EP0715582A1 - Verfahren zum orten und räumen von seeminen - Google Patents
Verfahren zum orten und räumen von seeminenInfo
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- EP0715582A1 EP0715582A1 EP95925762A EP95925762A EP0715582A1 EP 0715582 A1 EP0715582 A1 EP 0715582A1 EP 95925762 A EP95925762 A EP 95925762A EP 95925762 A EP95925762 A EP 95925762A EP 0715582 A1 EP0715582 A1 EP 0715582A1
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- EP
- European Patent Office
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- towing
- sonar
- mine
- transponders
- towing vehicle
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
- B63G7/00—Mine-sweeping; Vessels characterised thereby
- B63G7/02—Mine-sweeping means, Means for destroying mines
- B63G7/08—Mine-sweeping means, Means for destroying mines of acoustic type
Definitions
- the invention relates to a method for locating and clearing sea mines according to the preamble of claim 1. It uses a search and measurement sonar device, which is pulled by an unmanned towing vehicle at an adjustable towing depth, for the detection and localization of the mines, an unmanned, remote-controlled from a floating guide platform Spacecraft; as well as a data connection provided between the towing vehicle and the guide platform for transmitting the position data of the mines determined by the sonar device to the guide platform.
- a search and measurement sonar device which is pulled by an unmanned towing vehicle at an adjustable towing depth, for the detection and localization of the mines, an unmanned, remote-controlled from a floating guide platform Spacecraft; as well as a data connection provided between the towing vehicle and the guide platform for transmitting the position data of the mines determined by the sonar device to the guide platform.
- an unmanned, remote-controlled towing vehicle pulls away Type seahorse with adjustable towing depth a search and measurement sonar device VDS through a route to be cleared of mines, whereby the search sonar locates and locates the mines to be removed.
- the position data of the mine are transmitted via cable to the towing vehicle, which transmits this data over a radio link
- this guide platform guides a Seewolf control drone to the mine in order to render it harmless, since the search sonar can only determine the relative position of the mine in relation to its own position and ongoing position inventory
- Immunity of the search sonar related to the towing vehicle on the one hand and on the other hand with regard to the geographical position of the towing vehicle itself is necessary so that the position of the mine can ultimately be determined in geographical coordinates and made available to the guide platform for the combat drone.
- the method according to the invention comprises the following method steps: on both sides of a channel to be cleared from mines, navigation transponders are placed on the water bottom at greater longitudinal distances; the towing vehicle pulls the towing sonar through the fairway, the towing vehicle sonar determining the distances to at least three transponders at different positions of the towing vehicle and transmitting these to the data processing system of the towing vehicle; and wherein the towing sonar: measures its own towing depth and continuously informs the data processing system located on the towing vehicle; determines the distances to at least three transponders in relation to the towing sonar and communicates this data to the data processing system; determine the position of the mine in relation to the towing sonar with a mine search sonar and communicate these mine coordinates to the data processing system; the data processing system calculates: from the data of the towing vehicle sonar the mutual position of the transponders or the position of the transponders in a suitable one
- Transponder coordinate system the position of the towing sonar in the transponder coordinate system from the towing depth of the towing sonar and the transponder distances to the towing sonar; and - from the coordinates of the mine provided by the mine search sonar, their relative position with respect to the transponders; the towing vehicle transmits the position data of the transponder and the position data of the mine in the coordinate system of the transponder to the guide platform for the clearing vehicle; - The guide platform directs the clearing vehicle in the vicinity of the transponder and from there towards the mine, the position of which was previously determined; the clearing vehicle makes the mine harmless.
- Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.
- a major advantage of the invention is that the complex tracking body tracking from the towing vehicle can be omitted. Nevertheless, the location and control of the mines can be carried out completely independently of one another. The process is divided into three phases, namely that Laying the transponders, locating the mines and locating them in relation to the transponders and introducing the control drone to the transponders and the mine, the drone moving in a coordinate system determined by the transponders.
- the transponders can either be released from the helicopter or with the aid of a laying vehicle, which is of the same type or the same, for example, as will later be used as a towing vehicle for the search and measurement sonar device.
- This sonar is towed to a predetermined depth, but its geographic position does not need to be accurately determined and continuously determined.
- the VDS (variable depth sonar) towing sonar includes a sonar sensor for ground mines and anchor mines lying on the ground as well as a sediment sonar for the detection of flooded sea mines. It measures the mine position in relation to at least three neighboring transponders. A compass in the sonar indicates its direction.
- a depth sensor determines the distance of the sonar device above the water floor.
- a sonar provided on the towing vehicle measures the relative distance between the towing vehicle and at least three selected transponders.
- An inertial system on the towing vehicle determines the distance vectors traveled between the transponder measurements.
- the VDS variable depth sonar
- Velocity of sound measured in the individual water layers is obtained.
- the geographic position of the transponders is obtained. From this information and the determined position of the mine in the transponder coordinate system, the geographic position of the mine can be determined, which is used for the initial control of the control drone. For a precise start of the mine, however, the combat drone does not need to know its geographical position. Rather, the drone is oriented in the transponder coordinate system and is guided to it using the transponder-related mine data determined by the towing sonar.
- the drone contains a transducer which measures its relative position with respect to the transponders adjacent to the mine and in this way guides the drone to the mine and destroys it.
- the geographical position of the towing vehicle determined by GPS can also be transmitted to the guide platform and displayed there. It is advantageous that the combat drone does not need its own inertial system, nor does its position need to be continuously determined. It is oriented rather in the transponder coordinate system. As a result, the device technology required in the drone itself for its target control is reduced to a minimum, so that it is designed for single use and the process can nevertheless be carried out at reasonable cost.
- FIG. 1 shows the spatial position of the mines, transponders and vehicles
- FIG. 2 in the form of circuit blocks shows an exemplary embodiment of the devices used to carry out the method.
- FIG. 1 shows in the right part an arrangement for locating and measuring a mine 1 lying at the bottom of the body of water, while the fight against this mine is shown in the left part.
- the transponders are laid before the measurement, of which only three transponders 2, 3 and 4 are shown here. They were set down on both sides of a fairway to be cleared of mines, for example at a distance A of 1.5 km, on the sea floor.
- the same towing vehicle 5 can be used, if necessary, which will later tow the search and measurement sonar device 6.
- the geographic position of the towing vehicle 5 is determined by a satellite-based navigation system GPS, of which only two of the satellites 7 are shown.
- the direction of travel and speed of the towing vehicle 5 are determined by an inertial system 8 installed on the towing vehicle, which is equipped, for example, with laser gyroscopes. This determines the position, direction and speed of the towing vehicle.
- This data is transmitted to the guide platform 10 by means of a radio link 9.
- the unmanned towing vehicle 5 is remotely controlled via the radio link 9.
- a mapping converter 11 extended from the keel of the towing vehicle 5 has the task of determining the position of the transponders 2 to 4 in a suitable transponder coordinate system by means of transit time measurement and thus by determining the distance between the towing vehicle 5 and the transponders 2 to 4.
- the same transponders 2 to 4 are appropriately used by the mapping converter 12 of the towing sonar 6.
- the corresponding data are via the trailing cable 13 to Transfer navigation computer of the towing vehicle 5.
- the towing body 6 is also equipped with a depth sensor in order to determine its respective diving depth and thus the height distance on the one hand to the towing vehicle 5 and on the other hand to the transponders. It also has a compass to determine its orientation in the towing direction, since it may be inclined to the towing direction due to the flow conditions.
- the position of the mine 1 in the coordinate system of the transponders 2 to 4 is clearly defined with these data of the towed body 12, the mine search sonar 12a and the towed vehicle sonar 11. These position data of the mine with respect to the transponder coordinate system reach the guide platform 10 via the radio link 9.
- the navigation converter 21 of the drone 20 constantly measures the distance to the transponders 2 'to 4' and thus at the same time the position of the drone 20 with respect to the mine 1 '.
- the data are transmitted via the steering cable 22 to the guide platform, which transmits corresponding steering signals for the drone 20 back to the latter, in order to bring the drone 20 closer to the mine 1 ′.
- the drone 20 need not have its own navigation computer. If the drone 20 is located above the mine 1 ', it is lowered onto the mine and ignited. If the drone is equipped with a special explosive device 23, this is set down directly next to the mine 1, the drone is led away from the danger zone and then the explosive device 23 is detonated and the mine is destroyed.
- the transponder basic measurement can also be carried out by measuring the transit time between the transponders and the towing vehicle if such a measurement is carried out at different positions of the towing vehicle.
- a certain frequency is assigned to each of the transponders, the transponders designed on the left edge of the channel being, for example, the even multiples of a basic frequency and those on the transponders on the right can assign the odd multiples of the fundamental frequency.
- FIG. 2 shows schematically the individual components of a system for performing the location and clearing process. Only one of the transponders 2 to 4, namely the transponder 2, is shown. In addition to a transmission / reception converter 24, it contains a battery 25 for the power supply, an armature 26, a transmission / reception switch 27, a preamplifier and filter circuit 28, a signal detector 29 and a transmission signal generator 30. The operation of transponders is known. After preamplification and filtering, the incoming signal is fed to the detector 29, which determines whether it is a valid interrogation signal. If this is the case, the transmission signal generator 30 generates a corresponding response signal which, via the transmission / reception switch 27, arrives at the converter 24, which is now used as a transmission converter, and is emitted.
- the transponders 2 to 4 are interrogated by the mapping converter 12 of the towed body 6 and the mapping converter 11 of the towed vehicle 5, which interrogate the individual transponders one after the other.
- the response signal insofar as it falls within the pass band of a filter circuit 31, arrives at the transmission / reception switch shown in the same block and from there to a transit time measuring circuit 32.
- the output signal thereof together with the output signals of a depth sensor 33 and a compass 34, is via the Transfer cable 13 digitally to the towing vehicle 5.
- the navigation computer 35 of the towing vehicle 5 thus receives three runtime values via the cable 13, namely the runtimes between the mapping converter 12 on the one hand and the three transponders 2 to 4 on the other hand, as well as the depth and direction signals mentioned from the depth sensor 33 and the compass 34 the position of the mine 1 with respect to the towed body 6 is determined with the mine search sonar 12a of the towed body 6.
- circuits corresponding to the circuits 31 and 32 - not shown separately in FIG. 2 - are connected to the converter 12a of the mine search sonar.
- These signals also reach the navigation computer 35 of the towing vehicle 5 via the cable 13, which calculates the position of the mine 1 in relation to the transponders 2 to 4.
- the towing vehicle 5 is also, as already explained above, with a location determination system 7 and with a Inertial system 8 equipped.
- the satellite-based positioning system 7 is usually a GPS system.
- the mapping converter 11 of the towing vehicle 5 also works with the transceiver 24 of the transponders 2 to 4 by activating them by means of a polling frequency and determining the transit time to the individual transponders via the response frequency. For this purpose, it is connected via a filter bank and a transmit / receive switch 36 to a transit time measuring circuit 37, the output signals of which reach the navigation computer 35 of the towing vehicle 5.
- This navigation computer thus determines the position of the mine 1 with respect to the transponders 2 to 4 from the data transmitted via the cable 13.
- the distance data generated by the mapping converter 11 between the towing vehicle 5 and the transponders 2 to 4 it calculates the spatial position of the Transponder based on the towing vehicle 5. By taking the own position data from the GPS 7 and the inertial system 8 into account, it calculates the geographical
- the guide platform 10 is equipped with a navigation computer 38 and controls the combat drone 20. For this purpose, it is connected to the drone via a cable 22. This can be a light guide, for example. The same applies to the cable connection 13.
- the drone 20 is also expediently equipped with a compass 40 and uses its navigation converter 21 to measure the distances to the transponders 2 'to 4'. The drone 20 is steered from the guide platform 10 in such a way that the distances to the three transponders assume the value which corresponds to the projection of the connecting lines of the mine 1 with the transponders 2 to 4.
- the navigation converter 21 is connected via a filter bank with a subsequent transmission / reception switch 41 to a transit time measurement circuit 42 which supplies the transit time signals via the cable 22 to the navigation computer 38 of the guide platform 10.
- the drone itself does not need its own navigation computer.
- Appropriate steering signals via the cable 22 control the drone 20 such that the projection of the connecting lines between its navigation converter 21 and the transponders 2 'to 4' corresponds to the connecting lines between the mine 1 and the transponders 2 to 4.
- the drone 20 is located exactly above the mine 1 '. If it is equipped with an explosive charge, it is lowered onto the mine l 1 and detonated.
Abstract
Zur Minenbekämpfung mit einer Unterwasserdrohne (20) werden zu beiden Seiten einer zu räumenden Fahrstraße Transponder (2 bis 4) auf dem Meeresboden abgesetzt und ihre Position gegenüber einem Schleppsonar (6) und einem Schleppfahrzeug (5) vermessen. Zugleich wird die Lage der Mine (1) in einem auf die Transponder bezogenen Koordinatensystem berechnet. Die Daten werden vom Schleppfahrzeug (5) an eine Führungsplattform (10) für die Unterwasserdrohne (20) übermittelt, welche mit diesen auf die Transponder bezogenen Daten an die Mine (1) herangeführt wird und diese vernichtet.
Description
Verfahren zum Orten und Räumen von Seeminen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Orten und Räumen von Seeminen gemäß Gattungsbegriff des Anspruchs 1. Es verwendet ein von einem unbemannten Schleppfahrzeug in einstellbarer Schlepptiefe gezogenes Such- und Vermessungs- Sonargerät zum Aufspüren und Lokalisieren der Minen, ein unbemanntes, von einer schwimmenden Führungsplattform aus ferngelenktes Raumfahrzeug; sowie eine zwischen Schleppfahrzeug und Führungsplattform vorgesehene Datenverbindung zum Übertragen der vom Sonargerät ermittelten Positionsdaten der Minen an die Führungsplattform. In der Zeitschrift „Soldat und Technik", Heft 9/1992 ist auf den Seiten 587 bis 591 in einem Aufsatz "Minenabwehr 2000" ein solches System beschrieben. Bei dem dort auf Seite 590 dargestellten Basiskonzept der Minenjagdausrüstung 2000 zieht ein unbemanntes, ferngelenktes Schleppfahrzeug vom Typ Seepferd in einstellbarer Schlepptiefe ein Such- und Vermessungs- Sonargerät VDS durch eine von Minen zu räumende Fahrstraße, wobei das Suchsonar die zu beseitigenden Minen aufspürt und lokalisiert. Die Positionsdaten der Mine werden über Kabel an das Schleppfahrzeug weitergegeben, welches diese Daten über eine Funkstrecke an eine das Schleppfahrzeug fernlenkende Führungsplattform weitergibt. Aufgrund dieser Positionsdaten fuhrt diese Führungsplattform eine Bekämpfungsdrohne vom Typ Seewolf an die Mine heran, um diese unschädlich zu machen. Da das Suchsonar nur die relative Lage der Mine bezogen auf seine eigene Position ermitteln kann, ist eine genaue und fortlaufende Positionsbestimmung einerseits des Suchsonars bezogen auf das Schleppfahrzeug und andererseits hinsichtlich der geographischen Position des Schleppfahrzeuges selbst erforderlich, damit letztendlich die Position der Mine in geographischen Koordinaten ermittelt und der Führungsplattform für die Bekämpfungsdrohne zur Verfugung gestellt werden kann.
Weiterhin zeigt die Zeitschrift „Soldat und Technik" in Heft 3/1994 auf Seite 150 eine Weiterbildung des Systems „Minenabwehr 2000", bei dem in der Nähe einer georteten Mine am Gewässergrund eine Positionsbake abgesetzt wird, deren Schallsignale der Minenbekämpfungsdrohne vom Typ Seewolf den Standort einer Mine signalisieren.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren zu vereinfachen und den zu dessen Durchfuhrung erforderlichen gerätetechnischen Aufwand zu verringern. Dies gelingt mit der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung. Das Verfahren gemäß der Erfindung umfaßt folgende Verfahrensschritte: - zu beiden Seiten einer von Minen zu räumenden Fahrrinne werden in größeren Längsabständen Navigationstransponder auf dem Gewässerboden abgesetzt; das Schleppfahrzeug zieht das Schleppsonar durch die Fahrrinne, wobei das Schleppfahrzeugsonar an verschiedenen Positionen des Schleppfahrzeuges jeweils die Entfernungen zu mindestens drei Transpondern ermittelt und diese zur Datenverarbeitungsanlage des Schleppfahrzeuges überträgt; und wobei das Schleppsonar: seine eigene Schlepptiefe mißt und der auf dem Schleppfahrzeug befindlichen Datenverarbeitungsanlage fortlaufend mitteilt; die Entfernungen zu wenigstens drei Transpondern in bezug auf das Schleppsonar ermittelt und diese Daten der Datenverarbeitungsanlage mitteilt; mit einem Minensuchsonar die Position der Mine in bezug auf das Schleppsonar ermittelt und diese Minenkoordinaten der Datenverarbeitungsanlage mitteilt; die Datenverarbeitungsanlage berechnet: aus den Daten des Schleppfahrzeugsonars die gegenseitige Lage der Transponder bzw. die Lage der Transponder in einem geeigneten
Transponder-Koordinatensystem; aus der Schlepptiefe des Schleppsonars und den Transponderentfernungen zum Schleppsonar die Position des Schleppsonars im Transponder- Koordinatensystem; und - aus den vom Minensuchsonar gelieferten Koordinaten der Mine, deren relative Position in bezug auf die Transponder; das Schleppfahrzeug übermittelt die Positionsdaten der Transponder sowie die Positionsdaten der Mine im Koordinatensystem der Transponder an die Führungsplattform für das Räumfahrzeug; - die Führungsplattform lenkt das Räumfahrzeug in die Nähe der Transponder und von dort in Richtung auf die Mine, deren Position zuvor ermittelt wurde; das Räumfahrzeug macht die Mine unschädlich. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß das aufwendige Schleppkörper-Tracking vom Schleppfahrzeug aus entfallen kann. Gleichwohl bleiben Ortung und Bekämpfung der Minen völlig unabhängig voneinander durchführbar. Das Verfahren gliedert sich in drei Phasen, nämlich das
Verlegen der Transponder, das Aufspüren der Minen und deren Lokalisierung in bezug auf die Transponder sowie das Heranführen der Bekämpfungsdrohne an die Transponder und die Mine, wobei sich die Drohne in einem durch die Transponder bestimmten Koordinatensystem bewegt.
Die Transponder können entweder vom Hubschrauber aus oder mit Hilfe eines Verlegefahrzeuges ausgesetzt werden, welches beispielsweise vom gleichen Typ oder das gleiche ist, wie es später als Schleppfahrzeug für das Such- und Vermessungssonargerät dient. Dieses Sonargerät wird in einer vorgegebenen Tiefe geschleppt, seine geographische Position braucht jedoch nicht genau ermittelt und fortlaufend festgestellt zu werden. Das Schleppsonar vom Typ VDS (Variable Depth Sonar) umfaßt einen Sonarsensor für auf dem Boden liegende Grundminen und Ankertauminen sowie ein Sedimentsonar zum Aufspüren eingeschwemmter Seeminen. Es vermißt die Minenposition in bezug auf mindestens drei benachbarte Transponder. Ein Kompaß im Sonargerät gibt dessen Richtung an. Ein Tiefensensor ermittelt den Abstand des Sonargerätes über dem Gewässerboden. Zugleich mißt ein am Schleppfahrzeug vorgesehenes Sonar die relative Entfernung zwischen dem Schleppfahrzeug und mindestens drei ausgewählten Transpondern. Ein Inertialsystem auf dem Schleppfahrzeug ermittelt die zwischen den Transpondermessungen zurückgelegten Wegvektoren. Außerdem wird vom Schleppfahrzeug aus die
Schallgeschwindigkeit in den einzelnen Gewässerschichten gemessen. Auf diese Weise erhält man die Position der einzelnen Transponder in einem transponderbezogenen Koordinatensystem. Verknüpft man diese Information mit der beispielsweise durch eine GPS-Anlage ermittelten geographischen Position des Schleppfahrzeuges, so erhält man die geographische Position der Transponder. Aus dieser Information und der ermittelten Position der Mine im Transponder-Koordinatensystem läßt sich die geographische Position der Mine ermitteln, die für die Erstanlaufsteuerung der Bekämpfungsdrohne gebraucht wird. Für ein genaues Anlaufen der Mine hingegen braucht die Bekämpfüngsdrohne deren geographische Position nicht zu kennen. Die Drohne orientiert sich vielmehr im Transponderkoordinatensystem und wird anhand der vom Schleppsonar ermittelten, transponderbezogenen Minendaten zu dieser geleitet. Hierfür enthält die Drohne einen Wandler, der ihre Relativposition gegenüber den der Mine benachbarten Transpondern mißt und auf diese Weise die Drohne zur Mine führt und diese zerstört. Die mittels GPS ermittelte geographische Position des Schleppfahrzeuges kann ferner zur Führungsplattform übertragen und dort angezeigt werden. Vorteilhaft ist, daß die Bekämpfüngsdrohne weder ein eigenes Inertialsystem benötigt, noch ihre jeweilige Position ständig ermittelt werden muß. Sie orientiert sich
vielmehr im Transponder-Koordinatensystem. Hierdurch wird der für ihre Zielansteuerung benötigte gerätetechnische Aufwand in der Drohne selbst auf ein Minimum reduziert, so daß diese für Einmalverwendung ausgebildet und gleichwohl das Verfahren mit vertretbaren Kosten ausgeübt werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Darin zeigt: Figur 1 die räumliche Lage der Minen, Transponder und Fahrzeuge, und Figur 2 in Form von Schaltungsblöcken ein Ausführungsbeispiel für die zur Durchführung des Verfahrens dienenden Geräte.
Figur 1 zeigt im rechten Teil eine Anordnung zum Orten und Vermessen einer am Gewässergrund liegenden Mine 1, während im linken Teil die Bekämpfung dieser Mine dargestellt ist. Zeitlich vor der Vermessung erfolgt das Verlegen der Transponder, von denen hier jeweils nur drei Transponder 2, 3 und 4 dargestellt sind. Sie wurden zu beiden Seiten einer von Minen zu räumenden Fahrrinne, beispielsweise im Abstand A von 1,5 km, auf dem Meeresboden abgesetzt. Hierzu kann ggf. das gleiche Schleppfahrzeug 5 verwendet werden, welches später das Such- und Vermessungs-Sonargerät 6 schleppt. Die geographische Position des Schleppfahrzeuges 5 wird durch ein satellitengestütztes Navigationssystem GPS ermittelt, von dem nur zwei der Satelliten 7 dargestellt sind. Fahrtrichtung und Geschwindigkeit des Schleppfahrzeuges 5 ermittelt ein auf dem Schleppfahrzeug installiertes Inertialsystem 8, welches beispielsweise mit Laserkreiseln ausgestattet ist. Damit liegen Position, Fahrtrichtung und Fahrgeschwindigkeit des Schleppfahrzeuges fest. Diese Daten werden mittels einer Funkstrecke 9 zur Führungsplattform 10 übertragen. Über die Funkstrecke 9 wird zugleich das unbemannte Schleppfahrzeug 5 ferngesteuert.
Ein aus dem Kiel des Schleppfahrzeugs 5 ausgefahrener Kartierungswandler 11 hat die Aufgabe, mittels Laufzeitmessung und damit durch Entfernungsbestimmung zwischen dem Schleppfahrzeug 5 und den Transpondern 2 bis 4 die Position der Transponder 2 bis 4 in einem geeigneten Transponder-Koordinatensystem zu bestimmen. Die gleichen Transponder 2 bis 4 werden vom Kartierungswandler 12 des Schleppsonars 6 angemessen. Dieses Schleppsonar 6, auch als VDS (Variable Depth Sonar) bezeichnet, mißt einerseits die Entfernungen zu den Transpondern 2 bis 4 und andererseits mit dem Minensuchsonar 12a die Position der Mine 1 in bezug auf das Schleppsonar VDS. Damit wird die Lage der Mine 1 in bezug auf die Transponder 2 bis 4 ermittelt. Die entsprechenden Daten werden über das Schleppkabel 13 zum
Navigationsrechner des Schleppfahrzeuges 5 übertragen. Der Schleppkörper 6 ist ferner mit einem Tiefensensor ausgestattet, um seine jeweilige Tauchtiefe und damit den Höhenabstand einerseits zum Schleppfahrzeug 5 und andererseits zu den Transpondern zu ermitteln. Er weist ferner einen Kompaß auf, um seine Orientierung in Schlepprichtung festzustellen, da er sich u.U. aufgrund der Strömungsverhältnisse schräg zur Schlepprichtung stellen kann. Mit diesen Daten des Schleppkörpersonars 12, des Minensuchsonars 12a und des Schleppfahrzeugsonars 11 ist die Position der Mine 1 im Koordinatensystem der Transponder 2 bis 4 eindeutig definiert. Diese Positionsdaten der Mine in bezug auf das Transponder-Koordinatensystem gelangen über die Funkverbindung 9 zur Führungsplattform 10.
Diese lenkt die Bekämpfüngsdrohne 20 in die Nähe der nunmehr mit 2' bis 4' bezeichneten Transponder und damit in die Nähe der Mine 1'. Der Navigationsswandler 21 der Drohne 20 mißt ständig die Entfernung zu den Transpondern 2' bis 4' und damit zugleich die Position der Drohne 20 in bezug auf die Mine 1'. Die Daten werden über das Lenkkabel 22 zur Führungsplattform übertragen, welche entsprechende Lenksignale für die Drohne 20 zu dieser zurückübermittelt, um die Drohne 20 näher an die Mine 1' heranzuführen. Auf diese Weise braucht die Drohne 20 keinen eigenen Navigationsrechner aufzuweisen. Befindet sich die Drohne 20 über der Mine 1', so wird sie auf die Mine abgesenkt und gezündet. Ist die Drohne mit einem besonderen Sprengkörper 23 ausgerüstet, so wird dieser unmittelbar neben der Mine 1 abgesetzt, die Drohne aus dem Gefahrenbereich weggeführt und dann der Sprengkörper 23 gezündet und die Mine zerstört.
Unter Umständen kann man auf einen Tiefensensor im Schleppkörper 6 verzichten, wenn man die räumliche Lage der Transponder 2 bis 4 und der Mine 1 mit einer digitalen Seekarte vergleicht, in welcher die Gewässertiefe angegeben ist. Diese Methode kann auch zusätzlich zum Einsatz eines Tiefensensors angewandt werden, um dessen Meßwerte zu verbessern. Statt dessen können auch zumindest einige der Transponder mit Tiefensensoren ausgerüstet sein, die ihre Werte zum Schleppfahrzeug 5 übertragen. Falls das Schleppfahrzeug nicht mit einem Inertialsystem ausgerüstet ist, kann man die Transponder-Basisvermessung auch durch Laufzeitmessung zwischen den Transpondern und dem Schleppfahrzeug durchführen, wenn man eine solche Vermessung an verschiedenen Positionen des Schleppfahrzeuges vornimmt. Jedem der Transponder ist eine bestimmte Frequenz zugeordnet, wobei man beispielsweise den am linken Rand der Fahrrinne ausgelegten Transpondern die geradzahligen Vielfachen einer Grundfrequenz und den auf der
rechten Seite abgesetzten Transpondern die ungeradzahligen Vielfachen der Grundfrequenz zuordnen kann.
Figur 2 zeigt schematisch die einzelnen Komponenten eines Systems zur Durchführung des Ortungs- und Räumverfahrens. Dabei ist nur einer der Transponder 2 bis 4, nämlich der Transponder 2, dargestellt. Er enthält neben einem Sende- /Empfangswandler 24 eine Batterie 25 für die Stromversorgung, einen Anker 26, einen Sende-/Empfangsumschalter 27, eine Vorverstärker- und Filterschaltung 28, einen Signaldetektor 29 sowie einen Sendesignalgenerator 30. Die Arbeitsweise von Transpondern ist bekannt. Das ankommende Signal wird nach Vorverstärkung und Filterung dem Detektor 29 zugeleitet, welcher feststellt, ob es ein gültiges Abfragesignal ist. Ist dies der Fall, so erzeugt der Sendesignalgenerator 30 ein entsprechendes Antwortsignal, welches über den Sende-/Empfangsumschalter 27 zum nunmehr als Sendewandler dienenden Wandler 24 gelangt und abgestrahlt wird.
Während der Such- und Ortungsphase, wie sie in Figur 1 im rechten Bildteil wiedergegeben ist, erfolgt die Abfrage der Transponder 2 bis 4 durch den Kartierungswandler 12 des Schleppkörpers 6 und den Kartierungswandler 11 des Schleppfahrzeugs 5, welche die einzelnen Transponder nacheinander abfragen. Im Falle des Schleppsonars gelangt das Antwortsignal, sofem es in den Durchlaßbereich einer Filterschaltung 31 fällt, zum im gleichen Block dargestellten Sende- Empfangsumschalter und von dort zu einer Laufzeitmeßschaltung 32. Deren Ausgangssignal wird zusammen mit den Ausgangssignalen eines Tiefensensors 33 und eines Kompasses 34 über das Schleppkabel 13 digital zum Schleppfahrzeug 5 übertragen.
Der Navigationsrechner 35 des Schleppfahrzeugs 5 erhält also über das Kabel 13 drei Laufzeitwerte, nämlich die Laufzeiten zwischen dem Kartierungswandler 12 einerseits und den drei Transpondern 2 bis 4 andererseits, sowie die genannten Tiefen- und Richtungssignale aus dem Tiefensensor 33 und dem Kompaß 34. Femer wird mit dem Minensuchsonar 12a des Schleppkörpers 6 die Position der Mine 1 bezüglich des Schleppkörpers 6 ermittelt. Hierzu sind den Schaltungen 31 und 32 entsprechnde - in Figur 2 nicht gesondert eingezeichnete - Schaltungen an den Wandler 12a des Minensuchsonars angeschlossen. Auch diese Signale gelangen über das Kabel 13 zum Navigationsrechner 35 des Schleppfahrzeugs 5, der daraus die Lage der Mine 1 in bezug auf die Transponder 2 bis 4 berechnet. Das Schleppfahrzeug 5, ist femer, wie oben bereits erläutert, mit einem Standortbestimmungssystem 7 und mit einem
Inertialsystem 8 ausgestattet. Das satellitengestützte Standortbestimmungssystem 7 ist üblicherweise ein GPS-System.
Der Kartierungswandler 11 des Schleppfahrzeugs 5 arbeitet ebenfalls mit dem Sende- /Empfangswandler 24 der Transponder 2 bis 4 zusammen, indem er diese durch eine Abfragefrequenz aktiviert und über die Antwortfrequenz die Laufzeit zu den einzelnen Transpondern ermittelt. Er ist zu diesem Zweck über eine Filterbank und einen Sende- /Empfangsschalter 36 an eine Laufzeitmeßschaltung 37 angeschlossen, deren Ausgangssignale zum Navigationsrechner 35 des Schleppfahrzeugs 5 gelangen. Dieser Navigationsrechner ermittelt somit aus den über das Kabel 13 übertragenen Daten die Position der Mine 1 in bezug auf die Transponder 2 bis 4. Mit Hilfe der vom Kartierungswandler 11 erzeugten Entfemungsdaten zwischen dem Schleppfahrzeug 5 und den Transpondern 2 bis 4 berechnet er die räumliche Lage der Transponder bezogen auf das Schleppfahrzeug 5. Durch Berücksichtigung der Eigenpositionsdaten aus dem GPS 7 und dem Inertialsystem 8 berechnet er die geographischen
Positionsdaten der Transponder 2 bis 4 und überträgt diese über die Funkbrücke 9 zur Führungsplattform 10.
Die Führungsplattform 10 ist mit einem Navigationsrechner 38 ausgestattet und steuert die Bekämpfüngsdrohne 20. Hierzu ist sie mit der Drohne über ein Kabel 22 verbunden. Dies kann beispielsweise ein Lichtleiter sein. Gleiches gilt für die Kabelverbindung 13. Auch die Drohne 20 ist zweckmäßigerweise mit einem Kompaß 40 ausgestattet und mißt mit Hilfe ihres Navigationswandlers 21 die Entfernungen zu den Transpondern 2' bis 4'. Von der Führungsplattform 10 aus wird die Drohne 20 derart gelenkt, daß die Entfernungen zu den drei Transpondern denjenigen Wert einnehmen, welcher der Projektion der Verbindungslinien der Mine 1 mit den Transpondern 2 bis 4 entsprechen. Zu diesem Zweck ist der Navigationswandler 21 über eine Filterbank mit anschließendem Sende-ZEmpfangsumschalter 41 an eine Laufzeitmeßschaltung 42 angeschlossen, welche die Laufzeitsignale über das Kabel 22 an den Navigationsrechner 38 der Führungsplattform 10 liefert. Die Drohne selbst braucht keinen eigenen Navigationsrechner. Durch entsprechende Lenksignale über das Kabel 22 wird die Drohne 20 derart gesteuert, daß die Projektion der Verbindungslinien zwischen ihrem Navigationswandler 21 und den Transpondern 2' bis 4' den Verbindungslinien zwischen der Mine 1 und den Transpondern 2 bis 4 entspricht. Dann befindet sich die Drohne 20 genau über der Mine 1'. Ist sie selbst mit einer Sprengladung ausgerüstet, so wird sie auf die Mine l1 abgesenkt und gezündet. Trägt sie hingegen eine trennbare Sprengladung 23, so wird diese von der Drohne in
unmittelbarer Nähe der Mine 1' positioniert, z.B. über der Mine abgeworfen, die Drohne aus dem Gefahrenbereich herausgeführt und anschließend die Sprengladung 23 gezündet, entweder durch Zeitzünder oder Fernzündung.
Claims
1. Verfahren zum Orten und Räumen von Seeminen unter Verwendung a) eines von einem unbemannten Schleppfahrzeug (5) in einstellbarer Schlepptiefe gezogenen Such- und Vermessungs-Sonargerätes (6) zum
Aufspüren und Lokalisieren der Minen (1); b) eines unbemannten, von einer schwimmenden Führungsplattform (10) aus ferngelenkten Raumfahrzeugs (20); sowie c) einer zwischen Schleppfahrzeug (5) und Führungsplattform (10) vorgesehenen Datenverbindung (9) zum Übertragen der vom Sonargerät ermittelten Positionsdaten der Minen an die Führungsplattform, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Verfahrensschritte: d) zu beiden Seiten einer von Minen zu räumenden Fahrrinne werden in größeren Längsabständen (A) Navigationstransponder (2 bis 4) auf dem Gewässerboden abgesetzt; e) das Schleppfahrzeug (5) zieht das Schleppsonar (6, 12, 12a) durch die Fahrrinne, wobei el) das Schleppfahrzeugsonar (11) an verschiedenen Positionen des Schleppfahrzeuges (5) jeweils die Entfernungen zu mindestens drei Transpondern (2 bis 4) ermittelt und diese zur Datenverarbeitungsanlage
(35) des Schleppfahrzeuges (5) überträgt; und wobei das Schleppsonar (6): e2) seine eigene Schlepptiefe mißt und der auf dem Schleppfahrzeug (5) befindlichen Datenverarbeitungsanlage (35) fortlaufend mitteilt; e3) die Entfernungen zu wenigstens drei Transpondern (2 bis 4) in bezug auf das Schleppsonar (6) ermittelt und diese Daten der Datenverarbeitungsanlage (35) mitteilt; e4) mit einem Minensuchsonar (12a) die Position der Mine (1) in bezug auf das Schleppsonar (6) ermittelt und diese Minenkoordinaten der Datenverarbeitungsanlage (35) mitteilt; f) die Datenverarbeitungsanlage (35) berechnet: fl) aus den Daten des Schleppfahrzeugsonars (11) die gegenseitige Lage der Transponder (2 bis 4) bzw. die Lage der Transponder in einem geeigneten Transponder-Koordinatensystem; £2) aus der Schlepptiefe des Schleppsonars (6) und den
Transponderentfernungen zum Schleppsonar (6) die Position des Schleppsonars (12a) im Transponder-Koordinatensystem; und O) aus den vom Minensuchsonar (12a) gelieferten Koordinaten der Mine (1), deren relative Position in bezug auf die Transponder (2 bis 4); g) das Schleppfahrzeug (5) übermittelt die Positionsdaten der Transponder (2 bis 4) sowie die Positionsdaten der Mine im Koordinatensystem der
Transponder an die Führungsplattform (10) für das Räumfahrzeug (20); h) die Führungsplattform (10) lenkt das Räumfahrzeug (20) in die Nähe der
Transponder (2 bis 4) und von dort in Richtung auf die Mine (1), deren
Position im Schritt (f) ermittelt wurde; i) das Räumfahrzeug (20) macht die Mine (1) unschädlich.
2. Verfahrennach Anspmch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zum Absetzen der Transponder (2 bis 4) ein Fahrzeug gleichen Typs verwendet wird, wie es später als Schleppfahrzeug (5) für das Schleppsonar (6) dient.
3. Verfahren nach Anspmch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenverarbeitungsanlage (35) des Schleppfahrzeugs (5) unter Verwendung von Mitteln (7, 8) zur Bestimmung der geographischen Eigenposition die geographische Position der Mine (1) berechnet und der Führungsplattform (10) mitteilt.
4. Verfahren nach Anspmch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Eigenpositionsbestimmung des Schleppfahrzeuges (5) einen GPS-Empfänger aufweisen.
5. Verfahren nach Anspmch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schleppfahrzeug (5) eine Inertialsensoreinrichtung, vorzugsweise eine Laserkreiseleinrichtung (8), zur Richtungs- und/oder Geschwindigkeitsbestimmung des Schleppfahrzeugs vorgesehen ist.
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