EP0229864B2 - Einrichtung zur Stabilisierung hochdynamischer Geräte auf einem niederdynamischen Träger - Google Patents

Einrichtung zur Stabilisierung hochdynamischer Geräte auf einem niederdynamischen Träger Download PDF

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EP0229864B2
EP0229864B2 EP86100960A EP86100960A EP0229864B2 EP 0229864 B2 EP0229864 B2 EP 0229864B2 EP 86100960 A EP86100960 A EP 86100960A EP 86100960 A EP86100960 A EP 86100960A EP 0229864 B2 EP0229864 B2 EP 0229864B2
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carrier
control loop
fighting vehicle
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Otto Dr. Rer.Nat. Beyer
Bertold Dipl.-Math. Kirst
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Northrop Grumman Litef GmbH
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Litef GmbH
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    • G12B—CONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G12B5/00—Adjusting position or attitude, e.g. level, of instruments or other apparatus, or of parts thereof; Compensating for the effects of tilting or acceleration, e.g. for optical apparatus

Definitions

  • the invention relates to a device for stabilizing a on a low dynamic carrier e.g. a tank, ship or the like, mounted higher dynamic device, in which the movements of the low dynamic carrier are detected by a central sensor block on the carrier.
  • a low dynamic carrier e.g. a tank, ship or the like
  • low-dynamic carrier is understood to mean a body of comparatively great inertia, which changes its position in space only comparatively slowly when a certain force is applied.
  • higher-dynamic device is understood to mean a lighter body that comparatively quickly when subjected to force can accelerate.
  • a weapon tracking system is known, in particular for ship guns, in which control loops are used for weapon tracking, to which a command variable generated by a gyro system and corresponding to the angular velocity of the carrier is subordinate.
  • the gyro system which is fixed to the support, comprises three gyroscopes without an accelerometer. For a simple technical adjustment of the gun alignment, two separately implemented amplifiers are used in an analog system.
  • DE-A1 3 332 795 discloses a fire control and navigation system for movable weapon carriers, in particular for battle tanks, in which a single central sensor block using strapdown technology is used for primary stabilization, for example of a target or sighting device, or for secondary stabilization of a weapon.
  • a single central sensor block using strapdown technology is used for primary stabilization, for example of a target or sighting device, or for secondary stabilization of a weapon.
  • which comprises two biaxial, dry, dynamically tuned gyros and three uniaxial accelerometers, and in which the acceleration values or rotation rates are output and processed in digital format.
  • the line of sight must also be stabilized with a central sensor package.
  • a relatively small deflection mirror with a much higher dynamic range than the carrier (tank) can be stabilized.
  • the gyroscopes and accelerometers must therefore be attached to the deflecting mirror and the inertial sensors and the entire digital processing must be designed for the high bandwidth of this deflecting mirror. This places high demands on the dynamics of the sensor block as a whole and on the bandwidth of the digital control in particular.
  • the invention has for its object to stabilize devices mounted on a comparatively low-dynamic carrier with significantly higher dynamics in their position in space in a technically simple manner and with flexible adaptation options to the type, number and individual dynamics of the individual device, the common inertial sensors on Carriers are attached.
  • the device according to the invention it is possible to stabilize the devices themselves with the aid of a common inertial sensor package (e.g. strapdown system) on the carrier and with angle sensors or rotary speed sensors or angle measuring devices, in particular resolvers. It is of great importance that the bandwidth of the inertial sensor package only has to be so large that the movements of the low-dynamic carrier are correctly recorded.
  • the bandwidth of the carrier is generally significantly smaller than that of the devices to be stabilized.
  • an analytical platform as an inertial sensor package, it also continuously provides the position and location of the tiger itself and the quantities derived from it for additional tasks, for example as part of a central fire control system. In principle, the number of devices to be stabilized and their bandwidth is not limited.
  • a main battle tank 1 with a turret 2 is provided as a low-dynamic carrier.
  • a number of devices to be stabilized are mounted in the turret 2, in particular a cannon 4 as the main weapon of the tank, a commander's periscope 5 and a gunner aiming device 6.
  • the central sensor block 3 is mounted as a complete unit in the turret and detects the relatively slow turret movements relative to one earth fixed navigation coordinate system.
  • an inertial central Sensor systems with accelerometers provide data on the location, location and movements of the wearer.
  • the central sensor block (the analytical platform) provides the position of the vehicle in an earth-fixed navigation system, so that orientation in unknown terrain and in poor visibility or under difficult environmental conditions is facilitated.
  • the strapdown system also provides data on the speed and angular velocity of the tower for better fire control, for example to correct the muzzle velocity of the projectile of the cannon 4. All of this data is provided via a data bus 11 (FIG. 2). Furthermore, with the aid of distance measurements from the armored vehicle to the target, point stabilization and dynamic lead formation can be implemented exactly.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Stabilisierung eines auf einem niederdynamischen Träger z.B. einem Panzer, Schiff oder dergleichen, montierten höherdynamischen Geräts, bei dem die Bewegungen des niederdynamischen Trägers durch einen zentralen Sensorblock auf dem Träger erfaßt werden.
  • Die Beispiele zeigen, daß dabei unter "niederdynamischem Träger ein Körper vergleichsweise großer Trägheit verstanden wird, der seine Lage im Raum bei Einwirkung einer bestimmten Kraft nurvergleichsweise langsam ändert. Andererseits wird unter "höherdynamischem Gerät" ein leichterer Körper verstanden, der sich bei Krafteinwirkung vergleichsweise rasch beschleunigen läßt.
  • Der Sensorblock kann dabei als inertiale Sensoren wenigstens eine solche Anzahl von Kreiseln enthalten, daß die drei Drehbewegungskomponenten im Raume gemessen werden können (drei unabhängige Meßachsen) und zusätzlich je nach Ausführung drei einachsige Beschleunigungsmesser.
  • Aus der GB-A 1 206 789 ist ein Waffennachführsystem insbesondere für Schiffgeschütze bekannt, bei dem zur Waffennachführung Regelkreise verwendet werden, denen eine von einem Kreiselsystem erzeugte, der Winkelgeschwindigkeit des Trägers entsprechende Führungsgröße unterlagert wird. Das trägerfeste Kreiselsystem umfaßt drei Wendekreisel ohne Beschleunigungsmesser. Zum einfachen technischen Abgleich der Geschützausrichtung werden in einem analogen System zwei getrennt ausgeführte Verstärker verwendet.
  • Die Druckschrift DE-A1-3 019 743 beschreibt u.a. ein auf einem Fahrzeug montiertes kombiniertes Inertialsystem, das zur Navigation und/oder zur Kurs-und Lageberechnung dient und entweder auf einer Plattform mit kardanischer Aufhängung angeordnet oder als Strapdown-System verwirklicht und getrennt von einer mit z.B. einem Fernrohr als zu stabilisierendem Gerät bestückten Zielmessungs- und Ziellinien-Stabilisierungsplattform im Fahrzeug montiert ist. Ein Stabilisierungsregelkreis für die letztere Plattform wird vom Navigationsrechner des Inertialsystems gleichzeitig mit Nachführgrößen für das zu stabilisierende Gerät versorgt, wobei die Bandbreite oder die Rechengeschwindigkeit des Navigationsrechners an die vergleichsweise hohe Dynamik des Geräts angepaßt sein muß.
  • Für das Einrichten, Ausrichten und die Standortbestimmung von Artilleriegeschützen ist es aus der Zeitschrift "Jahrbuch der Wehrtechnik", 1985, S. 238-246, durch einen Aufsatz von K. Gewehr und K. Eiselen: "Das autonome Geschütz" auch bekannt, Strapdown-Systeme zu verwenden, die den gesamten Meßbereich der möglichen Fahrzeugdynamik abdecken müssen. Dabei handelt es sich aber um zum Zeitpunkt ihrer jeweils kurzen Betriebseinsätze bei Artilleriegeschützen vergleichsweise statische Systeme, bei denen überdies die Fahrzeugdynamik im oben definierten Sinn als "niederdynamisch" einzustufen ist, so daß sich der angestrebte Zweck mit herkömmlichen bekannten Strapdown-Systemen gut erreichen läßt.
  • Aus der DE-A1 3 332 795 ist ein Feuerleit- und Navigationssystem für bewegliche Waffenträger, insbesondere für Kampfpanzer bekannt, bei dem zur Primärstabilisierung beispielsweise eines Ziel- oder Sichtgeräts oder zur Sekundärstabilisierung einer Waffe jeweils ein einziger zentraler Sensorblock in Strapdown-Technologie verwendet wird, der zwei zweiachsige, trockene, dynamisch abgestimmte Kreisel und drei einachsige Beschleunigungsmesser umfaßt, und bei dem die Beschleunigungswerte bzw. Drehraten im Digitalformat ausgegeben und verarbeitet werden. Mit diesem bekannten System läßt sich prinzipiell eine exakte Feuerleitung sowie eine dynamische Punktstabilisierung der Waffe erreichen.
  • Um die mit dem bekannten Feuerleit- und Navigationssystem durch Verwendung eines Strapdown-Systems verbundenen Vorteile nutzen zu können, muß jedoch außer der Waffe auch beispielsweise die Sichtlinie mit einem zentralen Sensorpaket stabilisiert werden. Dies bedeutet, daß beispielsweise im Richtschützenzielgerät ein relativ kleiner Umlenkspiegel mit einer im Vergleich zum Träger (Panzer) wesentlich höheren Dynamik zu stabilisieren ist. Nach diesem bekannten Verfahren müssen die Kreisel- und Beschleunigungsmesser also an dem Umlenkspiegel angebracht werden und die inertialen Sensoren sowie die gesamte digitale Verarbeitung müssen für die hohe Bandbreite dieses Umlenkspiegels ausgelegt sein. Dies stellt hohe Anforderungen an die Dynamik des Sensorblocks insgesamt und an die Bandbreite der digitalen Regelung im besonderen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einem vergleichsweise niederdynamischen Träger montierte Geräte mit wesentlich höherer Dynamik in ihrer Lage im Raum auf technisch einfache Weise und mit flexibler Anpassungsmöglichkeit an Art, Anzahl und individuelle Dynamik des einzelnen Geräts zu stabilisieren, wobei die gemeinsamen inertialen Sensoren am Träger angebracht sind.
  • Die Erfindung geht zunächst von der Erkenntnis aus, daß die auftretenden Störwinkel an einem vergleichsweise trägen Träger (Panzerturm) mit wachsender Frequenz sohnell sehr klein werden. Für die nach der genannten DE-AI-Druckschrift realisierte Stabilisierung der Panzerkanone ist dagegen immerhin eine etwa dreimal größere Bandbreite erforderlich als die gemessene Bandbreite der Störwinkel am Panzerturm. Noch höhere technische Anforderungen stellt die Sichtlinienstabilisierung, für die sogar eine etwa fünfzehnmal größere Bandbreite der Regelkreise und Sensoren erforderlich ist. Diese Grunderkenntnisse sind plausibel, da sich ein mehrere Tonnen schwerer Panzerturm nur relativ träge bewegen kann. Die leichtere Kanone zeigt schon eine höhere Dynamik und die relativ leichten Umlenkspiegel der optischen Zeileinrichtungen (Zielfernrohr des Richtschützen, Periskop des Kommandanten) weisen eine sehr hohe Dynamik auf.
  • Die im Patentanspruch 1 definierte erfindungsgemäße Einrichtung zur Stabilisierung eines auf einem niederdynamischen Träger montierten höherdynamischen Geräts löst die gestellte Aufgabe in zwei Schritten, nämlich durch
    • - Stabilisierung der einzelnen hochdynamischen Geräte bezüglich des Trägers mit der dazu notwendigen großen Bandbreite und
    • - Ermittlung und Kompensation der langsamen Trägerbewegung in einer überlagerten Regelschleife mit entsprechend niedrigerer Bandbreite.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in abhängigen Patentansprüchen gekennzeichnet.
  • Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es möglich, allein mit Hilfe eines gemeinsamen inertialen Sensorpakets (z.B. Strapdown-System) auf dem Träger und mit Winkelgebern oder Drehgeschwindigkeitsgebern bzw. Winkelmeßgeräten, insbesondere Resolvern, an den Geräten eine Stabilisierung der Geräte selbst durchzuführen. Von großer Bedeutung ist dabei, daß die Bandbreite des inertialen Sensorpakets nur so groß sein muß, daß die Bewegungen des niederdynamischen Trägers richtig erfaßt werden. Die Bandbreite des Trägers ist im allgemeinen deutlich kleiner als die der zu stabilisierenden Geräte. Im Fall einer analytischen Plattform als inertialem Sensorpaket liefert diese darüber hinaus ständig auch die Position und Lage des Tigers selbst und daraus abgeleitete Größen für zusätzliche Aufgaben, beispielsweise im Rahmen einer zentralen Feuerleitung. Die Anzahl der zu stabilisierenden Geräte und deren Bandbreite ist im Prinzip nicht beschränkt. Das Verfahren ermöglicht einen modularen Aufbau in optimaler Weise und eignet sich für unterschiedliche Fahrzeugtypen unabhängig von der Anzahl der zu stabilisierenden Geräte. In einem Kampfpanzer beispielsweise wird fürdas Richtschützenzielgerät die höchste Stabilisierungsgüte gefordert. Die Regelkreise für dieses Gerät mit den entsprechenden Winkelgebern werden also die höchste Bandbreite aufweisen. Die anderen zu stabilisierenden Geräte, beispielsweise ein Kommandantenperiskop und die Waffen, können dann mit Regelkreisen bestückt werden, deren Bandbreite individuell auf die Dynamik dieser Geräte abgestimmt ist.
  • Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung soll an einem Beispiel erläutert werden, bei dem die obige Voraussetzung hinsichtlich eines mechanisch steifen Trägers erfüllt ist. Als Trägerwird ein gepanzertes Kampffahrzeug (Kampfpanzer) angenommen. Beweglich angebrachte Geräte sind also z.B. das Hauptzielfernrohr des Richtschützen, das Periskop des Kommandanten und die Hauptwaffe des Panzers. Stabilisiertwerden sollen in diesem Fall die Visierlinien der Richtschützen- und Kommandanten-Zielgeräte sowie die Lage der Waffe. Nach der bisher üblichen Technik werden je zu stabilisierendem Gerät zwei einachsige Wendekreisel mit entsprechenden Regelkreisen verwendet. Die Stabilisierung erfolgt damit bezüglich Seite und Höhe für jedes Gerät einzeln. Dabei müssen die Kreisel als Sensoren und die Regelkreise zur Stabilisierung der Geräte jeweils eine so große Bandbreite aufweisen, daß die Bewegungen der Geräte im Raum vollständig erfaßt und stabilisiert werden können. Bei einem bekannten Kampfpanzer sind dafür zur Zeit beispielsweise sechs einachsige Wendekreisel erforderlich. Diese bekannte Lösung wird also dann besonders aufwendig, wenn mehrere Geräte auf einem gemeinsamen Träger zu stabilisieren sind, da pro Gerät ein Kreiselpaket benötigt wird.
  • Im Gegensatz zu dieser weit verbreiteten Technik, aber auch in Verbesserung gegenüber dem in der genannten DE-AI-Druckschrift genannten System wird mit der Erfindung eine Einrichtung realisiert, die die fahrzeugfeste Montage eines zentralen Sensorblocks an geschützter Stelle zuläßt und gleichzeitig die Stabilisierung der höherdynamischen Geräte auf einfache Weise ermöglicht Technisch sind zwei Fälle zu unterscheiden.
    • 1. Fall: Der zentrale Sensorblock besteht allein aus einem Kreiselpaket. Dieses Kreisepaket enthält dabei wenigstens eine solche Anzahl von Kreiseln, daß in drei unabhängigen Meßachsen Meßgrößen zur Verfügung stehen. Das bedeutet, daß bei z.B. zweiachsigen Kreiseln mindestens zwei Kreisel erforderlich und bei z.B. einachsigen Kreiseln mindestens drei Kreisel erforderlich sind. In diesem ersten Fall kann nur eine Stabilisierung der Geräte bezüglich des Inertialraums durchgeführt werden, ähnlich den zur Zeit in Kampfpanzern realisierten Systemen, allerdings jetzt unter Verwendung nur eines einzigen Kreiselpakets für alle Geräte.
    • 2. Fall: Der inertiale Sensorblock enthält nicht nur ein Kreisel paket wie im Fall 1, sondern zusätzlich eine solche Anzahl von Beschleunigungsmessern, daß Meßwerte in drei unabhängigen Achsen zur Verfügung stehen. Ein solches Sensorpaket steht beispielsweise mit einem Strapdown-System (analytische Plattform) zur Verfügung. Ein solches Strapdown-System liefert z. B. Informationen über Position, Geschwindigkeit, Geschwindigkeitsänderung, Lage und Lageänderung des Trägers gegenüber einem erdbezogenen Navigationskoordinatensystem. Das bedeutet, daß hier vorteilhaft eine Stabilisierung der Geräte gegen ein erdbezogenes Navigationskoordinatensystem realisiert werden kann.
  • In beiden Fällen erfaßt der inertiale Sensorblock die Bewegungen des Turmkoordinatensystems. Die Ausgangsgrößen des inertialen Sensorblocks werden als Führungsgrößen für die einzelnen Stabilisierungsregelkreise der Geräte verwendet. Jedes Gerät (z.B.Waffe, Sichtgerät, Visiereinrichtung und dergleichen) ist jeweils mit einem eigenen Regelkreis mit den gerätespezifischen Bandbreiten versehen. Die Lage der Geräte gegenüber dem Träger (Turm des Kampfpanzers) wird mit Winkelgebern erfaßt, deren Ausgangssignale über geschlossene Regelschleifen hoher Bandbreite Stelleinrichtungen an den Geräten steuern. Lage- bzw. Bewegungsänderungen des Turms werden also als Führungsgröße in den Regelschleifen der Geräte berücksichtigt.
  • Vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung durch ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen:
    • Fig. 1. einen mit verschiedenen zu stabilisierenden Geräten bestückten Kampfpanzer als Geräteträger, und
    • Fig. 2 eine Regelschleife hoher Dynamik zur Stabilisierung der Geräte, welcher Daten aus einem zentralen Sensorblock als Führungsgrößen unterlagert werden.
  • Im Anschauungsbeispiel der Fig. 1 ist ein Kampfpanzer 1 mit Turm 2 als niederdynamischer Träger vorgesehen. Im Turm 2 ist eine Reihe von zu stabilisierenden Geräten montiert, insbesondere eine Kanone 4 als Hauptwaffe des Panzers, ein Kommandantenperiskop 5 sowie ein Richtschützen-Zielgerät 6. Der zentrale Sensorblock 3 ist als komplette Einheit im Turm montiert und erfaßt die relativ langsamen Turmbewegungen gegenüber einem erdfesten Navigationskoordinatensystem.
  • Wie die Baugruppenanordnung der Fig. 2 erkennen läßt liefert der zentrale Sensorblock 3 (z. B. Strapdown-Paket) über eine Datenleitung 12 Lagedaten bzw. Lageänderungen des Trägers (Turm 2) an einen Verknüpfungspunkt 13 innerhalb einer geschlossenen Regelschleife 10, die zur Stabilisierung eines der im Turm 2 montierten Geräte 4, 5, 6 dient. Die am Verknüpfungspunkt 13 zugeführten Lagedaten des Trägers dienen in der Regelschleife 10 als unterlagerte Führungsgröße. Die (relativen) Lagedaten der Regelschleife 10 (Ist-Daten) werden durch Winkelgeber, insbesondere Resolver 14 geliefert. Am Verknüpfungspunkt 13 wird die die Lage des Trägers bestimmende Führungsgröße überlagert und als Stellgröße einem oder mehreren Stellgliedern 15 für das jeweilige Gerät zugeführt.
  • Gegenüber den bisher üblichen Stabilisierungsverfahren ergeben sich insbesondere für Kampfpanzersysteme folgende erhebliche Vorteile:
  • Für den ersten Fall:
    • (a) Die inertialen Sensoren des zentralen Sensorblocks (der analytischen Plattform) können an geschützter Stelle angebracht sein, müssen also nicht mehr exponiert werden.
    • (b) Größen- und Gewichtsbeschränkungen für den zentralen Sensorblock sind nicht mehr gegeben.
    • (c) Der zentrale Sensorblock in standardisierter Bauform ist leicht zugänglich und kann einfach gewartet werden.
    • (d) Mit einem inertialen Sensorblock lass sich beliebig viele Geräte gleichzeitig stabilisieren.
    • (e) Der zentrale Sensorblock in Digitaltechnik muß nur mit so hoher Verarbeitungsgeschwindigkeit ausgestattet werden, daß die Bewegungen des Trägers richtig beschrieben werden. Gleichzeitig können die Regel - kreise an den Geräten selbst weiterhin als schnelle Analogregelkreise ausgeführt werden. Dies ermöglicht kostengünstige Lösungen und den Einsatz von Standarsystemen beim zentralen Sensorblock.
    • (f) Im inertialen Sensorblock wird ein Satz hochwertiger Kreisel verwendet. Da z. B. Strapdown-Kreisel gegenüber den üblicherweise bei Panzerwaffen zur Stabilisierung verwendeten Wendekreiseln eine deutlich höhere Lebensdauer aufweisen, erreicht man eine höhere Systemzuverlässigkeit und Verfügbarkeit.
    • (g) Strapdown-Kreisel in Navigationsqualität sind um Größenordnungen driftärmer als übliche Wendekreisel. Daher ist die Navigationsinformation zusätzlich mit guter Genauigkeit zu gewinnen.
  • Zusätzlich für den zweiten Fall:
    Verwendet man einen inertialen Sensorblock mit Beschleunigungsmessern (z. B. Strapdown-System), so bieten sich die folgenden weiteren Vorteile:
    • (h) Die Erddrehrate (maximal 4, 5 Strich/min) wird bei der Stabilisierung mit berücksichtigt und kompensiert, da bezüglich eines erdfesten Koordinatensystem stabilisiert wird. Dies bringt Vorteile bei der Beobachtung und Überwachung von Geländeteilen mit Hilfe einer Zieloptik.
    • (i) Die Transportrate des Trägers kann kompensiertwerden. Dadurch ergibt sich auch beim Fahren ein driftfreies. Bild, wenn es sich beispielsweise bei den zu stabilisierenden Geräten um ein Beobachtungs- oder Zielgerät handelt.
    • (j) Eine dreiachsige Stabilisierung ist ohne zusätzliche inertiale Sensoren möglich. Dadurch werden Drehbewegungen des Bildes um die Kantachse des Trägers verhindert und eine ruhige Bilddarstellung auf Sichtgeräten ermöglicht. (k) Zur Berücksichtigung des Kantwinkels ist bis her ein Lotsensor erforderlich, der jedoch aufgrund der Erfindung entfallen kann, da seine Aufgabe vom zentralen Sensorblock mit wahrgenommen wird.
  • Als vorteilhafter Teilaspekt der Erfindung aufgrund der Verwendung eines inertialen zentralen Sensorsystems mit Beschleunigungsmessern stehen Daten über den Ort, die Lage und die Bewegungen des Trägers zur Verfügung. Daraus lassen sich im Falle eines gepanzerten Fahrzeugs weitere vorteilhafte Funktionen realisieren. So liefert der zentrale Sensorblock (die analytische Plattform) die Position des Fahrzeugs in einem erdfesten Navigationssystem, so daß die Orientierung im unbekannten Gelände und bei schlechten Sichtverhältnissen oder unter schwierigen Umgebungsbedingungen erleichtert ist. Das Strapdown-System liefert außerdem Daten über Geschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit des Turms für eine bessere Feuerleitung, beispielsweise zur Korrektur der Mündungsgeschwindigkeit des Geschosses der Kanone 4. Alle diese Daten werden über einen Datenbus 11 (Fig. 2) bereitgestellt. Weiterhin lassen sich unter Zuhilfenahme von Entfernungsmessungen vom gepanzerten Fahrzeug zum Ziel eine Punktstabilisierung und eine dynamische Vorhaltbildung exakt realisieren.

Claims (7)

1. Einrichtung zur Stabilisierung eines auf einem Kampffahrzeug mit einer Kanone (2) montierten und relativ zu diesem beweglichen Geräts (4,5,6) mit im Vergleich zum Kampffahrzeug hoher Ansprechgeschwindigkeit auf Auslenkungen aus einer Ruhelage, mit
- einer dem Gerät zugeordneten, eine Stelleinrichtung (15) enthaltenden Regelschleife (10) zur Ausregelung von Abweichungen des Geräts aus der Ruhelage, wobei die Regelschleife eine an die Ansprechgeschwindigkeit des Geräts angepaßte Bandbreite aufweist,
- einer Sensoreinheit (3) zur Erfassung von Lageänderungen des Kampffahrzeugs in einem Inertialsystem bezüglich wenigstens dreier Meßachsen, wobei
- die Sensoreinheit als zentrales Strapdown-System (3) mit zugeordneter digitaler Elektronik ausgeführt und das Strapdown-System (3) auf dem Kampffahrzeug (2) montiert und mit Sensoren ausgestattet ist, deren Bandbreite der vergleichsweise langsammen Ansprechgeschwindigkeit des Kampffahrzeugs angepaßt ist,
- das Gerät (4,5,6) mit Winkelgebern (14) versehen ist, welche die Lage des Geräts relativ zum Kampffahrzeug bezüglich wenigstens zweierAchsen erfassen und deren Ausgangssignale der Stelleinrichtung (15) als Stellgröße zugeführt sind,
- Einrichtungen (13) zur Unterlagerung der Regelschleife (10) mit den vom Strapdown-System (3) gelieferten, die Lage des Trägers im Inertialsystem repräsentierenden Signalen als Führungsgröße in der Regelschleife (10) vorgesehen sind, und wobei
- die zur Kompensation der ballistischen Störungen beim Abschuß der Kanone und/oder die zur dynamischen Vorhaltbildung benötigten Meßwerte mit Hilfe des Strapdown-Systems (3) ermittelt und für die Feuerleitrechnung zur Verfügung gestellt werden.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät (4, 5, 6) mit drei Winkelgebern (14) zur Bestimmung seiner Lage relativ zum Träger (1,2) in drei zueinander orthogonalen Achsen bestückt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Resolver als Winkelgeber (14) eingesetzt sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Tachogeneratoren zur Messung der Drehgeschwindigkeiten als Signalquelle der Winkelgeber (14) verwendet sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschleife eine analoge Schleife ist.
6. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1,2) ein Panzer und das Gerät eine Kanone (4) oder eine Zieleinrichtung (6) oder ein Periskop (5) ist.
7. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erforderlichen Navigationsrechnungen zur Ermittlung der Position des Trägers (1,2) mit der digitalen Elektronik des zentralen Sensorpakets erfolgt.
EP86100960A 1986-01-24 1986-01-24 Einrichtung zur Stabilisierung hochdynamischer Geräte auf einem niederdynamischen Träger Expired - Lifetime EP0229864B2 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE8686100960T DE3664961D1 (en) 1986-01-24 1986-01-24 Device for stabilizing a highly dynamic body on a less dynamic carrier
AT86100960T ATE45420T1 (de) 1986-01-24 1986-01-24 Einrichtung zur stabilisierung hochdynamischer geraete auf einem niederdynamischen traeger.
EP86100960A EP0229864B2 (de) 1986-01-24 1986-01-24 Einrichtung zur Stabilisierung hochdynamischer Geräte auf einem niederdynamischen Träger
IL80674A IL80674A0 (en) 1986-01-24 1986-11-17 Method and device for the stabilization of high-dynamics devices on a low-dynamics support
US07/006,001 US4924749A (en) 1986-01-24 1987-01-21 Method and apparatus for stabilizing high-dynamics devices

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Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0229864A1 EP0229864A1 (de) 1987-07-29
EP0229864B1 EP0229864B1 (de) 1989-08-09
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IL (1) IL80674A0 (de)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5481957A (en) * 1992-07-06 1996-01-09 Alliedsignal Inc. Aiming and pointing system for ground based weapons equipment
DE4238512C1 (de) * 1992-11-14 1994-01-20 Deutsche Aerospace Inertialstabilisierungssystem
US5413028A (en) * 1993-11-12 1995-05-09 Cadillac Gage Textron Inc. Weapon stabilization system
FR2718857B1 (fr) * 1994-04-15 1996-08-14 Giat Ind Sa Procédé et système de stabilisation d'un organe mobile asservi porté par un châssis insuffisamment rigide.
FR2824132B1 (fr) * 2001-04-27 2007-07-13 France Etat Dispositif, et procede associe, apte a determiner la direction d'une cible
DK1329683T3 (da) * 2002-01-16 2005-12-12 Contraves Ag Fremgangsmåde og apparat til kompensering af skydefejl og system-computer til våbensystem
DE10217177A1 (de) * 2002-04-18 2003-10-30 Krauss Maffei Wegmann Gmbh & C Kampffahrzeug, insbesondere Schützen- und Kampfpanzer
US6860131B2 (en) * 2002-09-26 2005-03-01 Newfrey Llc Rekeying a lock assembly
US7844397B2 (en) * 2005-03-29 2010-11-30 Honeywell International Inc. Method and apparatus for high accuracy relative motion determination using inertial sensors
US8019538B2 (en) * 2007-07-25 2011-09-13 Honeywell International Inc. System and method for high accuracy relative navigation
USD746173S1 (en) * 2013-06-14 2015-12-29 Wargaming.Net Llp Armored vehicle
USD753543S1 (en) 2013-06-14 2016-04-12 Wargaming.Net Llp Armored vehicle
USD753688S1 (en) * 2013-07-26 2016-04-12 Wargaming.Net Limited Display device portion with a graphical user interface showing an armored vehicle
USD736793S1 (en) * 2013-08-26 2015-08-18 Wargaming.Net Llp Display device portion with a graphical user interface showing an armored vehicle
USD742393S1 (en) * 2013-08-26 2015-11-03 Wargaming.Net Llp Display device portion with a graphical user interface showing an armored vehicle
USD742895S1 (en) * 2013-08-26 2015-11-10 Wargaming.Net Llp Display device portion with a graphical user interface showing an armored vehicle
US10371479B2 (en) * 2013-09-11 2019-08-06 Merrill Aviation, Inc. Stabilized integrated commander's weapon station for combat armored vehicle
USD736795S1 (en) * 2013-10-16 2015-08-18 Wargaming.Net Llp Display device portion with a graphical user interface showing an armored vehicle
USD741345S1 (en) * 2013-10-17 2015-10-20 Wargaming.Net Llp Display device portion with a graphical user interface showing an armored vehicle
USD739863S1 (en) * 2013-10-17 2015-09-29 Wargaming.Net Llp Display device portion with a graphical user interface showing an armored vehicle
USD741346S1 (en) * 2013-10-17 2015-10-20 Wargaming.Net Llp Display device portion with a graphical user interface showing an armored vehicle
USD736796S1 (en) * 2013-10-17 2015-08-18 Wargaming.Net Llp Display device portion with a graphical user interface showing an armored vehicle
USD738890S1 (en) * 2013-10-17 2015-09-15 Wargaming.Net Llp Display device portion with a graphical user interface showing an armored vehicle
USD736799S1 (en) * 2013-10-18 2015-08-18 Wargaming.Net Llp Display device portion with a graphical user interface showing an armored vehicle
USD741347S1 (en) * 2013-10-18 2015-10-20 Wargaming.Net Llp Display device portion with a graphical user interface showing an armored vehicle
USD739420S1 (en) * 2013-10-18 2015-09-22 Wargaming.Net Llp Display device portion with a graphical user interface showing an armored vehicle

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB720080A (en) * 1948-02-07 1954-12-15 Boulton Aircraft Ltd Improvements in and relating to aircraft gun installations
US3829659A (en) * 1971-03-01 1974-08-13 Hughes Aircraft Co System for compensating line-of-sight from stabilized platform against misdirection caused by lateral linear accelerations
US3803387A (en) * 1972-09-20 1974-04-09 Us Navy Alignment error detection system
US3844196A (en) * 1972-09-28 1974-10-29 Pneumo Dynamics Corp Fire control system
US3984748A (en) * 1973-01-02 1976-10-05 General Electric Company Turn-rate system for gyroscopic devices including means for generating the rate signals by electrically processing gyroscope shaft angle
DE2353606C1 (de) * 1973-10-26 1985-10-31 Dr.-Ing. Ludwig Pietzsch Gmbh & Co, 7505 Ettlingen Einrichtung,durch die eine auf einer beweglichen Unterlage,insbesondere einem Fahrzeug,schwenkbar angeordnete Rohrwaffe der Elevationsachse eines Zielerfassungsgeraetes in der Elevation nachfuehrbar ist
US4012989A (en) * 1975-04-21 1977-03-22 Summa Corporation Inertial free-sight system
SE425618B (sv) * 1978-02-22 1982-10-18 Bofors Ab Anordning for bestemning av lodriktning
SE446782B (sv) * 1980-01-14 1986-10-06 Bofors Ab Anordning for att hoja foljenoggrannheten hos ett riktsystem
SE442442B (sv) * 1980-10-27 1985-12-23 Bofors Ab Servosystem innefattande en programmerbar signalenhet for dempning av svengningar i eldror vid avfyrning
DE3229819C2 (de) * 1982-08-11 1985-02-14 Bodenseewerk Gerätetechnik GmbH, 7770 Überlingen Integriertes Navigations- und Feuerleitsystem für Kampfpanzer
NL8203445A (nl) * 1982-09-03 1984-04-02 Hollandse Signaalapparaten Bv Wapen-vuurleidingssysteem voor een voer- of vaartuig.
DE3332795C2 (de) * 1983-09-09 1986-05-15 LITEF Litton Technische Werke der Hellige GmbH, 7800 Freiburg Feuerleitsystem für bewegte Waffenträger, insbesondere für Kampfpanzer

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