DE69209853T2

DE69209853T2 - Verfahren zum richten geschleppter feldgeschütze

Info

Publication number: DE69209853T2
Application number: DE69209853T
Authority: DE
Inventors: Desmond Carey; Frank Decarlo; Frank Rosen
Original assignee: AlliedSignal Inc
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 1992-01-27
Filing date: 1992-12-22
Publication date: 1996-08-22
Anticipated expiration: 2012-12-23
Also published as: DE69209853D1; IL104214A0; WO1993015372A1; EP0624240B1; EP0624240A1; JP2579279B2; JPH06511308A; US5280744A; IL104214A

Description

In der Zeit vor der vorliegenden Erfindung war ein erheblicher Zeitaufwand erforderlich, um geschleppte Feldartilleriegeschütze wie zum Beispiel Haubitzen aufzubauen, in Stellung zu bringen und auf ein Ziel auszurichten. Das gegenwärtige Verfahren, um dies zu bewerkstelligen, das sich seit Einführung von Feldartillerie nur wenig verändert hat, erfordert Vermessungen, um für jedes der Feldartilleriegeschütze in einer Batterie eine gemeinsame Azimutreferenz festzulegen, wonach jedes Artilleriegeschütz optisch ausgerichtet wird, um zu gewährleisten, daß besagtes Geschütz in Richtung auf ein Ziel ausgerichtet ist. Bei der erforderlichen optischen Ausrichtung spielt ein Panoramafernrohr-Gerät (PANTEL = panoramic telescope) eine Rolle. Bei dem Verfahren nach dem Stand der Technik ist zusammengefaßt somit eine Vorhut erforderlich, um die Vermessungen vorzunehmen, einen Richtkreis festzulegen und die Feldgeschütze für das darauffolgende Feuer in Stellung zu bringen. Selbst unter optimalen Bedingungen ist dieses Verfahren zeitaufwendig und für den Erfolg einer Feldartilleriebattene von ausschlaggebender Bedeutung, und es setzt das mit dem Verfahren beschäftigte Personal feindlichem Gegenfeuer aus.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, das die Zeit reduziert, die benötigt wird, um geschleppte Feldartilleriegeschütze aufzubauen, in Stellung zu bringen und auf ein Ziel auszurichten, und gleichzeitig das für diese Arbeit erforderliche Personal, sowie das Ausmaß reduziert, in dem das benötigte Personal feindlichem Gegenfeuer ausgesetzt ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren für die beschriebenen Zwecke bereitzustellen, das in tremden Gegenden und unter widrigen Wetterbedingungen funktioniert.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, das die Ortungs- und Zielausrichtungsfähigkeit einer Feldartilleriebattene verbessert und den Einsatz der Batterie erfolgreicher macht.
EP-A-0159392 offenbart ein Feuerleitsystem für mobile Waffenträger, wie z.B. Panzer, mit Primärstabilisation einer Visiervorrichtung und Primär- oder Sekundärstabilisation der Waffe, wobei dieses Feuerleitsystem einen einzigen zentralen bordfesten Sensorblock mit zwei zweiachsigen, dynamisch ausbalancierten Kreiseln und drei einachsigen Beschleunigungsmessern mit digitaler Ablesung der Meßwerte und, zur Bereitstellung einer Primärstabilisation der Visiervorrichtung und einer im wesentlichen gleichzeitigen Sekundärstabilisation der Waffe, eine die Meßwerte digital verarbeitende Rechnereinheit aufweist, die Feuerleitinformationen liefert.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Zielausrichtung einer Mehrzahl geschleppter Feldartilleriegeschütze in einer Batterie besagter Geschütze, wobei jede Batterie ein einziges mobiles Kreiselkompaß- und Ortungssystem und ein einziges Feuerleitzentrum aufweist, und das folgendes umfaßt: Anmontieren jedes einer Mehrzahl von Steuerkursreferenzsystemen an ein entsprechendes Geschütz der Mehrzahl von Feldartilleriegeschützen; Aktivieren des mobilen Kreiselkompaß- und Ortungssystems, um Azimutausrichtungs- und Koordinatenbestimmungsdaten für jedes der Feldartilleriegeschütze in einer Batterie abzuspeichern; Initialisierung jedes der Steuerkursreferenzsysteme auf eine beliebige Richtung; Transportieren des aktivierten mobilen Kreiselkompaß- und Ortungssystems der Reihe nach zu jedem der Feldartilleriegeschütze; Übertragen der abgespeicherten Azimutausrichtungs- und Koordinatenbestimmungsdaten für jedes Geschütz von dem mobilen Kreiselkompaß- und Ortungssystem der Reihe nach auf das an besagtes jedes Geschütz anmontierte Steuerkursreferenzsystem, bis alle Geschütze in Azimut ausgerichtet und koordinatenmäßig lokalisiert sind, und Anzeigen der besagten Azimutausrichtung und Koordinatenposition; Transportieren des aktivierten mobilen Kreiselkompaß- und Ortungssystems zu dem Feuerleitzentrum für die Batterie; und Senden der Steuerkursbestiinrnungs- und Ortungsdaten von dem Feuerleitzentrum zu jedem in Azimut ausgerichteten und koordinatenmäßig lokalisierten Geschütz, und Anzeigen der besagten gesendeten Daten, um einem Schützen die Korrektur der Zielausrichtung jedes besagten Geschützes während eines Feuereinsatzes zu ermöglichen.
In ihrer bevorzugten Form stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Zielausrichtung einer Mehrzahl geschleppter Feldartilleriegeschütze in einer Batterie besagter Geschütze bereit, einschließlich der Bestimmung von Azimut- und Ortungsdaten und der Übertragung dieser Daten zu einem auf jedem der Feldartillenegeschütze montierten Steuerkursreferenzsystem. Jedes Steuerkursreferenzsystem enthält einen "geführten" (Azimuth-) Kreisel, zwei Neigungssensoren (Rollen und Nicken) und eine Anzeige, um einem Schützen die Korrektur der Azimut- und Höhendaten während eines Feuereinsatzes zu ermöglichen. Eine Azimutreferenz für den geführten Kreisel wird von einem Führungsinertialsystem erhalten, das ausgerichtet worden ist, bevor die Feldartilleriegeschütze an den Feuerstellungen in Stellung gebracht wurden. Ortungsdaten werden von einem weltweiten Navigationssystem erhalten.
Das Führungsinertialsystem enthlt einen "Führungs"-(Azimut-)Kreisel, der mit der Achse des auf dem Feldartilleriegeschütz montierten "geführten" (Azimut-) Kreisels ausgerichtet ist. Der Führungskreisel überträgt Azimutdaten zum geführten Kreisel. Der geführte Kreisel wirkt wie eine Tochter für die Informationen vom Führungskreisel, um zu bestätigen, daß der Führungskreisel und der geführte Kreisel übereinstimmen.
Ein mobiles Kreiselkompaß- und Positionsortungssystem wird mit Hilfe eines Mutterfahrzeugs transportiert, arbeitet als Kreiselkompaß/Navigationsgerät und wird von einem Feldartilleriegeschütz zum nächsten bewegt, um die Azimutdatenübertragung, wie oben beschrieben, so lange zu wiederholen, bis alle Feldartilleriegeschütze über einen gemeinsamen Schießazimut verfügen. Für die Ausrichtung werden keine optischen Geräte benötigt, wie das bisher der Fall gewesen ist.
Figur 1 zeigt ein Blockdiagramm, das ein erfindungsgemäßes Verfahren allgemein veranschaulicht.
Figur 2 zeigt ein Blockdiagramm, das insbesondere Merkmale der Ausrichtungsübertragung der Erfindung veranschaulicht.
Figur 3 zeigt ein Blockdiagramm, das insbesondere Steuerkursmerkmale der Erfindung veranschaulicht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Bezug nehmend auf Figur 1 wird eine Feldartilleriebattene mit der Zahl 2 bezeichnet. Die Feldartilleriebattene 2 enthält eine Mehrzahl von geschleppten Feldartillerie-(F/A-)Geschützen, von denen aus Gründen der Veranschaulichung vier dargestellt und mit den Zahlen 4, 6, 8 und 10 bezeichnet sind. Jedes F/A-Geschütz 4, 6, 8 und 10 weist ein auf den F/A-Azimutdrehachsen 13, 15, 17 bzw. 19 montiertes Steuerkursreferenzsystem (HRS = heading reference system) wie zum Beispiel 12, 14, 16 bzw. 18 auf.
Anzeige- oder Anzeigereinheiten 20, 22, 24 und 26 sind an die Steuerkursreferenzsysteme 12, 14, 16 bzw. 18 angeschlossen und für später noch zu beschreibende Zwecke an ein Feuerleitzentrum 28 angeschlossen.
Ein mobiles Kreiselkompaß- und Ortungssystem (MGLS = mobile gyrocompass and location system) 30 befindet sich auf einem Geschützschlepper, zum Beispiel einem mobilen Fahrzeug, 32. Das MGLS 30 enthält einen "Führungs-" Kompaß 33, der eine Nordreferenz liefert, und ein weltweites Navigationssystem, das die Koordinatenposition der F/As 4, 6, 8 und 10 liefert, wie später beschrieben wird. Die Steuerkursreferenzsysteme 12, 14, 16 und 18 reagieren auf einen Ausgangssteurkurs des Kreisels 33 wie auch auf Eingangssignale vom Sensor (Figur 3), die Roll- und Nickwinkel anzeigen, wie ebenfalls später beschrieben wird.
Somit weist jedes geschleppte F/A-Geschütz 4, 6, 8 und 10 ein ihm zugeordnetes Steuerkursreferenzsystem (HRS) 12, 14, 16 bzw. 18 auf, und jede Batterie 2 geschleppter F/A-Geschütze weist ein ihr zugeordnetes mobiles Kreiselkompaß- und Ortungssystem (MGLS) 30 auf.
Im Einsatz werden, nachdem jedes geschleppte F/A- Geschütz 4, 6, 8 und 10 in Stellung gebracht worden ist, die jeweiligen Steuerkursreferenzsysteme 12, 14, 16 und 18 eingeschaltet und auf eine willkürliche Richtung initialisiert. Das MGLS 30 wird eingeschaltet, bevor die geschleppten F/A-Geschütze in Stellung gebracht werden.
Sind die geschleppten F/A-Geschütze in Stellung, ist das MGLS 30 bereit, eine Ausrichtungsübertragungsund Ortungsfunktion auszuführen. Dies wird dadurch bewerkstelligt, daß das MGLS 30 mit einem Fahrzeug 32 der Reihe nach zu jedem der F/A-Geschütze 4, 6, 8 und 10 transportiert wird. Der Kreisel 33 auf dem MGLS 30 wird auf eine mechanische Ausricht-Plattform oder Sockelplatte gesetzt, und mit einem Kabel wird der Kreisel 33 zuerst beispielsweise an das auf dem F/A-Geschütz 4 montierte HRS 12 angeschlossen. Die Ausrichtdaten vom Kreisel 33 werden so automatisch in das HRS 12 eingegeben und auf dem Anzeigegerät 20 angezeigt. Gleichzeitig speichert ein Empfänger 34 für das weltweite Navigationssystem (GPS - global positioning system), bei dem es sich um ein herkmmliches Handgerät handelt, die Koordinatenbestimmung des F/A-Geschützes 4 ab.
Der Kreisel 33 wird dann von dem HRS 12 abgetrennt, das MGLS 30 wird zum Fahrzeug 32 zurückgetragen und zum nächsten geschleppten F/A-Geschütz transportiert. Obige Prozedur wird für jedes folgende F/A-Geschütz 6, 8 und 10 wiederholt. Wenn alle F/A-Geschütze 4, 6, 8 und 10 über das MGLS 30 im Azimut ausgerichtet und positionsmäßig lokalisiert sind, wird das MGLS 30 mit dem Fahrzeug 32 zum Feuerleitzentrum 28 transportiert. Feuerdaten vom Feuerleitzentrum 28 werden über Bodenkabel 42, 44, 46 und 48 zu jeder der Anzeigeeinheiten 20, 22, 24 bzw. 26 gesendet.
Bezug nehmend auf Figur 2 wird die Übertragung von Ausrichtungs- und Ortungsdaten, wie darauf bisher Bezug genommen wurde, wie gezeigt durchgeführt. Der "Führungs-" Kreisel 33 des MGLS 30 ist somit auf einer Sockelplatte 52 angeordnet, die mit Hilfe geeigneter mechanischer Mittel 53 an einen "geführten" Kreisel 54 im Steuerkursreferenzsystem 12 montiert ist. Kreisel 33 (MGLS 30) und 54 (HRS 12) sind über ein Kabel 56 verbunden. GPS 34 empfängt und speichert die Koordinatenbestimmung des F/A-Geschützes 4. Die Ausrichtungsdaten von dem MGLS 30 werden somit in das HRS 12 eingegeben und auf dem Anzeigegerät 20 angezeigt. GPS 34 überträgt die gespeicherte Koordinatenposition des F/A-Geschützes 4 auf das HRS 12.
Das F/A-Geschütz 4 weist eine an seinem Turm 59 montierte Schildzapfenanordnung 58 auf, wobei diese Schildzapfenvorrichtung 58 mit geeigneten mechanischen Mitteln 60 an eine Schildzapfenablesevorrichtung 62 angeschlossen ist. Die Schildzapfenablesevorrichtung 62 liefert ein Signal, das an die Anzeige 20 angelegt wird, wobei diese Anzeige 20 vom Kreisel 33 ein Ausgangssignal empfängt. Die Ausrichtungs- und Ortungsdaten werden somit automatisch eingegeben und auf der Anzeigevorrichtung 20 angezeigt.
Es wird nun deutlich, daß das MGLS 30 sowohl Azimutausrichtungsdaten als auch Ortungsdaten für das F/A-Geschütz 4 bereitstellt. Das Verfahren ist für das F/A-Geschütz 4 beschrieben worden, es versteht sich nun aber, daß es auch auf die F/A-Geschütze 6, 8 und 10 Anwendung finden kann.
Figur 3 zeigt ein Steuerkursreferenzsystem (HRS) wie zum Beispiel 12, 14, 16 und 18, wobei aus Gründen der Verdeutlichung in der Figur auf HRS 12 Bezug genommen wird. Das HRS 12 enthält somit den "geführten" Kreisel 54 und die Beschleunigungsmesser 64 und 66. Bei den Beschleunigungsmessern 64 und 66 handelt es sich um Neigungssensoren für Nicken bzw. Rollen. Die Ausgangssignale des Kreisels 54 und der Beschleunigungsmesser 64 und 66 werden an eine Achsensteuerkarte 68 angelegt, die Ausgangssignale liefert, die an eine Eingabe-Ausgabe-(E/A-)Karte 70 angelegt werden. Die E/A- Karte 70 erhält Nicksignale von einer Neigungsmesseranordnung 76.
Ein Eingabe-Ausgabe-Bus 72 ist an die E/A-Karte 70, an eine Prozessorkarte 74 und an die Anzeige 20 angeschlossen. Die Anzeige 20 ermöglicht es einen Schützen, Zielausrichtungsdaten während eines Feuereinsatzes zu berichtigen.
Es ist nun einsichtig, daß das MGLS 30 jedem F/A- Geschütz 4, 6, 8 und 10 Lage- und aktuelle Ortungsinformationen liefert und eine Ausrichtungsübertragung vornimmt. Die Lageinformationen enthalten die Azimutrichung bezüglich des geographischen Nordens und die Roll- und Nickwinkel bezüglich der geodätischen Vertikalen. Die aktuellen Ortungsinformationen enthalten Informationen bezüglich der horizontalen Lage (Nord/Ost) und bezüglich der Höhe. Die Ausrichtungsübertragung wird wie oben beschrieben vorgenommen.
Die Steuerkursreferenzsysteme 12, 14, 16 und 18 haben die grundlegenden Funktionen, bei vorgegebener Ausgangsnordreferenz, wie oben beschrieben, die Azimutausrichtung bezüglich des geographischen Nordens beizubehalten. Das Steuerkursreferenzsystem liefert auch Schrägungs- und Höhenablesungen und sorgt bei geschleppten F/A-Geschützen 4, 6, 8 und 10 für eine Anzeige des wahren Azimuts bzw. Feuerazimuts und der wahren Richthöhe bzw. Schießhöhe.
Der Azimutkreisel 33 legt anhand des geographischen Nordens die Azimutrichtung und anhand der horizontalen Ebene Höhenwinkel fest, behält während der mobilen Phase des Fahrzeuges 32 die Steuerkursinformationen bei, bewirkt bei stationärem Fahrzeug 32 eine automatische Driftkompensierung des Azimutkreisels, bewirkt auf Anforderung eine Selbstkalibrierung des Systems und stellt sich, innerhalb des Kardanbereiches des Kreisels, während des Nordsuchens in allen Lagen gleich gut ein.
Es ist nun ersichtlich, daß das beschriebene Verfahren das Personal reduziert, das benötigt wird, um geschleppte Feldartilleriegeschütze aufzubauen, in Stellung zu bringen und auf ein Ziel auszurichten, und gleichzeitig das Ausmaß reduziert, in dem das benötigte Personal Feindbeschuß ausgesetzt ist. Das Verfahren funktioniert in tremden Gegenden und unter widrigen Wetterbedingungen und macht den Einsatz einer Feldartilleriebattene erfolgreicher.

Claims

1. Verfahren zur Zielausrichtung einer Mehrzahl geschleppter Feldartilleriegeschütze (4, 6, 8, 10) in einer Batterie (2) besagter Geschütze, wobei jede Batterie (2) ein einziges mobiles Kreiselkompaß- und Ortungssystem (30) und ein einziges Feuerleitzentrum (28) aufweist, und das folgendes umfaßt:

Montieren jedes einer Mehrzahl von Steuerkursreferenzsystemen (12, 14, 16, 18) an ein entsprechendes Geschütz der Mehrzahl von Feldartilleriegeschützen (4, 6, 8, 10);

Aktivieren des mobilen Kreiselkompaß- und Ortungssystems (30), um Azimutausrichtungs- und Koordinatenbestimmungsdaten für jedes der Feldartilleriegeschütze in einer Batterie abzuspeichern;

Initialisierung jedes der Steuerkursreferenzsysteme auf einen beliebigen Richtung;

Transportieren des aktivierten mobilen Kreiselkompaß- und Ortungssystems (30) der Reihe nach zu jedem der Feldartilleriegeschütze;

Übertragen der abgespeicherten Azimutausrichtungs- und Koordinatenbestimmungsdaten für jedes Geschütz von dem mobilen Kreiselkompaß- und Ortungssystem (30) der Reihe nach auf das an besagtes jedes Geschütz anmontierte Steuerkursreferenzsystem, bis alle Geschütze im Azimut ausgerichtet und koordinatenmäßig lokalisiert sind, und Anzeigen der besagten Azimutausrichtung und Koordinatenposition;

Transportieren des aktivierten mobilen Kreiselkompaß- und Ortungssystems (30) zu dem Feuerleitzentrum (28) für die Batterie; und

Senden (42, 44, 46, 48) der Richtungsbestimmungsund Ortungsdaten von dem Feuerleitzentrum zu jedem in Azimut ausgerichteten und koordinatenmäßig lokalisierten Geschütz, und Anzeigen der besagten gesendeten Daten, um einem Schützen die Korrektur der Zielausrichtung jedes besagten Geschützes während eines Feuereinsatzes zu ermöglichen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Übertragung der Azimutausrichtungs- und Koordinatenpositionsdaten für jedes Geschütz von dem mobilen Kreiselkompaß- und Ortungssystem (30) auf das an jedes Geschütz anmontierte Steuerkursreferenzsystem folgendes einschließt:

Anmontieren einer Richtplatte an einen "geführten" Kreisel (54) in dem an jedes Geschütz anmontierten Steuerkursreferenzsystem;

zeitweiliges Anordnen eines im mobilen Kreiselkompaß- und Ortungssystem enthaltenen "Führungs" -Kreisels (33) für jedes Geschütz der Reihe nach auf der Richtplatte;

elektrisches Anschließen (56) jedes "geführten" Kreisels (54) an den "Führungs"-Kreisel (33);

Eingeben der Azimutausrichtungsdaten von dem mobilen Kreiselkompaß- und Ortungssystem der Reihe nach in jedes Richtungsbezugssystem;

Abspeichern der Koordinatenpositionsdaten von dem jeweiligen Feldartilleriegeschütz durch das mobile Kreiselkompaß- und Ortungssystem in dem mobilen Kreisel kompaß- und Ortungssystem; und

Anzeigen der Azimutausrichtungs- und Koordinatenpositionsdaten für jedes Feldartilleriegeschütz.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Senden der Steuerkurs- und Ortungsdaten von dem Feuerleitzentrum (28) zu jedem im Azimut ausgerichteten und koordinatenmäßig lokalisierten Geschütz (4, 6, 8, 10) und das Anzeigen der besagten gesendeten Daten folgendes einschließt:

Anschließen des Feuerleitzentrums (28) an jedes Geschütz durch ein Bodenkabel (42, 44, 46, 48) von dem Feuerleitzentrum zu besagtem jedem Geschütz.

4. Verfahren nach Anspruch 2, das folgendes einschließt:

Erfassen der Daten, die der Lage des Turms (59) eines jeden Feldartilleriegeschützes entsprechen; und

Anzeigen der besagten erfaßten Daten mit den Azimutausrichtungs- und Koordinatenpositionsdaten für jedes Feldartilleriegeschütz.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die besagten erfaßten Daten das Erfassen der Höhen-, Roll- und Nickdaten einschließt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das aktivierte mobile Kreiselkompaß- und Ortungssystem der Reihe nach zwischen jedem der Feldartilleriegeschütze und dem Feuerleitzentrum transportiert wird, indem das mobile Kreiselkompaß- und Ortungssystem auf einem Fahrzeug (32) angeordnet und das besagte Fahrzeug gefahren wird, um das besagte Transportieren zu bewirken.

7. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Aktivieren eines mobilen Kreiselkompaß- und Ortungssystems zur Lieferung von Azimutausrichtungs- und Koordinatenpositionsdaten für jedes der Feldartilleriegeschütze folgendes einschließt:

Aktivieren des "Führungs"-Kreisels (33) zur Lieferung einer Nordreferenz; und

Aktivieren eines weltweiten Navigationssystems (GPS) (34), um die Koordinaten für jedes der Feldartilleriegeschütze zu liefern.