DE977292C - Darstellung der Bahnen von Zielen und Geschossen in einem bewegten Koordinatensystem - Google Patents

Description

Bekannt ist ein Verfahren — im Falle der Torpedowaffe Koppelprinzip genannt —, bei dem über Peilungen zum Ziel, Entfernungsmessungen und Berücksichtigung des eigenen Weges der Zielweg gefunden und in einem Bild oder Modell automatisch dargestellt wird. Auf entsprechende Weise kann auf der Grundlage der eingestellten Schußdaten der zukünftige Geschoßweg dargestellt werden. Es ist dann eine Korrektur der Schußdaten derart vorzunehmen, daß der Geschoßweg und der Zielweg sich schneiden. Hierbei kann es sich um Korrekturen vor und/oder nach dem Abschuß handeln, im letzteren Fall beispielsweise über eine Drahtverbindung zum Geschoß.

Eine besondere Schwierigkeit dieses Verfahrens ergibt sich aus der Tatsache, daß die verschiedenen Punkte des Zielweges und des Geschoßweges verschiedenen Zeitpunkten zugeordnet sind und daß der Schnittpunkt bezüglich beider Wege demselben Zeitpunkt zugeordnet sein muß. Weitere Schwierigkeiten ergeben sich für den Fall, daß es sich um ein Programmlaufgeschoß, insbesondere um einen Programmlauftorpedo handelt. Um zu erkennen, ob und wie häufig die Geschoßkurve das Ziel trifft, muß der Zeitablauf beider Bewegungsvorgänge berücksichtigt werden. Hierbei sind unmittelbare Anhaltspunkte für die Treffwahrscheinlichkeit der Programmkurve nicht gegeben.

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Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Schwierigkeiten dadurch, daß die Darstellung in einem mit der Translationsgeschwindigkeit des Zieles bewegten Koordinatensystem erfolgt. Bei dieser Darstellung kommt es nicht mehr darauf an, die Zeitabläufe zweier Bewegungen zu verfolgen und miteinander zu vergleichen. Vielmehr genügt es, die Schußdaten in der Weise zu korrigieren, daß die Geschoßbahn mit dem Ziel zur Deckung ίο gelangt. Hierbei dient es der Übersichtlichkeit, wenn die Darstellung die zukünftige Geschoßbahn und/oder den von dem Geschoß zukünftig bewirkten Gefährdungsbereich und/oder besondere Punkte der Geschoßbahn — beispielsweise den voreingestellten Detonationspunkt — enthält.

Nach einer Weiterbildung des Verfahrens der Erfindung kann die Ziel- und Geschoß darstellung ohne weiteres zur automatischen Einstellung der Schußdaten dienen. Führt auf dem Darstellungsgerät eine Geschoßbahn sicher oder höchstwahrscheinlich zu einem Treffer, d. h. zu einer möglichst günstigen Überdeckung des Zielbereichs, dann können mit bekannten fernmeldetechnischen Mitteln die Bahndaten und/oder die der Geschoßbahn zugehörigen Einstellwerte vom Darstellungsgerät auf die Feuerleitanlage und/oder das Geschoß übertragen werden, so daß diese Geschoßbahn vor und/oder nach dem Abschuß automatisch entsprechend der Darstellung hergestellt wird.

Nach einem Verfahren der Erfindung wird die Darstellung besonders anschaulich, wenn das Ziel durch die Koordinatenmitte und der Zielkurs durch eine Koordinatenachse dargestellt wird.

Bei einer Anwendung des Verfahrens der Erfindung zur Darstellung ebener Geschoßbahnen wird bei Darstellung des Zieles als Punkt die Geschoßbahn auf dem Bild oder Modell dargestellt als Band mit einer solchen Breite, die, gemessen in Richtung der Zielbewegung, gleich ist der geschätzten, ermittelten oder gemittelten Ziellänge. Die Korrektur der Schuß daten ist dann so vorzunehmen, daß das Band mit dem Zielpunkt möglichst in der Weise in Deckung gebracht wird, daß der Zielpunkt in der Mitte des Bandes gelegen ist. Dieses Verfahren hat bei einem Fächer- oder Garbenschuß besondere Vorteile. In diesen Fällen sollen die Bänder eines Fächers oder einer Garbe so angeordnet sein, daß Lücken vermieden und Selbstüberdeckungen in denjenigen Grenzen gehalten werden, welche eine wünschenswerte Gesamtausdehnung des gefährdeten Bereiches gewährleisten. In analoger Weise sollen bei der Einstellung einer Programmkurve Lücken zwischen den sich aneinanderlegenden Bändern vermieden werden, um die theoretische Treffwahrscheinlichkeit im Programmlaufbereich auf 100% zu bringen, oder auf Wunsch Bandüberlappungen veranlaßt werden, um unter Verzicht auf eine große Gesamtüberdeckungsfläche innerhalb derselben auch die praktische Treffwahrscheinlichkeit groß zu machen.

Im Fall der Anwendung einer Zielsuchsteuerung im Geschoß kann es zweckmäßig sein, daß der Verfolgungskurve eine Programmkurve vorausgeht, | welche das Eindringen des Geschosses in den Ansprechbereich des Zieles ermöglichen soll. Besonders bei einer dreidimensionalen Zielsuchsteuerung in tiefem Wasser kann man auf solche Programmkurven oft nicht verzichten. Nach einer Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung wird zu diesem Zweck die durch die Bandbreite dargestellte Ziellinie entsprechend der Reichweite einer Zielsuchsteuerung vergrößert.

Nach einer Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung läßt sich die Banddarstellung auf räumliche Geschoßbahnen in der Weise ausdehnen, daß das Band mit einer endlichen Dicke versehen und damit die räumliche Ausdehnung des Zieles berücksichtigt wird.

Bei Anwendung einer Abstandszündung und/ oder einer Zielsuchsteuerung beim Geschoß wird die vertikale Ausdehnung eines Zieles »scheinbar« vergrößert. Nach einer Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung vergrößert man in diesen Fällen die Dicke des Bandes entsprechend der Reichweite der Abstandszündung und/oder Ziel-Suchsteuerung.

Darüber hinaus kann es erwünscht sein, zusätzlich oder unter Verzicht auf bisher beschriebene Abbildungen bei der Ziel- und/oder Programmkurvendarstellung Höhenlinien von Gaußschen Verteilungsflächen für die Ortswahrscheinlichkeit abzubilden. Diese Höhenlinien ergeben sich ebenfalls durch bekannte mathematische Methoden, welche automatisierbar sind.

Nach einer Weiterbildung des Verfahrens der Erfindung wird in rechtwinkligen Koordinaten oder in Polarkoordinaten der Bildebene ein nichtlinearer, vorzugsweise ein logarithmischer Maßstab eingeführt, der in Darstellungsmitte das Ziel und die das Ziel überdeckende Geschoßkurve gut erkennbar heraushebt, ohne auf die Darstellung einer großen Kartenfläche verzichten zu müssen.

Nach einer Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung kann insbesondere die Einstellung von Kurvenprogrammen bei Programmlaufgeschossen verbessert werden. Bisher sind bei der Verwendung von Torpedos mit Programmlaufeinrichtung Einstellungen der Daten des Programmlaufs auf der Grundlage des durch Messung oder Schätzung ermittelten Schußdreiecks vorgenommen worden. Eine an sich mögliche Vollautomatisierung des Meß- und Einstellungsvorgangs ist hierbei nicht durchgeführt worden, und es konnten Fehler bei den Einstellungen infolge des Zeitbedarfs der Ermittlung und Einstellung vorkommen, indem bei laufend sich änderndem Gefechtsbild das Kurvenprogramm Einstelldaten enthielt, die vorher aus einem zur Zeit des Abschusses nicht mehr bestehenden Gefechtsbild ermittelt waren. Außerdem fehlten anschauliche Kontrollen zur Aufdeckung irrtümlicher Maßnahmen bei der Ermittlung und Eindrehung der Programmdaten. Weiter beruhte die Voreinstellung des Programms auf der Voraussetzung einer Extrapolationsmöglichkeit des Gefechtsbildes überhaupt (Konstanz von Kurs und Fahrt des Zieles), was nicht überprüft war. Schließ-

lieh waren Fehlschüsse mehr oder weniger wahrscheinlich, wenn sich Kurs und Fahrt des Zieles nach Abschuß änderten.

Das Verfahren der Erfindung bezweckt die Verminderung oder Beseitigung aller dieser genannten Mangel. Ausgehend von dem bekannten Koppelprinzip sollen nach dem Verfahren der Erfindung in einem Bild oder Modell in jedem Zeitpunkt das Ziel und die zukünftige, durch den Programmlauf

ίο überdeckte Fläche oder die Programmlaufkurve selbst dargestellt werden, und zwar in dem mit der Geschwindigkeit des Zieles bewegten Koordinatensystem. In dieser Relativdarstellung wird die möglichst lückenlose Überdeckung des Zielraumes zu einem Maßstab für maximale Treffwahrscheinlichkeit. Die Absolutdarstellung hat nicht diese Eigenschaft.

Die Vorteile des Verfahrens beginnen schon bei der Zielauffassung. Über ein Rechengerät laufen auf das Ziel bezogene Werte des eingestellten Programmlaufs in das Bild oder Modell ein. Das noch nicht auf das Ziel abgestimmte Programm läßt die Programmlaufkurve irgendwo auf der Darstellungsebene erscheinen. Die Aufgabe der Schußvorbereitung bleibt darauf beschränkt, die Einstellung des Programms so zu verändern, bis die gewünschte Überdeckung von Programmlaufkurve und Ziel auf der Darstellungsebene erreicht ist. Außerhalb der Schußreichweite gelingt diese Bemühung nicht und die Programmlaufkurve bzw. das Ende der Laufstrecke bleiben außerhalb der Zieldarstellung stehen. Bei nachfolgender Annäherung an das Ziel und bei weiterer Annäherung läßt sich zunehmend der gerade Vorlauf zugunsten des Programmlaufs kürzen. Dem Schützen wird dies in sinnfälliger Weise vor Augen geführt und ihm derart eine bestmögliche Unterlage gegeben, sich für einen günstigen Abschußzeitpunkt zu entscheiden.

Beim Einfließen ungenauer oder ungenau gemittelter Zielwerte in den Rechenvorgang wird die Geschoßdarstellung relativ zum dargestellten Ziel Schwankungen ausführen und damit erkennen lassen, wie genau geortet wird. Die sinnfällige Darstellung der Auswirkung ungenauer Ortung bietet damit eine weitere wertvolle Handhabe, den Schuß erst vorzunehmen, wenn hinreichende Ortungsgenauigkeit erreicht ist. In der Schiffsartillerie werden zuweilen die Ortungsschwankungen durch eine Vektordarstellung des Zieles erkennbar gemacht. Die Möglichkeiten des Verfahrens der Erfindung gehen darüber weit hinaus. Hier wird der Einfluß der Ortungsschwankungen auf die letzten Endes allein interessierende Treffwahrscheinlichkeit unmittelbar kenntlich gemacht.

Die in der beschriebenen Programmfläche enthaltenen Lücken und Überlappungen können zuweilen komplizierte Formen annehmen, die für die Beurteilung der Treffwahrscheinlichkeit unerheblich sind, da es nur auf den prozentualen Anteil der Lücken und Überlappungen ankommt. Nach einem Verfahren der Erfindung wird die Anschaulichkeit verbessert und die Lösung vereinfacht, indem Flächen abgebildet werden, die durch selbsttätig hervorgerufene Schraffur oder andere Kennzeichnungen die prozentualen Anteile der Lücken und/ oder Überdeckungen erkennen lassen. Zur Ermittlung dieser prozentualen Anteile gibt es bekannte automatisierbare Methoden.

Nach einer Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung wird die Treffwahrscheinlichkeit einer Folge von Geschossen (Wasserbomben, Flakraketen) in der Weise kontrolliert, daß die zu den vorausgehenden Geschossen gehörenden Darstellungen als Unterlagen für die Darstellung der Bahnen der nachfolgenden Geschosse im Relativbild gespeichert werden. Diese Speicherung ermöglicht eine Korrektur der Schußdaten in der Weise, daß durch Verlegen der Salven Lücken und Überdeckungen zwischen den aufeinanderfolgend gefährdeten Bereichen vermieden werden.

Nach einem weiteren Verfahren der Erfindung wird die Darstellung räumlicher Geschoßbahnen besonders anschaulich und der Korrektur der Schußdaten förderlich, wenn die Bilddarstellung zwei Projektionsebenen umfaßt, wobei Vorzugsweise die eine Ebene durch Zielweg und Geschoßort oder durch Zielort und Geschoßweg bestimmt ist und die andere Ebene auf der ersteren senkrecht steht.

Das Ziel kann in bekannter Weise mit Hilfe eines Radar- oder Sonargerätes gesucht werden. Nach einem Verfahren der Erfindung kann hierbei eine besondere Vereinfachung dadurch erreicht werden, daß das Bild der zukünftigen Geschoßbahn oder des voreingestellten Detonationspunktes der Zieldarstellung des Radar- oder Sonargerätes überlagert wird, so daß dasselbe Gerät dem Aufsuchen des Zieles und der Korrektur der Schußdaten dient.

In solchen Fällen, in welchen eine Fernlenkung des Geschosses nicht stattfindet und ein Treffer nicht unmittelbar optisch wahrgenommen werden kann, kann es für die weiteren Operationen von Bedeutung sein, daß Unterlagen für die Beurteitung des Erfolges geschaffen werden. Nach einer Weiterbildung des Verfahrens der Erfindung kann diese Beurteilung in der Weise ermöglicht werden, daß man nach dem Geschoßabschuß das Koordinatensystem der relativ dargestellten Geschoßbahn seine Bewegung gleichförmig fortsetzen, die Zieldarstellung dagegen der laufend weitergeführten Ortung folgen läßt.

Beim Einsatz der Torpedowaffe in flachem Wasser oder in Meerengen kommt es darauf an, zu verhüten, daß das Geschoß auf Grund läuft. Es ist dazu vorteilhaft, nach einer Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung in einem zusätzlichen Bild und/oder Modell die zukünftige Geschoßbahn und/oder den Weg des Zieles in einem festen Koordinatensystem (»Absolutdarstellung«) darzustellen. Dabei kann im Falle der Verwendung von Torpedos oder ferngelenkten, unbemannten Klein-U-Booten das Bild noch Küstenlinien und/oder Tiefenlinien des Meeresgrundes, enthalten. Eine solche Darstellung kann insbesondere in solchen i»5 Fällen von Bedeutung sein, in welchen die Torpe-

dos oder die ferngelenkten, unbemannten Klein-U-Boote unmittelbar von der Küste aus gegen eine Landungsfiotte oder zur Sperrung von Meerengen eingesetzt werden.

Claims (17)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Darstellung von Bahnen von Zielen und Geschossen und/oder unbemannten Geschoßträgern vor und/oder nach dem Abschuß oder Start, wobei in einem Bild und/oder in einem Modell außer dem Ziel selbst die zukünftige Geschoßbahn und/oder Geschoßträgerbahn und/oder das Geschoß oder der Geschoßträger und/oder der von dem Geschoß bewirkte Gefährdungsbereich und/oder besondere Punkte der Geschoßbahn — beispielsweise der voreingestellte Detonationspunkt — dargestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Darstellung in einem mit der Translationsgeschwindigkeit des Zieles bewegten Koordinatensystem (»Relativdarstellung«) erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Darstellung entsprechenden Schußdaten und/oder der Geschoßbahn zugehörigen Einstellwerte automatisch vom Darstellungsgerät auf die Feuerleitanlage und/ oder das Geschoß übertragen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ziel durch die Koordinatenmitte und/oder der Zielkurs durch eine Koordinatenachse dargestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 zur Darstellung ebener Geschoßbahnen, dadurch gekennzeichnet, daß· bei Darstellung des Zieles als Punkt die Geschoßbahn auf dem Bild oder Modell als Band mit einer solchen Breite dargestellt wird, die, gemessen in Richtung der Zielbewegung, gleich ist der geschätzten, ermittelten oder gemittelten Ziellänge.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Bandes über die Ziellänge hinaus entsprechend der Reichweite einer Zielsuchsteuerung vergrößert ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das dargestellte Band als dritte Dimension eine endliche Dicke aufweist und damit die räumliche Ausdehnung des Zieles berücksichtigt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Bandes über die räumliche Ausdehnung des Zieles hinaus entsprechend der Reichweite einer Abstandszündung und/oder Zielsuchsteuerung vergrößert ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ziel- und Geschoßdarstellung zusätzlich oder unter Verzicht auf andere Abbildungen Höhenlinien Gaußscher Verteilungsflächen für die Ortswahrscheinlichkeit abgebildet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in rechtwinkligen Koordinaten oder in Polarkoordinaten der Darstellung ein nichtlinearer, vorzugsweise ein logarithmischer Maßstab zugrunde gelegt ist.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9 zur Einstellung des Kurvenprogramms in einem oder mehreren Torpedos oder unbemannten Klein-U-Booten mit Programmlaufeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Bild oder Modell die zukünftige durch den Programmlauf überdeckte Fläche oder der Programmlauf selbst dargestellt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Überlappungen und Lücken nicht in ihrer Originalgestalt dargestellt werden, sondern vereinfachende Flächen abgebildet werden, die durch selbsttätig hervorgerufene S ehr äff ur oder andere Kennzeichnungen die prozentualen Anteile der Lücken und/ oder Überlappungen erkennen lassen.

12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11 für eine Folge von Geschossen (z. B. Wasserbomben, Flakraketen), dadurch gekennzeichnet, daß die zu den vorausgehenden Geschossen gehörenden Darstellungen als Unterlagen für die Darstellung der Bahnen der nachfolgenden Geschosse gespeichert werden.

13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilddarstellung zwei Projektionsebenen umfaßt, wobei vorzugsweise die eine Ebene durch Zielweg und Geschoßort oder durch Zielort und Geschoßweg bestimmt ist und die andere Ebene auf der ersteren senkrecht steht.

14. Verfahren nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild der zukünftigen Geschoßbahn oder des voreingestellten Detonationspunktes der Zieldarstellung eines Radar- oder Sonargerätes,überlagert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Geschoßabschuß das Koordinatensystem der relativ dargestellten Geschoßbahn seine Bewegung gleichförmig fortsetzt, die Zieldarstellung dagegen der laufend weitergeführten Ortung folgt.

16. Verfahren nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zusätzlichen Bild und/oder Modell die zukünftige Geschoßbahn und/oder Weg des Zieles in einem festen Koordinatensystem (»Absolutdarstellung«) dargestellt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16 für Torpedos oder unbemannte Klein-U-Boote, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild noch Küstenlinien und/oder Tiefenlinien des Meeresgrundes enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 430 611, 921 176.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1 108 083.

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