EP1256013A1 - Vorrichtung und verfahren zur detektion von flugkörpern - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur detektion von flugkörpern

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EP1256013A1
EP1256013A1 EP01913540A EP01913540A EP1256013A1 EP 1256013 A1 EP1256013 A1 EP 1256013A1 EP 01913540 A EP01913540 A EP 01913540A EP 01913540 A EP01913540 A EP 01913540A EP 1256013 A1 EP1256013 A1 EP 1256013A1
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EP
European Patent Office
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detectors
detector
missile
assigned
missiles
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01913540A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jörg ARNOLD
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IP2H AG
Original Assignee
IP2H AG
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Filing date
Publication date
Application filed by IP2H AG filed Critical IP2H AG
Publication of EP1256013A1 publication Critical patent/EP1256013A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/0009—Transmission of position information to remote stations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/02—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
    • G01S1/04—Details
    • G01S1/045—Receivers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/16—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using electromagnetic waves other than radio waves
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    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/18—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for the detection of missiles in a predeterminable spatial area with a detector which responds to the missile for detecting the missile.
  • a device for the detection of missiles and a method of the type mentioned are known in practice.
  • the known device and the known method are used on the one hand in the civil and on the other hand in the military area. All types of objects moving above the ground, such as planes, rockets or ballistic bodies, are meant as missiles.
  • the known device has a detector, which responds to the missile, for detecting the missile, the detector usually being a radar device in which radio signals are emitted and the radio signals reflected by a missile are detected. The position and movement of missiles can be detected.
  • a central computer coupled to the radar device calculates movement-time profiles from this data.
  • Radar devices are used, for example, in the military area as a flight reconnaissance or anti-aircraft unit, in which case the radar device is called the target detection and target tracking radar unit and the central computer is at the same time a fire control computer and can also control, for example, a rocket battery or anti-aircraft battery to defend the missile.
  • the known devices have the advantage that mostly very reliable detection of missiles is possible, since the radar radiation used extends far and is largely unaffected by atmospheric influences such as fog, rain or snow.
  • the known devices have an active character due to the emission of a detection radiation in the form of the radar radiation.
  • the result of this active character is that the missile to be observed is quasi-illuminated with the radar radiation, the device practically revealing itself to the missile to be detected.
  • it is the flight body because of the radar radiation that hits him, it is often possible to perceive and spatially detect the device for the detection of missiles.
  • the known devices for the detection of missiles are extremely expensive due to the need for a device for emitting radar radiation.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a device and a method for the detection of missiles, according to which a reliable and largely imperceptible detection of missiles is made possible.
  • the above object with regard to the provision of a device for the detection of missiles is achieved by a device for the detection of missiles with the features of claim 1.
  • the known device is designed in such a way that at least three detectors coupled in the sense of a network are arranged distributed in the spatial area and that the detectors operate passively.
  • the device according to the invention has at least three detectors coupled in the sense of a network, which are arranged distributed in the spatial area. Due to the coupling of the detectors, a very reliable detection of missiles is possible, since each individual detector not only has the data recorded by itself available, but also the data of other detectors. In this respect, a very reliable position determination of the detected missile is made possible.
  • the detectors could be optical detectors, preferably in the infrared range.
  • the detector could have a light-sensitive photoelectric, photomagnetoelectric, pyroelectric or other light-sensitive sensor.
  • Sensors that take advantage of infrared windows in the atmosphere are particularly suitable, since in this infrared light wavelength range they are more independent of the influence of fog, rain or snow than in other wavelength ranges.
  • the infrared window at a wavelength of 10 ⁇ m is particularly favorable, since the natural body radiation or heat radiation from flying objects can be detected through this window. This heat radiation at 10 ⁇ m is little scattered and little absorbed due to the long wavelength.
  • the device could also have acoustically or electromagnetically operating detectors. This can be based on the respective application.
  • the detectors could also be designed to measure the missile. This allows conclusions to be drawn about the type of missile.
  • the detectors could be designed to track the missile. Such an embodiment is particularly advantageous in the military field if the missile is to be combated after detection. Specifically, the detectors could be designed to calculate the flight path of the missile. In a particularly advantageous embodiment, the data recorded by the detectors could be processed completely decentrally. No complex singular central computers are required, the entire device for the detection of missiles being inoperable if damaged or lost. Rather, reliable detection of missiles is possible within the scope of each individual detector, which processes data from other coupled detectors, but is not dependent on the data of all other detectors. In this respect, the entire device remains functional even if a single detector is lost.
  • a processor for data processing is assigned to each detector for secure data processing in each individual detector.
  • each detector could be assigned a position and / or position determination unit. It is possible for the detector to determine its own geographical position, for example using GPS signals, and thereby to carry out a quasi-absolute position determination of the detected missile.
  • a position determination unit takes into account the case that the detector is not suitably aligned with the surface of the earth, for example. If there is an unintentional tilting of the detector to the surface of the earth, for example, the position determination unit can recognize such a malposition and preferably also compensate for it. This could, for example, also compensate for an unwanted rotation of the detector in the north direction, for example.
  • other radio signals can also be used to determine the position.
  • a system could be used which is described in the international patent application PCT / DE 97/01317.
  • a pendulum unit or a spirit level could be used as part of the position determination unit.
  • each detector could be assigned a telecommunication unit. This would allow all detectors with their telecommunication units to form a telecommunication network, in which in principle each detector can be networked with every other detector and information from individual detectors via the telecommunication cation network can be distributed and can be "routed” specifically and specifically to certain detectors or to certain interfaces to other system units.
  • a usable telecommunication system could be the so-called self-controlling, decentralized Moteran system and the automatic "routing process" can, for example, according to of the above-mentioned international patent application.
  • connecting devices to air defense systems could serve as interfaces.
  • the data transmission could take place via radio signals and / or optical and / or acoustic signals.
  • the detectors could possibly be coupled via electrical cables and / or glass fiber cables.
  • the data transmission to any interfaces could also take place via electrical cables and / or glass fiber cables via radio signals and / or optical and / or acoustic signals.
  • an energy supply unit could be assigned to each detector. All applicable energy sources could be used as the energy supply unit, for example primary or secondary electrochemical cells, radionuclide cells or fuel cells. Furthermore, the sensors could alternatively or additionally be supplied via solar cells that are operated in the day / night storage / experienced.
  • the detectors could each be arranged in a spherical housing. This results in a particularly robust design which, for example, largely prevents unwanted entanglement with undergrowth or other plants in the field.
  • the detectors could be assigned to the earth's surface, with the earth's surface being usable as a reference system.
  • the detectors could be stochastically distributable on the surface of the earth, the distributing preferably being carried out by dropping or launching from an aircraft.
  • the amount of discharge or spreading could be predeterminable depending on the application.
  • the scatter of the detectors and thus the size of the area on which the detectors are distributed can also be influenced.
  • the detectors could each have a device for braking a free fall.
  • a device for braking a free fall could have a brake fan, for example, completely surrounding the detector, which brakes free fall, cushions the impact on the ground and, in a particularly advantageous embodiment, could simultaneously stabilize the position on the ground.
  • the device could protect against sinking into soft ground such as mud, grass, scrub, snow or the like.
  • the detectors could each be assigned a rotating aperture around a sensor. Depending on the position of the aperture, a specifiable solid angle range for missiles could be examined.
  • the detectors could each be assigned an annular linear sensor arrangement or a planar or spherical sensor arrangement.
  • a linear sensor arrangement could, for example, be formed by a tire-shaped sensor array.
  • the sensor or sensors or radiation shielding of the sensor or sensors could be thermoelectrically cooled, Peltier-cooled or bath-cooled by means of liquid nitrogen cooling or gas expansion-cooled via the Joule-Thomson effect.
  • thermoelectrically cooled Peltier-cooled or bath-cooled by means of liquid nitrogen cooling or gas expansion-cooled via the Joule-Thomson effect.
  • the above object is achieved by a method with the features of claim 22.
  • the method is characterized in that at least three detectors coupled in the sense of a network are arranged distributed in the spatial area and that the detectors operate passively.
  • data recorded by the detectors could be processed decentrally in the method according to the invention.
  • a processor for data processing could be assigned to each detector.
  • the processor of each detector could determine from the accumulated data of the detectors the time-dependent movement paths of the detected missile or missiles and preferably continuously extrapolate them.
  • a preferred embodiment of a device for the detection of missiles is described in more detail below. It is a passive system that is made up of a larger number of distributed components - the detectors - and not just a few sensitive central components. With the device, the flight movement of a missile is advantageously detected and determined by more than two optical or acoustic or electromagnetic detectors. The flight path is calculated by the distributed calculation from the data of the individual detectors in respective processor units which are assigned to each detector.
  • the exemplary embodiment represents a passive system that enables decentralized and automatic detection of missiles.
  • the device consists of 1,000 or more detectors, which are spatially ordered or stochastically distributed over a certain field area.
  • the ultimately open number of detectors used together with the average distance between the detectors determines the possible extent of the detector field.
  • a technically realistic average distance between the detectors is around 1,000m.
  • An area of 30 km x 30 km to be monitored for flight movements can thus be covered with approximately 1,000 detectors.
  • the detectors essentially consist of the actual optical detector, a position determination unit with a position determination unit, a data processor, a telecommunication unit and an energy supply unit, all of which are arranged in a common spherical housing.
  • the optical detector is designed in such a way that it can scan the sky oriented azimuthally in a specific geographic direction with a specific angular resolution.
  • the term "azimuthal" indicates that the detection can take place at an angle to the normal direction to the earth's surface.
  • the plane in which the geometric direction and this azimuthal arc lie is called the azimuthal plane.
  • the normal to the azimuthal plane can be any one Form an angle between 0 and 90 ° to the normal to the earth's surface.
  • the scanning can be carried out via a rotating diaphragm around a single light-sensitive sensor or via an unmoving, for example a ring-shaped linear sensor array with the orientation of the axis of rotation of the diaphragm or the ripening axis parallel to the surface normal of the azimuthal plane.
  • the scanning can take place via a planar or spherical sensor array with the surface normal at a specific angle between 0 and 90 ° to the surface normal of the earth's surface plane. If the detectors are deployed individually in the field, the geographic directions of the azimuthal planes of the sensors can be aligned in a certain way. If the sensors are dropped over the area, the orientation of the azimuthal planes is distributed stochastically.
  • the spatial angle resolution of the detection at a certain azimuth angle can be limited, for example, by an aperture or by an optical lens system.
  • the solid angle resolution from the light distribution on the array cells can be limited assuming a punctiform radiation source to be detected.
  • the light-sensitive cells and their radiation shielding can be, for example, thermoelectric or Peltier-cooled or bath-cooled by means of liquid nitrogen cooling.
  • gas expansion cooling could take place in accordance with the Joule-Thomson effect.
  • the data transmission within the scope of the detectors can take place via cable, glass fiber or radio.
  • the detectors In the first two cases, the detectors must be deployed individually in the field, positioned and connected to each other. In the latter case, the detectors can simply be dropped from a certain height.
  • the detectors can have directional antennas or directional antenna arrays that emit radio radiation only in the horizontal plane, so that if possible no telltale radio radiation is sent into the airspace against the sky.
  • the telecommunication units or their radio transmitters can work with the lowest transmission powers, the information being transported over a short range via a so-called hop transport from detector to neighboring detector. This type of transmission takes place in accordance with the Moteran system already mentioned above.
  • the processor unit of each detector is able to determine the movement time trajectories of the detected missiles from the accumulated data of the detectors, to mathematically extrapolate the calculated movement trajectories and to compare them with previously received data or calculated and extrapolated movement trajectories.
  • the processors can thereby assign their own different movement time paths to several different missiles or, conversely, find out different missiles and continue to treat them separately.
  • the method of operation of the invention is such that when a missile flies over the area with the detector distribution, the missile is successively detected by certain detectors.
  • certain detectors In the case of optical detectors, this takes place at a certain angle with a certain angular resolution in the sky, the detection taking place in the geographic direction of the azimuth plane.
  • the missile In the case of acoustic detectors, the missile is detected, for example, using directional microphone technology at a certain angle, and in the case of electromagnetic detectors, using directional antennas, for example, direction-finding at a certain angle.
  • the detector now passes on this measurement data via its telecommunication unit to the interface or the interfaces of the telecommunication network. Interfaces are created automatically when an external unit communicates with a specific detector, for example with the closest detector. Such an external unit can e.g. be a fire control unit.
  • the detector network in which replacement detectors or extension detectors can possibly be added at a later point in time, thus knows its interfaces.
  • the data is forwarded by hop transport from detector to detector to the interface or interfaces.
  • the data of all detectors are collected and evaluated at the interface or interfaces.
  • all neighboring detectors listen to the data traffic in their surroundings. Neighbor detectors therefore always have the same amount of data. If an interface detector fails, each neighboring detector can immediately take over the task of the failed interface detector.
  • the procedural processing of the data can be carried out, for example, using the following mathematical method.
  • Each detection of a missile by a detector provides a straight line equation with origin, which is ultimately the spatial direction of the location and the respective detector position.
  • the spatial direction can be determined from the geographic orientation of the azimuth plane, from the detected azimuth and from the spatial position, i.e. can be derived from the tilting of the detector.
  • Seen from the detectors, the missiles lie on geometric locating beams emanating from the ground.
  • the totality of the locating rays forms a so-called "Mikado cluster", with all Mikado needles stuck in the ground with one end.
  • the locating rays or locating vectors intersect an area in which the trajectory lies.
  • the trajectory points are a subset of such a set of plane points ,
  • the trajectory can be calculated if the trajectory area equation is available.
  • the trajectory in the trajectory area forms a connection curve which connects the detectors one after the other in accordance with the order of their detection times. Since the detectors and their detection directions or location beams, for example. are stochastically distributed in the area, this connection curve is usually a very complicated and strongly folded curve.
  • the intersection points of the location beams with an imaginary surface form a strongly folded connection curve.
  • successive locating beams in the trajectory plane have the smallest distance from one another and the actual trajectory is most likely the smoothest curve or the curve with the minimum curvature. This in turn can be represented using a polynomial that is parameterized by the location time.
  • the approximated trajectory can be derived from all available detector data, which consist of the locating beam function and the locating time.
  • the curve with the minimum curvature curve can be calculated. This curve can be calculated, for example, as a curvature-optimized compensation curve between the end points of the shortest connecting route between two location vectors each with adjacent location times.
  • a passive and decentralized flight movement detection and tracking system is available which offers the following advantages, for example in the military field.
  • the system is passive and can no longer be recognized by missiles and can be targeted if necessary. Since the invention may consist of many detectors, all of which can carry out the same procedural data acquisition and data processing and all of them can serve individually as a data transmission interface to externally coupled further functional units, the invention is very insensitive to the failure or the destruction of individual detectors. The system is still functional even after the failure or destruction of a large part of the detectors.
  • the invention consists of possibly many detectors in the simplest technical design, mass production can lead to such low manufacturing costs of the individual detectors that the invention is much cheaper to purchase than central active comparable systems known from the prior art.
  • the invention can be designed as a disposable system, the sensors not being recovered and reused after use. This could save considerable logistic costs for e.g. salvage material and salvage effort.
  • the invention according to the exemplary embodiment functions completely automatically and automatically, in the case of a military operation, the highly specialized and highly qualified operating personnel that is normally necessary is saved, whereby losses among these operating personnel can also be avoided. This also avoids logistic costs in the context of, for example, education and training of personnel.
  • the invention can be deployed in the battlefield in the simplest manner, for example by simply throwing detectors at a certain height from, for example, airplanes. If the system partially fails or is destroyed, detectors can simply be thrown, if necessary. These can immediately take up their function in the existing detector network.
  • the detectors according to the invention can also be permanently installed as stationary devices in urban areas with highly endangered tactical targets on, for example, street lights or traffic lights or other installations with an electricity supply. In such urban areas, radar systems can only be used to a limited extent due to the radiation obstacles caused by building, and mostly only at exposed and therefore at-risk locations. For military users, for example, the entirety of all detectors now represents a resource that can be divided and distributed as required.

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Abstract

Eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Detektion von Flugkörpern in einem vorgebbaren Raumbereich mit einem auf den Flugkörper ansprechenden Detektor zur Erfassung des Flugkörpers sind im Hinblick auf eine sichere und weitestgehend unmerkliche Detektion der Flugkörper derart ausgestaltet, dass mindestens drei im Sinne eines Netzwerks gekoppelte Detektoren in dem Raumbereich veteilt angeordnet sind und dass die Detektoren passiv arbeiten.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Detektion von Flugkörpern
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Detektion von Flugkörpern in einem vorgebbaren Raumbereich mit einem auf den Flugkörper ansprechenden Detektor zur Erfassung des Flugkörpers.
Eine Vorrichtung zur Detektion von Flugkörpern sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art sind aus der Praxis bekannt. Die bekannte Vorrichtung sowie das bekannte Verfahren finden ihre Anwendung einerseits im zivilen und andererseits im militärischen Bereich. Als Flugkörper sind alle Arten von sich oberhalb des Erdbodens bewegenden Objekten gemeint wie bspw. Flugzeuge, Raketen oder ballistische Körper. Die bekannte Vorrichtung weist einen auf den Flugkörper ansprechenden Detektor zur Erfassung des Flugkörpers auf, wobei es sich bei dem Detektor meist um ein Radargerät handelt, bei dem Funksignale ausgesandt werden und die von einem Flugkörper reflektierten Funksignale detektiert werden. Dabei sind die Position und die Bewegung von Flugkörpern erfassbar. Ein mit dem Radargerät gekoppelter Zentralcomputer errechnet aus diesen Daten Bewegungs-Zeitverläufe.
Radargeräte werden bspw. im militärischen Bereich als Flugaufklärungs- oder Flugabwehreinheit verwendet, wobei hier das Radargerät Zielerfassungs- und Zielverfol- gungsradareinheit genannt wird und der Zentralcomputer gleichzeitig Feuerleitrechner ist und bspw. zusätzlich eine Raketenbatterie oder Flakbatterie zur Abwehr des Flugkörpers steuern kann.
Die bekannten Vorrichtungen weisen den Vorteil auf, dass meist eine sehr sichere Detektion von Flugkörpern möglich ist, da die verwendete Radarstrahlung weit reicht und von atmosphärischen Einflüssen wie bspw. Nebel, Regen oder Schnee weitgehend unbeeinflusst ist. Demgegenüber steht ein erheblicher Nachteil der bekannten Vorrichtungen, da die bekannten Vorrichtungen aufgrund des Aussendens einer Detektionsstrahlung in Form der Radarstrahlung einen aktiven Charakter aufweisen. Dieser aktive Charakter hat zur Folge, dass der zu beobachtende Flugkörper mit der Radarstrahlung quasi beleuchtet wird, wobei sich die Vorrichtung gegenüber dem zu detektierenden Flugkörper quasi selbst verrät. Mit anderen Worten ist es dem Flug- körper aufgrund der ihn treffenden Radarstrahlung häufig möglich, die Vorrichtung zur Detektion von Flugkörpern wahrzunehmen und räumlich zu detektieren. Insoweit ist bei einem militärischen Einsatz die Bekämpfung der Vorrichtung zur Detektion von Flugkörpern möglich, die dann selbst das Ziel eines Angriffs bietet. Gelingt es dem Flugkörper nunmehr, die Radarstrahlung sendende Vorrichtung zu zerstören, ist meist keine weitere Detektion von Flugkörpern mehr möglich. Des Weiteren sind die bekannten Vorrichtungen zur Detektion von Flugkörpern aufgrund der Notwendigkeit einer Einrichtung zum Aussenden von Radarstrahlung äußerst teuer.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Detektion von Flugkörpern anzugeben, wonach eine sichere und weitestgehend unmerkliche Detektion von Flugkörpern ermöglicht ist.
Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe hinsichtlich der Bereitstellung einer Vorrichtung zur Detektion von Flugkörpern durch eine Vorrichtung zur Detektion von Flugkörpern mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist die bekannte Vorrichtung derart ausgestaltet, dass mindestens drei im Sinne eines Netzwerks gekoppelte Detektoren in dem Raumbereich verteilt angeordnet sind und dass die Detektoren passiv arbeiten.
In erfindungsgemäßer Weise ist zunächst erkannt worden, dass - im Gegensatz zu bisherigen Vorrichtungen zur Detektion von Flugkörpern, die auf dem Prinzip des Aussendens einer Detektionsstrahlung beruhen - die obige Aufgabe auf überraschend einfache Weise mit passiv arbeitenden Detektoren gelöst ist. Derartige Detektoren senden keinerlei Detektionsstrahlung aus, die durch zu detektierende Flugkörper genutzt werden kann, um wiederum die Vorrichtung selbst zu detektieren. Darüberhinaus weist die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens drei im Sinne eines Netzwerks gekoppelte Detektoren auf, die in dem Raumbereich verteilt angeordnet sind. Aufgrund der Kopplung der Detektoren ist eine sehr sichere Detektion von Flugkörpern möglich, da jeder einzelne Detektor nicht nur die durch ihn selbst aufgenommenen Daten zur Verfügung hat, sondern auch die Daten anderer Detektoren. Insoweit ist eine sehr sichere Positionsbestimmung des detektierten Flugkörpers ermöglicht. Selbst wenn irgendeiner der Detektoren - wie auch immer - bemerkt und zerstört werden sollte, so sind noch weitere Detektoren vorhanden, die die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung weitestgehend aufrechterhalten können. Des Weiteren ist der wirtschaftliche Schaden bei Verlust eines Detektors geringer als bei einer bekannten Vorrichtung, da die erfindungsgemäßen Detektoren keine teuren Einrichtungen zur Aussendung von Detektionsstrahlung aufweisen.
Folglich ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Detektion von Flugkörpern eine sichere und weitestgehend unmerkliche Detektion ermöglicht.
Im Konkreten könnten die Detektoren optisch, vorzugsweise im Infrarotbereich, arbeitende Detektoren sein. Dabei könnte der Detektor einen lichtempfindlichen fotoelektrischen, fotomagnetoelektrischen, pyroelektrischen oder anderen lichtempfindlichen Sensor aufweisen. Besonders geeignet sind Sensoren, die Infrarotfenster der Atmosphäre ausnutzen, da sie in diesem Infrarotlichtwellenlängenbereich unabhängiger von Nebel-, Regen- oder Schneeeinfluss sind als in anderen Wellenlängenbereichen. Dabei ist insbesondere das Infrarotfenster bei 10μm Wellenlänge günstig, da durch dieses Fenster die natürliche Körperstrahlung bzw. Wärmestrahlung von Flugobjekten detektiert werden kann. Diese Wärmestrahlung bei 10μm wird wegen der großen Wellenlänge wenig gestreut und wenig absorbiert.
Alternativ oder zusätzlich zu optisch arbeitenden Detektoren könnte die Vorrichtung auch akustisch oder elektromagnetisch arbeitende Detektoren aufweisen. Hierbei kann auf den jeweiligen Einsatzfall abgestellt werden.
Neben der bloßen Detektion von Flugkörpern könnten die Detektoren auch zur Vermessung des Flugkörpers ausgebildet sein. Hierbei lassen sich dann Rückschlüsse auf die Art des Flugkörpers ziehen.
Des Weiteren könnten die Detektoren zur Verfolgung des Flugkörpers ausgebildet sein. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere im militärischen Bereich günstig, wenn nach der Detektion eine Bekämpfung des Flugkörpers erfolgen soll. Im Konkreten könnten die Detektoren zur Berechnung der Flugbahn des Flugkörpers ausgebildet sein. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung könnten die durch die Detektoren aufgenommenen Daten vollkommen dezentral verarbeitet werden. Dabei sind keine aufwendigen singulären Zentralrechner erforderlich, bei deren Beschädigung oder Verlust die ganze Vorrichtung zur Detektion von Flugkörpern funktionsunfähig wird. Vielmehr ist die sichere Detektion von Flugkörpern im Rahmen jedes einzelnen Detektors möglich, der zwar Daten anderer gekoppelter Detektoren mit verarbeitet, jedoch nicht auf die Daten sämtlicher anderer Detektoren angewiesen ist. Insoweit bleibt bei einem Verlust eines einzelnen Detektors die gesamte Vorrichtung dennoch funktionsfähig.
Zur sicheren Datenverarbeitung in jedem einzelnen Detektor ist jedem Detektor ein Prozessor zur Datenverarbeitung zugeordnet.
Weiterhin im Hinblick auf eine besonders sichere Detektion von Flugkörpern könnte jedem Detektor eine Positions- und/oder Lagebestimmungseinheit zugeordnet sein. Dabei ist es dem Detektor möglich, seine eigene geografische Position, bspw. über GPS-Signale, zu bestimmen und dadurch eine quasi absolute Positionsbestimmung des detektierten Flugkörpers vorzunehmen. Eine Lagebestimmungseinheit trägt demjenigen Fall Rechnung, dass der Detektor nicht in geeigneter Weise zu bspw. der Erdoberfläche ausgerichtet ist. Falls eine ungewollte Verkippung des Detektors zu bspw. der Erdoberfläche vorliegt, kann die Lagebestimmungseinheit eine derartige Fehlstellung erkennen und vorzugsweise auch kompensieren. Hierdurch könnte bspw. auch eine ungewollte Verdrehung des Detektors zu bspw. der Nordrichtung kompensiert werden. Zur Bestimmung der Position können neben den bereits erwähnten GPS-Signalen auch andere Funksignale verwendet werden. Hierbei könnte bspw. ein System zum Einsatz kommen, das in der internationalen Patentanmeldung PCT/DE 97/01317 beschrieben ist. Im Rahmen der Lagebestimmungseinheit könnte eine Pendeleinheit oder eine Wasserwaage eingesetzt werden.
Im Hinblick auf eine sichere Übertragung von Daten unter den Detektoren könnte jedem Detektor eine Telekommunikationseinheit zugeordnet sein. Damit könnten sämtliche Detektoren mit ihren Telekommunikationseinheiten ein Telekommunikationsnetzwerk bilden, bei dem im Prinzip jeder Detektor mit jedem anderen Detektor vernetzt werden kann und Information einzelner Detektoren über das Telekommuni- kationsnetz verbreitet werden kann und speziell und gezielt an bestimmte Detektoren oder an bestimmte Schnittstellen zu anderen Systemeinheiten hin „geroutet" werden kann. Ein derartiges anwendbares Telekommunikationssystem könnte das sogenannte selbststeuernde dezentrale Moteran-System sein und der automatische „ Routing-Prozess" kann bspw. gemäß der obengenannten internationalen Patentanmeldung erfolgen. Als Schnittstellen könnten bspw. Verbindungseinrichtungen zu Flugabwehrsystemen dienen.
Die Datenübertragung könnte über Funksignale und/oder optische und/oder akustische Signale erfolgen. Hierzu könnten die Detektoren ggf. über Elektrokabel und/oder Glasfaserkabel gekoppelt sein. Auch die Datenübertragung zu beliebigen Schnittstellen könnte über Elektrokabel und/oder Glasfaserkabel über Funksignale und/oder optische und/oder akustische Signale erfolgen.
Im Hinblick auf eine sichere autarke Betriebsweise jedes einzelnen Detektors könnte jedem Detektor eine Energieversorgungseinheit zugeordnet sein. Als Energieversorgungseinheit könnten alle anwendbaren Energiequellen eingesetzt werden, bspw. primäre oder sekundäre elektrochemische Zellen, Radionuklidzellen oder Brennstoffzellen. Des Weiteren könnten die Sensoren alternativ oder zusätzlich über Solarzellen versorgt werden, die im Tag-Nacht-Speichen/erfahren betrieben werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung könnten die Detektoren jeweils in einem kugelförmigen Gehäuse angeordnet sein. Damit ist eine besonders robuste Ausgestaltung realisiert, die bspw. ein ungewolltes Verhaken mit Gestrüpp oder anderen Pflanzen im Feldeinsatz weitestgehend vermeidet.
Im Konkreten könnten die Detektoren der Erdoberfläche zugeordnet sein, wobei hier die Erdoberfläche als Bezugssystem verwendbar ist.
In einer besonders einfachen Weise könnten die Detektoren stochastisch auf der Erdoberfläche verteilbar sein, wobei das Verteilen vorzugsweise durch Abwurf oder Ausbringen aus einem Flugzeug erfolgen könnte. Die Höhe des Abwurfs bzw. des Ausbringens könnte je nach Anwendungsfall vorgebbar sein. Durch die Abwurfhöhe ist auch die Streuung der Detektoren und damit die Größe der Fläche beinflussbar, auf der die Detektoren verteilt sind.
Im Hinblick auf einen Schutz vor Beschädigungen der Detektoren bei bspw. einem Abwurf aus einem Flugzeug könnten die Detektoren jeweils eine Einrichtung zum Abbremsen eines freien Falls aufweisen. Eine derartige Einrichtung könnte einen den Detektor bspw. vollständig umgebenden Bremsfächer aufweisen, der den freien Fall bremst, den Aufschlag am Boden abfedert und in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung gleichzeitig am Boden lagestabilisierend wirken könnte. Des Weiteren könnte die Einrichtung vor dem Einsinken in weichen Untergrund wie bspw. Matsch, Gras, Gestrüpp, Schnee oder dgl. schützen.
Im Konkreten könnte den Detektoren jeweils eine rotierende Blende um einen Sensor zugeordnet sein. Damit könnte je nach Stellung der Blende ein vorgebbarer Raumwinkelbereich nach Flugkörpern untersucht werden. Alternativ oder zusätzlich hierzu könnte den Detektoren jeweils eine ringförmige lineare Sensoranordnung oder eine planare oder kugelförmige Sensoranordnung zugeordnet sein. Eine lineare Sensoranordnung könnte bspw. durch ein reifförmiges Sensor-Array gebildet sein.
Im Hinblick auf einen besonders wirkungsvollen Betrieb könnte der Sensor oder könnten die Sensoren oder könnte eine Strahlungsabschirmung des Sensors oder der Sensoren thermoelektrisch gekühlt, peltiergekühlt oder mittels Flüssigstickstoffkühlung badgekühlt oder über den Joule-Thomson-Effekt gasexpansionsgekühlt sein. Bei der Realisierung einer derartigen Maßnahme ist auf den jeweiligen Anwendungsfall abzustellen.
Im Hinblick auf ein Verfahren zur Detektion von Flugkörpern ist die obige Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 22 gelöst. Danach ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei im Sinne eines Netzwerks gekoppelte Detektoren in dem Raumbereich verteilt angeordnet sind und dass die Detektoren passiv arbeiten. Im Konkreten könnten bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die Detektoren aufgenommene Daten dezentral verarbeitet werden. Hierzu könnte jedem Detektor ein Prozessor zur Datenverarbeitung zugeordnet sein.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens könnte der Prozessor jedes Detektors aus den akkumulierten Daten der Detektoren die von der Zeit abhängigen Bewegungsbahnen des detektierten Flugkörpers oder der detektierten Flugkörper bestimmen und vorzugsweise stetig extrapolieren.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im Folgenden ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Detektion von Flugkörpern näher beschrieben. Dabei handelt es sich um ein passives System, das aus einer größeren Anzahl von verteilten Komponenten - den Detektoren - und nicht aus wenigen empfindlichen Zentralkomponenten aufgebaut ist. Mit der Vorrichtung wird die Flugbewegung eines Flugkörpers in vorteilhafter Weise durch mehr als zwei optische oder akustische oder elektromagnetische Detektoren erkannt und bestimmt. Die Berechnung der Flugbahn erfolgt durch das verteilte Berechnen aus den Daten der Einzeldetektoren in jeweiligen Prozessoreinheiten, die jedem Detektor zugeordnet sind.
Das Ausführungsbeispiel stellt ein passives System dar, das eine dezentrale und automatische Detektion von Flugkörpern ermöglicht. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels besteht die Vorrichtung aus 1.000 oder mehr Detektoren, die über eine bestimmte Feldfläche räumlich geordnet oder stochastisch verteilt sind. Die letztendlich offene Anzahl an verwendeten Detektoren bedingt zusammen mit dem mittleren Abstand der Detektoren die möglich Ausdehnung des Detektorfelds. Eine technisch realistische mittlere Entfernung zwischen den Detektoren ist etwa 1.000m. Damit kann ein auf Flugbewegungen zu überwachendes Gebiet von 30km x 30km mit etwa 1.000 Detektoren abgedeckt werden.
Die Detektoren bestehen im Wesentlichen aus dem eigentlichen optischen Detektor, aus einer Positionsbestimmungseinheit mit einer Lagebestimmungseinheit, aus einem Datenprozessor, aus einer Telekommunikationseinheit und aus einer Energieversorgungseinheit, die sämtlich in einem gemeinsamen kugelförmigen Gehäuse angeordnet sind. Der optische Detektor ist derart konstruiert, dass er den Himmel in einer bestimmten geografischen Richtung orientiert azimutal mit einer bestimmten Winkelauflösung abtasten kann. Mit dem Begriff „azimutal" wird angedeutet, dass die Detektion in einem Winkel zur Normalen-Richtung auf die Erdoberfläche erfolgen kann. Die Ebene, in der die geometrische Richtung und dieser Azimutalbogen liegt, wird Azimutalebene genannt. Die Normale auf die Azimutalebene kann einen beliebigen Winkel zwischen 0 und 90° zur Normalen auf die Erdoberfläche bilden.
Die Abtastung kann über eine rotierende Blende um einen einzelnen lichtempfindlichen Sensor oder über ein unbewegtes, bspw. reifförmiges lineares Sensor-Array mit der Ausrichtung der Drehachse der Blende oder der Reifachse parallel zur Flächennormalen der Azimutalebene erfolgen. Alternativ kann die Abtastung über ein planares oder kugelförmiges Sensor-Array mit der Flächennormalen in einem bestimmten Winkel zwischen 0 und 90° zur Flächennormalen der Erdoberflächenebene erfolgen. Wenn die Detektoren einzeln im Feld ausgebracht werden, können die geografischen Richtungen der Azimutalebenen der Sensoren in bestimmter Weise ausgerichtet werden. Falls die Sensoren über dem Gebiet abgeworfen werden, so ist die Ausrichtung der Azimutalebenen stochastisch verteilt.
Die Raumwinkelauflösung der Detektion in einem bestimmten Azimutwinkel kann durch bspw. eine Blende oder durch ein optisches Linsensystem eingegrenzt werden. Im Falle des Reif-Arrays kann die Raumwinkelauflösung aus der Lichtverteilung auf den Array-Zellen unter der Annahme einer punktförmigen zu detektierenden Strahlungsquelle eingegrenzt werden. Für den Betrieb der Detektoren im weiteren Infrarotbereich bei bspw. 10μm können die lichtempfindlichen Zellen und ihre Strahlungsabschirmung bspw. thermoelektrisch bzw. peltiergekühlt oder mittels Flüssigstickstoffkühlung badgekühlt sein. Alternativ hierzu könnte eine Gasexpansionskühlung gemäß dem Joule-Thomson-Effekt erfolgen.
Die Datenübertragung im Rahmen der Detektoren kann über Kabel, Glasfaser oder Funk erfolgen. In den ersten beiden Fällen müssen die Detektoren einzeln im Feld ausgebracht, positioniert und miteinander verbunden werden. Im letzten Fall können die Detektoren einfach aus einer bestimmten Höhe abgeworfen werden. In diesem Fall können die Detektoren über Richtantennen oder Richtantennen-Arrays verfügen, die nur in der horizontalen Ebene Funkstrahlung abgeben, so dass möglichst keine verräterische Funkstrahlung in den Luftraum gegen den Himmel gesendet wird. Dazu können die Telekommunikationseinheiten bzw. deren Funksender mit geringsten Sendeleistungen arbeiten, wobei der Informationstransport kurzreichweitig über einen sogenannten Hop-Transport von Detektor zu Nachbardetektor erfolgt. Diese Übertragungsweise erfolgt gemäß dem oben bereits erwähnten Moteran-System.
Die Prozessoreinheit jedes Detektors ist in der Lage, aus den akkumulierten Daten der Detektoren die Bewegungszeitbahnen der detektierten Flugkörper zu bestimmen, die berechneten Bewegungszeitbahnen mathematisch stetig zu extrapolieren und mit vorher empfangenen Daten bzw. berechneten und extrapolierten Bewegungszeitbahnen zu vergleichen. Die Prozessoren können dadurch mehreren unterschiedlichen Flugkörpern eigene unterschiedliche Bewegungszeitbahnen zuordnen oder umgekehrt unterschiedliche Flugkörper herausfinden und weiterhin getrennt behandeln.
Die Funktionsweise der Erfindung erfolgt derart, dass wenn ein Flugkörper das Gebiet mit der Detektorverteilung überfliegt, der Flugkörper von bestimmten Detektoren nacheinander detektiert wird. Im Fall optischer Detektoren erfolgt dies unter einem bestimmten Winkel mit einer bestimmten Winkelauflösung am Himmel, wobei die Detektion in der geografischen Richtung der Azimutalebene erfolgt. Im Fall akustischer Detektoren wird der Flugkörper bspw. mittels Richtmikrofontechnik unter einem bestimmten Winkel detektiert und im Fall elektromagnetischer Detektoren mittels bspw. Richtantennen unter einem bestimmten Winkel gepeilt.
Der Detektor gibt nun diese Messdaten über seine Telekommunikationseinheit an die Schnittstelle oder die Schnittstellen des Telekommunikationsnetzes weiter. Schnittstellen entstehen automatisch, wenn eine externe Einheit mit einem bestimmten Detektor, bspw. mit dem nächstgelegenen Detektor, in Kommunikation tritt. Eine solche externe Einheit kann z.B. eine Feuerleiteinheit sein.
Der Detektor oder diejenigen Detektoren, die von außen - externe Einheit - als Schnittstelle verwendet wird oder werden, signalisiert oder signalisieren dem Detek- tometz in bestimmten Zeitabständen immer wieder, dass er oder sie Schnittstellendetektor oder -detektoren sind. Das Detektornetz, bei dem ggf. zu einem späteren Zeitpunkt Ersatzdetektoren oder Erweiterungsdetektoren hinzugefügt werden können, kennt somit seine Schnittstellen. Die Daten werden per Hop-Transport von Detektor zu Detektor bis zur Schnittstelle oder den Schnittstellen weitergegeben. An der oder den Schnittstellen werden die Daten aller Detektoren gesammelt und ausgewertet. Im Detektornetz hören alle Nachbardetektoren den Datenverkehr ihrer Umgebung mit. Nachbardetektoren verfügen deshalb immer über diegleiche Datenmenge. Falls ein Schnittstellendetektor ausfällt, kann jeder Nachbardetektor sofort die Aufgabe des ausgefallenen Schnittstellendetektors übernehmen.
Die Sammlung der Daten aller Sensoren an einer Schnittstelle bedeutet jedoch nicht, dass an dieser Schnittstelle eine zentrale Datenberechnung durchgeführt wird. Es werden hier lediglich die durch die Einzeldetektoren bereits errechneten Daten gesammelt und ggf. der externen Einheit zur Verfügung gestellt.
Die prozessuale Verarbeitung der Daten kann bspw. nach dem folgenden mathematischen Verfahren erfolgen. Jede Detektion eines Flugkörpers durch einen Detektor liefert eine Geradengleichung mit Ursprung, wobei dies letztendlich die Raumrichtung der Ortung und die jeweilige Detektorposition ist. Die Raumrichtung kann aus der geografischen Orientierung der Azimutalebene, aus dem detektierten Azimut und aus der Raumlage, d.h. aus der Verkippung des Detektors, abgeleitet werden. Die Flugkörper liegen von den Detektoren aus gesehen auf vom Boden ausgehenden geometrischen Ortungsstrahlen. Die Gesamtheit der Ortungsstrahlen bildet einen sogenannten „ Mikado-Haufen" , wobei alle Mikado-Nadeln mit einem Ende im Boden stecken. Die Ortungsstrahlen bzw. Ortungsvektoren schneiden eine Fläche, in der die Flugbahn liegt. Die Flugbahnpunkte sind eine Untermenge solch einer Ebenen- punktemenge.
Die Flugbahn kann bei Vorliegen der Flugbahnflächengleichung berechnet werden. Die Flugbahn in der Flugbahnfläche bildet eine Verbindungskurve, die die Detektoren nacheinander entsprechend der Reihenfolge ihrer Detektionszeitpunkte verbindet. Da die Detektoren und ihre Detektionsrichtungen bzw. Ortungsstrahlen bspw. stochastisch im Gebiet verteilt sind, ist diese Verbindungskurve eine in der Regel sehr verwickelte und stark gefaltete Kurve.
Weit oberhalb der Flugbahn bilden die Schnittpunkte der Ortungsstrahlen mit einer gedachten Fläche eine stark gefaltete Verbindungskurve aus. Auf dem Niveau der tatsächlichen Flugbahnfläche hingegen haben zeitlich aufeinanderfolgende Ortungsstrahlen in der Flugbahnebene den geringsten Abstand voneinander und die eigentliche Flugbahn ist mit hoher Wahrscheinlichkeit die glatteste Kurve bzw. die Kurve mit dem minimalen Krümmungsverlauf. Dies wiederum kann mittels eines Polynoms dargestellt werden, das durch die Ortungszeit parametrisiert ist.
Zur Bestimmung einer approximierten Flugbahn kann aus allen vorliegenden Detektordaten, die aus Ortungsstrahlfunktion und Ortungszeitpunkt bestehen, die approximierte Flugbahn, d.h. die Kurve mit dem minimalen Krümmungsverlauf, berechnet werden. Diese Kurve kann bspw. als krümmungsmäßig optimierte Ausgleichskurve zwischen den Endpunkten der kürzesten Verbindungsstrecke zwischen je zwei Ortungsvektoren mit benachbarten Ortungszeitpunkten berechnet werden.
Werden bei diesem Verfahren mehr als eine solche Extremalkurve in der Flugbahnebene gefunden, so sind mehrere verschiedene Flugkörper identifiziert. Mit den so berechneten zeitparametrisierten Flugbahnen liegen die Bewegungsfunktionen der georteten Flugkörper vor, die dann extrapoliert werden können, um die Flugbewegung in bestimmten Zeiträumen - bspw. Reaktionszeiträumen - voraussagen zu können. Diese Informationen können nun über die Schnittstelle an extern angekoppelte Funktionseinheiten wie im militärischen Bereich bspw. Aufklärungseinrichtungen oder Flugkörper-Bekämpfungseinrichtungen weitergegeben werden.
Mit dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Detektion von Flugkörpern liegt ein passives und dezentrales Flugbewegungserkennungs- und Verfolgungssystem vor, das bspw. im militärischen Bereich folgende Vorteile bietet.
Das System ist passiv und kann von Flugkörpern nicht mehr erkannt und ggf. gezielt bekämpft werden. Da die Erfindung aus ggf. vielen Detektoren besteht, die alle diegleiche prozessuale Datenerfassung und Datenverarbeitung durchführen können und alle einzeln als Datenübertragungsschnittstelle zu extern angekoppelten weiteren Funktionseinheiten dienen können, ist die Erfindung sehr unempfindlich gegen den Ausfall oder die Zerstörung einzelner Detektoren. Das System ist auch noch nach dem Ausfall oder der Zerstörung eines größeren Teils der Detektoren funktionstüchtig.
Da die Erfindung aus ggf. vielen Detektoren in einfachster technischer Ausführung besteht, kann eine Massenproduktion zu solch niedrigen Herstellungskosten der einzelnen Detektoren führen, dass die Erfindung in der Anschaffung wesentlich kostengünstiger ist als zentrale aktive, aus dem Stand der Technik bekannte vergleichbare Systeme. Im Grenzfall kann die Erfindung als Einmalsystem konzipiert sein, wobei die Sensoren nach dem Einsatz nicht wieder geborgen und wiederverwendet werden. Dies könnte erhebliche Logistikkosten für bspw. Bergungsmaterial und Bergungsaufwand einsparen.
Da die Erfindung gemäß dem Ausführungsbeispiel vollkommen selbststeuernd und automatisch funktioniert, wird im Falle eines militärischen Einsatzes normalerweise notwendiges hochspezialisiertes und hochqualifiziertes Bedienungspersonal eingespart, wobei dadurch auch Verluste unter diesem Bedienungspersonal vermieden werden können. Dies vermeidet ebenfalls wieder Logistikkosten im Rahmen von bspw. Ausbildung und Schulung von Personal.
Die Erfindung kann in einfachster Weise im Gefechtsfeld ausgebracht werden, indem bspw. einfach Detektoren aus bestimmter Höhe aus bspw. Flugzeugen verteilt abgeworfen werden. Falls das System teilweise ausgefallen oder zerstört wird, können - falls erforderlich - einfach Detektoren nachgeworfen werden. Diese können ihre Funktion sofort im bestehenden Detektornetz aufnehmen. Die erfindungsgemäßen Detektoren können auch als stationäre Einrichtungen in Stadtgebieten mit stark gefährdeten taktischen Zielen auf bspw. Straßenlaternen oder Ampelanlagen oder anderen Installationen mit einer Elektrizitätsversorgung permanent installiert werden. In solchen Stadtgebieten können wegen der Strahlungshindernisse durch Bebauung Radaranlagen nur bedingt eingesetzt werden und meist nur an exponierter und damit gefährdeter Stelle. Die Gesamtheit aller Detektoren stellt für bspw. militärische Nutzer nun eine Re- source dar, die beliebig geteilt und verteilt werden kann. Bisherige vergleichbare zentrale Systeme stehen nur in bestimmter Anzahl zur Verfügung und lassen sich nur mit dieser funktionalen Anzahl einsetzen. Die Erfindung ermöglicht jedoch, aus der Gesamtheit der Sensoren beliebige Kombinationen von großen oder kleinen Systemen zusammenzustellen. Auch kann die Anzahl von militärisch notwendigen unterschiedlichen Systemen wesentlich reduziert werden. Es können durch die Erfindung sowohl langreichweitige Radarsysteme als auch Radarsysteme zur Tiefflugerfassung oder andere spezialisierte Radarsysteme ersetzt werden.
Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das voranstehend beschriebene Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Detektion von Flugkörpern in einem vorgebbaren Raumbereich mit einem auf den Flugkörper ansprechenden Detektor zur Erfassung des Flugkörpers, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei im Sinne eines Netzwerks gekoppelte Detektoren in dem Raumbereich veteilt angeordnet sind und dass die Detektoren passiv arbeiten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoren optisch, vorzugsweise im Infrarotbereich, arbeitende Detektoren sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoren akustisch arbeitende Detektoren sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoren elektromagnetisch arbeitende Detektoren sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoren zur Vermessung des Flugkörpers ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoren zur Verfolgung des Flugkörpers ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoren zur Berechnung der Flugbahn des Flugkörpers ausgebildet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Detektoren aufgenommene Daten dezentral verarbeitet werden.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Detektor ein Prozessor zur Datenverarbeitung zugeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Detektor eine Positions- und/oder Lagebestimmungseinheit zugeordnet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Detektor eine Telekommunikationseinheit zur Übertragung von Daten zugeordnet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragung über Funksignale und/oder optische und/oder akustische Signale durchführbar ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragung über Elektrokabel und/oder Glasfaserkabel durchführbar ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Detektor eine Energieversorgungseinheit zugeordnet ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoren jeweils in einem kugelförmigen Gehäuse angeordnet sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoren der Erdoberfläche zugeordnet sind.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoren stochastisch, vorzugsweise durch Abwurf oder Ausbringen aus einem Flugzeug, auf der Erdoberfläche verteilbar sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoren jeweils eine Einrichtung zum Abbremsen eines freien Falls aufweisen.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung lagestabilisierend wirkt.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass den Detektoren jeweils eine rotierende Blende um einen Sensor oder eine ringförmige lineare Sensoranordnung oder eine planare oder kugelförmige Sensoranordnung zugeordnet ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor oder die Sensoren oder eine Strahlungsabschirmung des Sensors oder der Sensoren thermoelektrisch gekühlt, peltiergekühlt oder mittels Flüssigstickstoffkühlung badgekühlt oder über den Joule-Thomson-Effekt gasexpansionsgekühlt sind.
22. Verfahren zur Detektion von Flugkörpern in einem vorgebbaren Raumbereich, insbesondere zum Betreiben einer Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 21 , mit einem auf den Flugkörper ansprechenden Detektor zur Erfassung des Flugkörpers, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mindestens drei im Sinne eines Netzwerks gekoppelte Detektoren in dem Raumbereich veteilt angeordnet sind und dass die Detektoren passiv arbeiten.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Detektoren aufgenommene Daten dezentral verarbeitet werden.
24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Detektor ein Prozessor zur Datenverarbeitung zugeordnet ist.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor jedes Detektors aus den akkumulierten Daten der Detektoren die von der Zeit abhängigen Bewegungsbahnen des detektierten Flugkörpers oder der detektierten Flugkörper bestimmt und vorzugsweise stetig extrapoliert.
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