DE4100827A1 - Einrichtung zur ueberwachung eines gelaendes - Google Patents
Einrichtung zur ueberwachung eines gelaendesInfo
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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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