DE69212975T2 - weapons - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Steuerung einer Batterie von Waffen, beispielsweise von Lenkwaffen-Startstationen (Abschuß-Einheiten).The invention relates to the control of a battery of weapons, for example guided missile launch stations (launching units).
Eine Batterie verstreuter Lenkwaffen-Startstationen, die gelegentlich als Abschuß-Einheiten bezeichnet werden, kann mit einer zentralen Befehlsstation verbunden sein, die z.B. verschiedene Ziele den jeweiligen Abschuß-Einheiten zuordnet. Ohne eine solche Steuerung könnten mehrere Abschuß-Einheiten auf das gleiche Ziel hingeführt werden, während andere Ziele nicht bedroht werden. Ein bekanntes, zerteiltes Startnetzwerk ist in der EP-A-431 892 beschrieben. Hierbei ist eine zentrale Befehlsstation vorgesehen, die Startsteuerbefehle an mehrere Abschuß-Einheiten ausgibt. Das Konzept der bekannten Anordnung besteht darin, eine Befehlsstation in der Nabe eines radialen Feldes von Abschuß-Einheiten anzuordnen, von denen jede eine entsprechende Nachrichtenverbindung mit der 'Nabe' hat. Auf diese Weise werden Informationen, beispielsweise Zielposition und Geschwindigkeit, immer von den Abschuß-Einheiten nach der Befehlsstation geliefert und die Zuordnungsentscheidungen werden dann von der Befehlsstation den Abschuß- Einheiten geliefert. Als Ergebnis kann die Ansprechzeit zu groß sein, insbesondere in einem Szenarium mit einem hohen Bedarf, wobei eine Batterie von Abschuß-Einheiten für Boden/ Luft-Lenkwaffen verteilt sind, um eine Installation zu schützen, die gleichzeitig von mehreren oder vielen feindlichen Flugzeugen angegriffen wird.A battery of scattered missile launch stations, sometimes referred to as launch units, may be connected to a central command station which, for example, allocates different targets to the respective launch units. Without such control, several launch units could be directed to the same target while other targets are not threatened. A known dispersed launch network is described in EP-A-431 892. This involves a central command station which issues launch control commands to several launch units. The concept of the known arrangement is to place a command station in the hub of a radial array of launch units, each of which has a corresponding communication link with the 'hub'. In this way, information such as target position and speed is always provided by the launch units to the command station and the assignment decisions are then provided by the command station to the launch units. As a result, the response time may be too long, particularly in a high-demand scenario where a battery of surface-to-air missile launch units are distributed to protect an installation that is simultaneously under attack by several or many enemy aircraft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zu schaffen, welches verbesserte Ansprechzeiten besitzt.The invention is based on the object of creating a system which has improved response times.
Die Erfindung besteht aus einem:The invention consists of a:
verteilten Waffensystem mit den folgenden Merkmalen:distributed weapon system with the following features:
einer zentralen Kommunikationsstation;a central communications station;
mehreren Waffen-Abschußstationen;several weapon launch stations;
einer Nachrichtenverbindung zwischen jeder Waffen- Abschußstation und der zentralen Kommunikationsstation;a communications link between each weapon launch station and the central communications station;
dadurch gekennzeichnet, daß jede Waffen-Abschußstation folgende Merkmale aufweist:characterized in that each weapon launch station has the following features:
i) Mittel, um ein erstes Ziel zu bedrohen;(i) means of threatening a first objective;
ii) Mittel zur Übertragung von Daten, die sich auf die Lage des ersten Ziels beziehen nach anderen Waffen- Abschußstationen über die zentrale Kommunikationsstation;(ii) means for transmitting data relating to the location of the first target to other weapon launch stations via the central communication station;
iii) Mittel, um von einer anderen Waffen-Abschußstation über die zentrale Kommunikationsstation Daten zu empfangen, die sich auf die Lage eines anderen Ziels beziehen, das bereits durch die andere Waffen- Abschußstation bedroht wurde;(iii) means for receiving from another weapon launch station via the central communications station data relating to the location of another target already threatened by the other weapon launch station;
iv) Mittel, die eine Bedrohung des Ziels verhindern, das bereits durch eine andere Waffen-Abschußstation bedroht wurde.(iv) means of preventing a threat to the target already threatened by another weapon launch station.
Demgemäß werden gewisse wichtige Steuerfunktionen an jeder Abschuß-Einheit ausgeübt, anstatt daß man sich vollständig auf die zentrale Befehlsstation verläßt. Im Konzept beginnt dann das Steuersystem, eine Maschenausbildung zu haben, obgleich die tatsächliche Verbindung zwischen den Abschuß-Einheiten immer noch auf den jeweiligen Verbindungen zwischen den Abschuß-Einheiten und der Befehlsstation beruhen kann. Der Unterschied besteht darin, daß die Befehlsstation nunmehr nur die ihr zugeführten Informationen zurücküberträgt.Accordingly, certain important control functions are performed at each launcher rather than relying entirely on the central command station. In concept, the control system then begins to have a mesh design, although the actual connection between the launchers may still be based on the respective connections between the launchers and the command station. The difference is that the command station now only transmits back the information fed to it.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung stellt ein vereinfachtes Diagramm einer Batterie von vier Abschuß-Einheiten dar, die um eine zentrale Kommunikationsstation herum angeordnet sind.An embodiment of the invention is described below with reference to the drawing. The only figure in the drawing shows a simplified diagram of a battery of four launch units arranged around a central communication station.
In der Zeichnung sind vier Abschuß-Einheiten 1 bis 4 dargestellt, die jeweils mit einer zentralen Kommunikationsstation 5 über geeignete Datenleitungen, beispielsweise optische oder elektrische Kabel, oder drahtlos in Verbindung stehen. Jede Abschuß-Einheit übermittelt der Kommunikationsstation fünf Daten, die die Lage und die Geschwindigkeit von Zielen betreffen, dem die Lenkwaffe im Augenblick folgt. Diese Daten werden unmittelbar darauf zurückübertragen, d.h. von der Kommunikationsstation 5 nach allen anderen Abschuß-Einheiten 1 bis 4 übermittelt. Die Kommunikationsstation 5 sendet außerdem Datenanfragesignale nach den Abschuß-Einheiten 1 bis 4.The drawing shows four launch units 1 to 4, each of which is connected to a central communication station 5 via suitable data lines, for example optical or electrical cables, or wirelessly. Each launch unit transmits five pieces of data to the communication station, which relate to the position and speed of targets that the missile is currently following. These pieces of data are then immediately transmitted back, i.e. transmitted from the communication station 5 to all other launch units 1 to 4. The communication station 5 also sends data request signals to the launch units 1 to 4.
Jede Abschuß-Einheit 1 bis 4 weist ein computerisiertes Steuersystem auf, welches einen Zielsensor und eine Nachführvorrichtung aufweist und auf Informationen ansprechen kann, die ihm zugeführt werden, um spezielle Ziele 'auszusperren', die sonst bedroht würden. Der erste Sensor, der ein spezielles Ziel sieht, macht dies den anderen Abschuß-Einheiten 1 bis 4 bekannt, die dann gegen eine Bedrohung des gleichen Zieles gesperrt werden, obgleich sie weiterhin das Ziel sehen, d.h. das Ziel verfolgen. Diese Wirkung ist die Folge eines Gesamtsteuer-Algorithmus, der weiter unten beschrieben wird. Die Berechnung, die den Steuer-Algorithmus aufweist, wird an den Abschuß-Einheiten 1 bis 4 selbst erledigt. Die zentrale Kommunikationsstation 5 verbleibt als 'taubes' Element, welches nur dazu dient, die Informationen zurückzusenden, die durch die Abschuß-Einheiten 1 bis 4 geliefert wurden.Each launch unit 1 to 4 has a computerized control system which includes a target sensor and a tracking device and can respond to information fed to it to 'lock out' specific targets which would otherwise be threatened. The first sensor to see a specific target makes this known to the other launch units 1 to 4, which are then locked out from threatening the same target, although they continue to see the target, i.e., track the target. This effect is the result of an overall control algorithm described below. The computation comprising the control algorithm is done at the launch units 1 to 4 themselves. The central communication station 5 remains as a 'deaf' element, serving only to send back the information provided by the launch units 1 to 4.
Wenn ein Ziel in das Sichtfeld einer bestimmten Abschuß-Einheit eintritt, während eine andere Abschuß-Einheit 1 bis 4, die dieses Ziel bereits vorher erfaßt hat und dieses Ziel noch zu bedrohen sucht, dann setzt sich diese Bedrohung fort. In der Folge wird angenommen, daß irgendeine Abschuß-Einheit nur die anderen Abschuß-Einheiten veranlaßt, ein Ziel auszusperren, aber dies braucht nicht der Fall zu sein. Wenn jede Abschuß- Einheit in der Lage ist, zwei Zielen gleichzeitig zu folgen und diese zu bedrohen, dann kann der Algorithmus entsprechend derart modifiziert werden, daß diese Ziele gegen die anderen Abschuß-Einheiten gesperrt bleiben.If a target enters the field of view of a particular launcher while another launcher 1 through 4 that has previously locked onto that target is still attempting to threaten that target, then that threat continues. In the following, it is assumed that any one launcher only causes the other launchers to lock out a target, but this need not be the case. If each launcher is able to track and threaten two targets simultaneously, then the algorithm can be modified accordingly so that those targets remain locked out from the other launchers.
Außerdem kann das System Anti-Anti-Strahlungs-Lenkwaffen- Merkmale aufweisen, beispielsweise ein aufeinanderfolgendes Abschalten der Zielnachführung, um dann Ziele zu verfolgen, die erscheinen, während das System teilweise abgeschaltet ist, dann haben die Nachführvorichtungen derjenigen Abschuß-Einheiten, die angeschaltet sind, eine gewisse Autorität über jene Einheiten, die abgeschaltet sind.In addition, the system may incorporate anti-anti-radiation missile features, such as sequentially turning off the tracking to then track targets that appear while the system is partially turned off, then the tracking devices of those launch units that are turned on have some authority over those that are turned off.
Nunmehr wird auf den Gesamtsteuer-Algorithmus Bezug genommen. Seine Lehre umfassen:Now reference is made to the overall tax algorithm. Its teachings include:
a. es wird verhindert, daß jene Abschuß-Einheiten 1 bis 4 ein Ziel bedrohen, das bereits durch eine andere Abschuß-Einheit in der Batterie bedroht wird;a. it prevents those launcher units 1 to 4 from threatening a target that is already threatened by another launcher unit in the battery;
b. Verbesserung der Leistungsfähigkeit, d.h. der Treffer-Wahrscheinlichkeit der Batterie gegen eine große Zahl von Zielen;b. Improving performance, i.e. the probability of the battery hitting a large number of targets;
c. es wird der Abschuß-Einheit eine Information geliefert, wenn der Überwachungssensor ausfällt;c. information is provided to the launch unit if the monitoring sensor fails;
d. es wird die Leistungsfähigkeit der Batterie verbessert, wenn diese in Gegenwart elektronischer Gegenmaßnahmen arbeiten muß; undd. it improves the performance of the battery when it has to operate in the presence of electronic countermeasures; and
e. es wird eine Verschlechterung der Leistungsfähigkeit bei jeder Einheit verhindert, wenn der Algorithmus nicht angewendet werden kann.e. it prevents degradation of the performance of each unit when the algorithm cannot be applied.
Der Algorithmus wird als ein Element eines Zielmanagement- Systems durchgeführt.The algorithm is implemented as an element of a goal management system.
Wenn ein Ziel festgestellt wird, dann wird seine Nachführung in herkömmlicher Weise vorgeschrieben, und wenn es sich zeigt, daß das Ziel nach einem geschützten Bereich geführt wird, und falls es sich innerhalb des Lenkwaffen-Abfangbereichs befindet, dann wird der 'Bedrohungs'-Wert festgestellt und mit anderen Zielen verglichen, die bereits in der Bedrohungstabelle vorhanden sind. Die höchste Bedrohung wird der Abschuß-Einheit-Nachführung zugeleitet, die dann das Ziel akquiriert. Kurz nach dem Aufschalten wird durch eine Bedienungsperson eine Lenkwaffe gestartet.When a target is detected, its tracking is commanded in the conventional manner, and if the target is found to be tracking to a protected area, and if it is within the missile interception range, then the 'threat' value is determined and compared to other targets already in the threat table. The highest threat is passed to the launcher tracking unit, which then acquires the target. Shortly after locking, a missile is launched by an operator.
Wenn ein Ziel ausgemacht und durch eine Abschuß-Einheit 1 verfolgt wird, dann wird die nachstehende Information der Kommunikationsstation 5 zugeführt:When a target is identified and tracked by a launch unit 1, the following information is fed to the communication station 5:
a. Zielflugbahna. Target trajectory
b. EIN STATUS-ABSCHUSS-EINHEIT-Flag; undb. A STATUS KILL UNIT flag; and
c. EIN ZIEL-STATUS-Flag.c. A TARGET STATUS flag.
Die Kommunikationsstation 5 sendet diese Information an alle anderen Abschuß-Einheiten 2, 3, 4. Bei Empfang nehmen die Abschuß-Einheiten 2, 3, 4 die Daten und erledigen das Folgende damit:The communication station 5 sends this information to all other launch units 2, 3, 4. Upon receipt, the launch units 2, 3, 4 take the data and do the following with it:
a. DIE SPUR WIRD GESPEICHERT UND GESICHERT;a. THE TRACE IS SAVED AND SECURED;
b. es wird ein 'Fenster' um die SPURDATEN herumgelegt, um alle voraussehbaren Fehler zu umfassen;b. a 'window' is placed around the TRACK DATA to encompass all foreseeable errors;
c. es werden die Zieldaten in den Bedrohungstabellen mit dem Ziel im 'Fenster' verglichen;c. the target data in the threat tables is compared with the target in the 'window';
d. jedem Ziel, das in das Fenster paßt, wird ein niedriger Bedrohungspegel verliehen, in Abhängigkeit von dem ABSCHUSS-EINHEIT-STATUS-Flag und dem ZIEL-STATUS-Flag; undd. each target that fits within the window is given a low threat level, depending on the KILL UNIT STATUS flag and the TARGET STATUS flag; and
e. wenn das Ziel durch eine Empfänger-Abschuß- Einheit 1 erfaßt ist, dann wird entweder:e. If the target is locked to a Receiver-Launcher Unit 1, then either:
1. der Abschuß einer Lenkwaffe verhindert; oder1. prevents the launch of a guided missile; or
ii. wenn eine weitere Bedrohung vorhanden ist, dann wird die Nachführungs-Vorrichtung entriegelt und derart gesteuert, daß dieses weitere Ziel bedroht wird.ii. if a further threat is present, then the tracking device is unlocked and controlled in such a way that this further target is threatened.
Dadurch, daß ein niedriger Bedrohungswert eingesetzt wird, wird gewährleistet, daß dann, wenn weitere Ziele vorhanden sind, der Empfänger der Abschuß-Einheit diese erfaßt, aber wenn dies das einzige Ziel ist, dann beginnt die Empfangs- Abschuß-Einheit dieses Ziel zu erfassen. Der Pegel, bei dem die Erfassung ausgesetzt wird, hängt von dem ABSCHUSS-EINHEIT- STATUS-FLAG und dem ZIEL-STATUS-FLAG ab.By using a low threat value, it is ensured that if there are other targets present, the launcher receiver will acquire them, but if this is the only target, then the receiving launcher will begin acquiring that target. The level at which acquisition is suspended depends on the LAUNCHER UNIT STATUS FLAG and the TARGET STATUS FLAG.
Bei dem gegebenen Ausführungsbeispiel müssen die Zielkoordinaten kartesische Koordinaten sein, und zwar die gleichen wie jene, die bei der geographischen Ausrichtung benutzt werden. Es sind dies die Nordwerte, die Ostwerte und die Höhe.In the given example, the target coordinates must be Cartesian coordinates, the same as those used in geographic alignment. These are northing, easting, and altitude.
Die ABSCHUSS-EINHEIT-STATUS-FLAG zeigt ENTWEDER NACHFÜHRUNG oder ABSCHUSS DER LENKWAFFE.The LAUNCH UNIT STATUS FLAG indicates EITHER TRACKING or LAUNCHING THE WEAPON.
Die ZIEL-STATUS-Flag zeigt an:The TARGET STATUS flag indicates:
a. IN ÜBERDECKUNG, ANNÄHERUNG; odera. IN OVERLAY, APPROACH; or
b. IN ÜBERDECKUNG, AUSWANDERUNG; oderb. IN OVERCOVER, EMIGRATION; or
c. AUS DER ÜBERDECKUNG HERAUS.c. OUT OF COVER.
Das Ansprechen auf die ABSCHUSS-EINHEITS-STATUS-Flag ist das Folgende:The response to the LAUNCH UNIT STATUS flag is following:
a. WENN die FLAG lautet = LENKWAFFE ABGESCHOSSEN, dann WIRD EIN ABSCHIESSEN AUF DAS IM FESNTER LIEGENDE ZIEL durch die Empfänger-Abschuß-Einheit VERHINDERT; unda. IF the FLAG is = GUIDED WEAPON LAUNCHED, then FIRE AT THE TARGET IN THE WINDOW is prevented by the receiver-launcher unit; and
b. WENN die FLAG = NACHFÜHRUNG, dann wird diese Flag in Verbindung mit der ZIEL-STATUS-FLAG benutzt.b. IF FLAG = TRACKING, then this flag is used in conjunction with the TARGET STATUS FLAG.
Das Ansprechen der ZIEL-STATUS-Flag ist wie folgt:The response of the TARGET STATUS flag is as follows:
a. WENN die ABSCHUSS-EINHEIT-STATUS-FLAG = NACHFÜHRUNG, dann;a. IF the LAUNCHER UNIT STATUS FLAG = FOLLOW-UP, then;
b. WENN die ZIEL-STATUS-FLAG = IN ÜBERDECKUNG/ ANNÄHERUNG, dann wird der BEDROHUNGSWERT auf MINIMUM gesetzt. Es wird ein ABSCHUSS GEGEN DAS IM FENSTER BEFINDLICHE ZIEL durch die Empfangs-Abschuß-Einheit VERHINDERT;b. IF the TARGET STATUS FLAG = IN OVERLAY/ APPROACHING, then the THREAT VALUE is set to MINIMUM. A LITERATION AGAINST THE TARGET LOCATED IN THE WINDOW by the receiving launcher unit is PREVENTED;
c. WENN die ZIEL-STATUS-FLAG = IN ÜBERDECKUNG/ AUSWANDERUNG, dann WIRD DER BEDROHUNGSWERT AUF NORMAL GESETZT;c. IF the TARGET STATUS FLAG = IN COVERAGE/ EMIGRATION, then THREAT VALUE IS SET TO NORMAL;
d. es wird ein ABSCHUSS GEGEN DAS IM FENSTER BE- FINDLICHE ZIEL durch die Empfänger-Abschuß-Einheit VERHINDERT; undd. a FIRING AGAINST THE TARGET LOCATED IN THE WINDOW is PREVENTED by the receiver-launcher unit; and
e. WENN die ZIEL-STATUS-FLAG = AUSSERHALB ÜBERDECKUNG, dann WIRD DIE BEDROHUNG AUF NORMAL GESETZT und es wird die SPERRUNG DES ABSCHUSSES AUFGEHOBEN.e. IF the TARGET STATUS FLAG = OUTSIDE COVERAGE, then the THREAT IS SET TO NORMAL and the KILL BLOCK IS UNLOCKED.
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