anwendung der Einrichtung auf dem Wehrtechnikgebiet sog. Vorfeld-Aufklärungskomponenten sowie ein sog. Frühweck/Warnsystem von Bedeutung sind. Vorfeld- Aufklärungskomponenten sind Sensorkomponenten, die es gestatten, schon im Vorfeld des zukünftigen Bekämpfungsraumes eine grobe Auskunft über feindliche Angriffsbewegungen zu geben. Die damit verbundene Aufgabenstellung umfaßt die Detektion von Angriffsbewegungen zu bekämpfender Fahrzeuge sowie die Bestimmung der Position, der Geschwindigkeit, der Richtung, der Art und der Anzahl der zu bekämpfenden feindlichen Fahrzeuge. Die sich hierbei ergebenden Informationen ermöglichen bzw. unterstützten beispielweise die Feuerkommandos für Rohr- oder Raketenattillerie, welche mit streuender oder zielsuchender Munition ausgerüstet sein kann, sowie die Feuerkommandos von Minenfeldern, die beispielsweise durch Raketen verlegt worden sind. Mit Hilfe der erwähnten Informationen ist beispielsweise auch die Lenkung teilautonomer Kampfdrohnen möglich, was durch Vorgabe der Richtung und der Entfernung zum Zielgebiet realisierbar ist.
Die Sensorkomponenten besitzen in vorteilhafter Weise selbst kein Wirkteil, so daß - im Gegensatz zu üblichen Minenfeldern - eine frühzeitige Verlegung der Komponenten in Spannungszeiten möglich ist, ohne eigene Truppen zu gefährden oder zu hemmen. Durch die frühzeitige Verbringung der Sensorkomponenten ist es in vorteilhafter Weise möglich, weniger komplex aufgebaute Sensoren zu verlegen, was insbesondere fahrzeuggestützt durchführbar ist.
Ein erheblicher Vorteil wird auch darin gesehen, daß der technische Aufwand für die Kommunikation und für die Positionsbestimmung einzelner Sensorkomponenten beträchtlich reduziert ist, was sich entsprechend auf die Systemkosten vorteilhaft auswirkt.
Wegen der relativ geringen Ortbarkeit der im Gelände ausgelegten Sensorstrecken, d. h. Leitungen ist es möglich, die Kommunikation zwischen den einzelnen Sensorelementen bzw. Sensormodulen zumindest dort, wo Gelände unbedingt gehalten werden muß, häufig über diese Leitungen durchzuführen. Funkverbindungen sind demgegenüber nur dort sinnvoll, wo entweder erwartet wird, daß sich die Gefechtsfeldlage zeitlich schnell ändert bzw. Funkverbindungen werden als redundante Kommunikationsmöglichkeit angewandt, wenn die entsprechenden Leitungsverbindungen beschädigt oder unterbrochen sind.
Bei dem oben erwähnten Frühweck/Warnsystem handelt es sich um ein System, welches aus einer kostengünstigen Verlustsensorik, d. h. entsprechenden Sensormodulen und einem kostengünstigen Sende/Empfangsmodul geringer Sendeleistung bestehen kann. Dieses System wird lageabhängig verbracht und überwacht entsprechende Geländeabschnitte variabler Größe. Bewegen sich beispielsweise Panzerverbände in den überwachten Abschnitten, so wird deren Position vom Sende/Empfangsmodul an eine davon räumlich entfernte Zentrale gemeldet. Das kann beispielweise über ein Relaismodul erfolgen. Aufgrund der an die Zentrale gelieferten Lageinformation können die entsprechenden Geländeabschnitte beispielsweise durch Minenfelder gesperrt werden. Gleichzeitig ist auch eine direkte Bekämpfung der gemeldeten Panzerverbände durch luftbewegliche Systeme möglich. In Verbindung mit den zuletzt erwähnten luftbeweglichen Systemen ist eine Kopplung des Frühweck/Warnsystems mit einer Sensorstation bzw. mit der erwähnten Zentrale sinnvoll. Die Sensorstation ist insbesondere dazu vorgesehen, nach Aktivierung durch das Frühweck/Warnsystem eine detailliertere Feindaufklärung für den optimalen Einsatz der luftbeweglichen Systeme durchzuführen.
Die einzelnen Sensormodule können durch Leitungen gleicher Länge und somit äquidistanten Anschlußstellen verknüpft sein.
Anfangs- und Endposition einer Sensorstrecke können im Bedarfsfall durch eine geeignete Einrichtung vermessen und dem zugehörigen Sende/Empfangsmodul mitgeteilt werden. Im Sende/Empfangsmodul wird bei der Systeminitialisierung die Position der einzelnen Sensormodule berechnet und mit der Adresse des entsprechenden Sensormoduls zusammen abgespeichert. Die Positionen der einzelnen Sensormodule, Koppelmodule und Sende/Empfangsmodule werden an die Zentrale gemeldet und können automatisch in eine digitale Geländekarte eingetragen werden.
Durch geeignete Kombination der einzelnen Module des Frühweck/Warnsystems können im Gelände Überwachungsbreiten von mehreren Kilometern realisiert werden.
Wie erwähnt worden ist, weist das/jede Sende/Empfangsmodul vorzugsweise vier Schnittstellen auf, so daß es möglich ist, mit dem/jeden Sende/Empfangsmodul eine Anzahl von Sensormodulen und vier Koppelmodule zu kombinieren, wobei die Gesamtheit aller dieser Module eine Gelände/Überwachungseinheit bilden. Das bedeutet, daß sich vier Überwachungseinheiten über ein Koppelmodul verknüpfen lassen.
Das Koppelmodul kennt die Positionsdaten der einzelnen Sensormodule der angeschlossenen Sensorstrecken. Tritt bei einem Sende/Empfangsmodul ein Defekt auf, bzw. wird dieses Modul zerstört, so können die zugehörigen Sensormodule über die entsprechenden Koppelmodule anderen Gelände/Überwachungseinheiten zugeordnet werden. Bei der Zerstörung einer Leitung wird entsprechend vorgegangen. Das bedeutet jedoch, daß sich durch das Zusammenschalten über die Koppelmodule eine beliebige gewünschte Redundanz erbringen läßt, die zu einer hohen Störresistenz des gesamten Systems führt.
Jedes Modul hat genormte Schnittstellen und liefert, über seine Adresse angesprochen, den Modulstatus zurück. Die Abfrage der Sensormodule erfolgt beispielsweise zyklisch vom Sende/Empfangsmodul aus, der den entsprechenden Sensormodulen zugeordnet ist. Spricht ein Sensormodul auf ein Ziel an, d. h. wurde also ein Ziel detektiert, so wird die Sensormodullage an die Zentrale gemeldet.
In den Sensormodulen wird vorzugsweise eine adaptive Schwellwertdetektion mit anschließender Grobklassifikation durchgeführt. Entscheidet der Klassifikator auf Zielfahrzeug, so wird der Sensormodulstatus geändert.
Die Sensormodulen des Frühweck/Warnsystems sind rein passive Modulen und somit in vorteilhafter Weise nicht ortbar. Der Funkverkehr zwischen dem/jeden Sende/Empfangsmodul und der Sensorstation bzw. der Relaisstation bzw. der Zentrale weist nur sehr geringe Datenraten auf, so daß eine elektronische Ortung dieses Funkverkehrs nur schwer möglich ist.
Der Funktionsablauf des Gesamtsystems ist wie folgt:
  • - Verbringen des Frühweck/Warnsystems in das Gelände,
  • - Aktivieren bzw. Initialisieren des Frühweck/Warnsystems,
  • - Frühweck/Warnsystem befindet sich in Lauerstellung,
  • - Zieldedektion,
  • - Grobklassifikation,
  • - Absetzen der Meldung zur Statusänderung und Absetzen der Meldung der Zieldetektionsposition,
  • - automatisches Einblenden der detektierten Ziele in die digitale Geländekarte der Zentrale.
Die Kommunikation zwischen dem Frühweck/Warnsystem und der Zentrale bzw. der Sensorstation bzw. der Relaisstation findet vorzugsweise über eine störsichere Hochfrequenz- Kommunikationsstrecke statt. Die Sendeleistung der Sende/Empfangsmodule ist hierbei gerade ausreichend, um die Sensorstationen oder die erwähnten Relaisstationen anzusprechen, von wo aus die Daten dann über ein leistungsstarkes Kommunikationssystem nach hinten zur Zentrale weitergeleitet werden können. Übertragen werden von den Sende/Empfangsmodulen zu den Sensor- bzw. Relaismodulen:
  • - eine regelmäßige Nachricht, daß das System in Ordnung ist,
  • - nach der Initialisierung die Position jedes einzelnen Sensormoduls des Frühweck/Warnsystems,
  • - die Position der zielerkennenden Sensormodule,
  • - mögliche Unterbrechungsstellen, d. h. die Adresse und die Position des Sensormoduls, ab welchem kein Kontakt mehr besteht,
  • - Störstellen, d. h. die Adresse und die Position der Sensormodule, die auf eine Abfrage nicht mehr reagieren,
  • - Änderungen der Zahl der angeschlossenen Sensormodule, d. h. der entsprechende Koppelmodulstatus und die Adressen der neu hinzukommenden Sensormodule.
Die Sende/Empfangsmodule können über die Sensorstation bzw. das Relaismodul einen Aktivierungs- bzw. Deaktivierungsbefehl erhalten.
Es ist selbstverständlich auch möglich, daß Frühweck/Warnsystem beispielsweise durch aufwendigere Sensormodule als die oben erwähnten Akkustiksensormodule, Seismiksensormodule oder Lichtwellenleitermodule zu erweitern, bei denen es sich z. B. um IR-, LEM-, mmW- Sensoren oder dergleichen handeln kann. Desgleichen sind Wirkmodule mit passender Richtwirkung anwendbar, die insbesondere zum Schutz des Frühweck/Warnsystemes einsetzbar sind.

Claims (7)

1. Einrichtung zur Überwachung eines Geländes und zur Aktivierung eines Aufklärungssystems bei Feststellung einer Bewegung eines Fahrzeuges im überwachten Gelände, gekennzeichnet durch mindestens ein Sende/Empfangsmodul (12) mit mindestens einer Schnittstelle (14) zum Anschluß einer Sensorstrecke (16), die mindestens ein durch eine Leitung (26) verbundenes Sensormodul (18) aufweist, wobei die/jede Sensorstrecke (16) an ihrem vom Sende/Empfangsmodul (12) entfernten Endabschnitt (22) durch ein Koppelmodul (20) abgeschlossen ist und das jedes Sende/Empfangsmodul (12) zum Datenaustausch mit einer Zentrale vorgesehen ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das/jedes Sende/Empfangsmodul (12) mit vier Schnittstellen (14) zum Anschluß je einer Sensorstrecke (16) ausgebildet und das/jedes Koppelmodul (20) zum Anschluß von vier Sensorstrecken (16) vorgesehen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die/jede Sensorstrecke (16) als Sensormodul (18) mindestens ein Akkustiksensormodul und/oder mindestens ein Seismiksensormodul und/oder mindestens ein Lichtwellenleitermodul aufweist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Modul (12, 18, 20) mit einer autarken Energieversorgung ausgebildet ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sensorstrecken (16) in einer Linie angeordnet sind.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sensorstrecken (16) in mehreren Linien gestaffelt angeordnet sind.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sensorstrecken in mehreren Linien netzförmig angeordnet sind.
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