EP3367046A1 - Verfahren zur ermittlung eines munitionsbedarfs eines waffensystems - Google Patents

Verfahren zur ermittlung eines munitionsbedarfs eines waffensystems Download PDF

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EP3367046A1
EP3367046A1 EP18158340.2A EP18158340A EP3367046A1 EP 3367046 A1 EP3367046 A1 EP 3367046A1 EP 18158340 A EP18158340 A EP 18158340A EP 3367046 A1 EP3367046 A1 EP 3367046A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
environment
simulation environment
target position
simulation
evaluation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18158340.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Muser
Jörg Bachmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KNDS Deutschland GmbH and Co KG
Original Assignee
Krauss Maffei Wegmann GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krauss Maffei Wegmann GmbH and Co KG filed Critical Krauss Maffei Wegmann GmbH and Co KG
Publication of EP3367046A1 publication Critical patent/EP3367046A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00—Aiming or laying means
    • F41G3/04—Aiming or laying means for dispersing fire from a battery ; for controlling spread of shots; for coordinating fire from spaced weapons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00—Aiming or laying means
    • F41G3/14—Indirect aiming means
    • F41G3/142—Indirect aiming means based on observation of a first shoot; using a simulated shoot
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G9/00—Systems for controlling missiles or projectiles, not provided for elsewhere
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41J—TARGETS; TARGET RANGES; BULLET CATCHERS
    • F41J5/00—Target indicating systems; Target-hit or score detecting systems
    • F41J5/12—Target indicating systems; Target-hit or score detecting systems for indicating the distance by which a bullet misses the target

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining an ammunition requirement of a weapon system for controlling a target in a real environment.
  • the adequate and timely supply of ammunition is of particular importance for the weapon systems mentioned, for which reason, for example, the planning, for example in the form of logistics planning for supplies and ammunition as well as the supply, for example in the form of transports and distribution processes alike demanding and important for the operation of appropriate weapon systems.
  • weapon guidance systems and weapon guidance methods implemented by these guidance systems are already being used.
  • artillery guidance systems for example, they should support the entire process of fire control and, where possible, reduce the ammunition requirements of the corresponding weapon system.
  • weapons guidance systems and procedures For weapons guidance, a high degree of automation is desirable in order to allow accordingly fast and secure action or intervention by the guided weapon systems.
  • the weapons guidance systems for example, based on a predetermined target and its target position or target extent and under specification of a mission objective or a type of control by the weapons guidance system based on stochastic methods a plurality of impact points in the target area or in the vicinity of the target position calculated are then made, the impact points are then as targets of a calculated Feuerleitnes for a respective weapon system.
  • the present invention has the object to provide a method for determining a munitions requirement of a weapon system for controlling a target in a real environment, in which the disadvantages of the prior art are eliminated or minimized.
  • the object of the invention is to make the use of appropriate weapon systems safer and more efficient.
  • a target position of the target to be tackled with a georeferenced simulation database which includes a real environment geospecifically mapping simulation environment is analyzed, which is evaluated by means of a classification of the simulation environment, the simulation environment at the target position and the need for ammunition is determined or adjusted depending on the evaluation.
  • the georeferenced and geospecifically classified simulation environment of the simulation database due to the georeferenced and geospecifically classified simulation environment of the simulation database, a large number of properties and conditions at the target position of the target to be combatted can be determined and taken into account.
  • the advantage of using a corresponding georeferenced simulation database is that, due to recent developments, it can have a particularly high spatial resolution and, in addition, a particularly high timeliness. These are the ones for the determination of the ammunition requirement considered information about the properties and conditions at the target position spatially very accurate and up to date.
  • the georeferencing of the corresponding simulation databases ensures that, in order to determine the munitions requirement, information is taken into account and taken into account that reflects the properties and circumstances of the actual target position in the real environment.
  • the corresponding simulation database can be generated, for example, on the basis of image recordings taken during a flight over the real environment and / or a passage through the real environment.
  • the georeferencing can be achieved by a corresponding documentation on the position, orientation and properties of a recording device at the respective recording.
  • point cloud-based or height-based 2.5-dimensional or three-dimensional images of the real environment can be used as the simulation environment, wherein geospecific simulation environments can be created in particular by texturing such images on the basis of the corresponding image recordings.
  • the texturing can also be present as a data-technical property, for example as a data link to points, triangles or surfaces of the surface of the simulation environment, which does not require the representation of the simulation environment. So it can be an evaluation of the simulation environment at the target position also on the basis of the data of the Simulation environment done without necessarily requiring a corresponding representation of them.
  • a representation of the simulation environment can be meaningful and advantageous both for reasons of control and also for reasons of interaction or operation of the method and corresponding method of executing devices.
  • the classification is carried out before the method is carried out and stored together with the simulation environment in the simulation database.
  • the classification is renewed or updated with each update or change of a simulation environment.
  • the classification is updated during the term of the inventive method.
  • the production of a battlefield lighting or the use of smoke canisters or smoke bullets for visual obstruction should be understood as combating a target.
  • the nature of the simulation environment simulates the real environment Evaluation of a correspondence of the target position in the simulation environment.
  • the target position of the real environment is thus converted or converted into a georeferenced equivalent in the simulation environment, and this correspondence in the simulation environment is evaluated.
  • the classification of the simulation environment in the environment of the target position is evaluated.
  • the extent of the environment taken into account in the evaluation of the classification of the simulation environment may vary by a few meters per spatial direction up to a few hundred, depending on the target to be attacked, the weapon system used and the ammunition used or intended for use m act per spatial direction.
  • a larger environment ie, a greater extent of the target position environment, may be considered than when ammunition is deployed which is to be used as battlefield lighting at the target position.
  • a target position within the meaning of the present invention can already be a two-dimensional surface or a three-dimensional volume. This is particularly related to the fact that sometimes the objectives to be combated by the respective weapon system do not represent point targets, but two- or three-dimensionally extended goals, so that a corresponding extension of the concept of the target position is indicated and necessary. Accordingly, the evaluation of the classification of the simulation environment at the target position may already include an evaluation on a two-dimensional surface or in a three-dimensional space of the simulation environment.
  • the above-described advantageous embodiment also provides that an evaluation of the classification beyond the corresponding, optionally two- or three-dimensionally extended target position, can take place.
  • a further, particularly preferred embodiment of the method provides that the simulation database, in particular the simulation environment comprises a terrain model, which maps the real terrain georeferenced and at least parts of the terrain model are classified in terrain classes and the terrain classes in the evaluation of the target position and in particular the environment Target position are taken into account.
  • the simulation database in particular the simulation environment comprises a terrain model, which maps the real terrain georeferenced and at least parts of the terrain model are classified in terrain classes and the terrain classes in the evaluation of the target position and in particular the environment Target position are taken into account.
  • the terrain model may be classified, for example, in terms of the nature of the terrain surface, the compaction of the terrain, the topography, in particular the slope of the terrain and / or in terms of vegetation or vegetation in the field.
  • the classification of the surface of the terrain may include a subdivision into a water surface, an aqueous or less solid surface, and a solid surface.
  • further subdivisions and graduated, possibly tree-like branched divisions can be provided in the respective classification of the terrain model.
  • the identified munitions need may be determined or adjusted such that in the event of planned or intentional control of a surface target located at the edge of a body of water, the target is underestimated while largely avoiding shelling of the water surfaces when ammunition is used or used which would be ineffective in the event of an impact on the water surface and, moreover, could potentially lead to the leaving of dangerous unexploded ordnance (also: UXO, unexploded ordnance) in the water or in the water surfaces.
  • dangerous unexploded ordnance also: UXO, unexploded ordnance
  • the simulation database in particular the simulation environment, comprises a plurality of object models which map real objects and at least a part of the object models are classified into object classes and the object classes in the evaluation of the target position and in particular the environment the target position.
  • the object models of real objects may preferably be models of buildings or other structures. But also relatively large or large parts of the vegetation, such as trees, may be present as object models in the simulation database, especially in the simulation environment. In general, all those objects in the simulation environment of the simulation database can be kept as object models of real objects that stand out to a considerable extent, in particular with a sudden altitude, from the terrain model of the simulation environment.
  • Classification of the object models is in particular a classification according to buildings and vegetation and a corresponding sub-classification into consideration.
  • object models may initially be considered buildings and, moreover, be classified as residential or residential buildings or industrial or military buildings or buildings.
  • classification of the object models of the simulation environment in the context of the evaluation of the simulation environment for determining or adjusting the ammunition requirements can be particularly effectively collateral damage avoided in the first place, for example, the ammunition needs determined or adjusted so that a direct shelling or indirect damage of Residential buildings is omitted.
  • a further, particularly advantageous embodiment of the method provides that, as a function of the target position, stochastically determined impact points are evaluated as target points of a fire control solution to be calculated on the basis of the evaluation of the simulation environment.
  • a stochastically determined plurality of impact points is determined as target points of a fire control solution to be calculated.
  • the respective stochastics may depend on the individual mission objective or the individual order situation, the type of target to be counteracted and / or the type and function of the ammunition used or intended for use.
  • the target position of the real environment it is possible for the target position of the real environment to first be converted into a correspondence of the simulation environment, and then the impact point to be determined as correspondences of real impact points in the simulation environment. Conversely, however, first a calculation of the impact points and then a determination of the correspondences in the simulation environment can take place.
  • the impact points can in turn be made the basis of the analysis of the simulation environment of the real environment and the classification of the simulation environment at the determined impact points and in the environment of the determined impact points can be evaluated. This evaluation can then be used as the basis for a rating.
  • the evaluation can, purely by way of example, provide a classification according to a traffic light system.
  • the stochastic impact points can be classified as uncritical, possibly critical or conditionally critical and as critical or highly critical.
  • the impact points are changed or removed on the basis of the evaluation of the impact points and / or a warning is output to a user.
  • a calculated impact point evaluated as critical is automatically removed.
  • the removal of the point of impact is disclosed to a user in the form of a warning or that the final decision and / or disposition of the removal or change of the point of impact is given or at least announced to a user in the form of a warning.
  • a recalculation or modification of a correspondingly critical or possibly critically evaluated impact point is carried out.
  • the modified calculation can also be based on stochastic fundamentals. It is advantageous if the or the changed impact point in an identical or similar way to the original impact points of a rating based on the evaluation of the simulation environment.
  • the evaluation of the impact points is effected as a function of a distance of the impact point from an object of a certain object class and / or as a function of the distance of the impact point from a terrain part of a certain terrain class.
  • minimum distances to certain objects or object classes as well as to certain terrain parts of a particular terrain class can be defined so that, for example, it can be determined within the assessment of the impact point whether the impact point complies with the defined minimum distances.
  • a type of control can be understood as meaning different tasks and / or mission goals of the respective fight against the target. These can range, for example, from creating a visual obstruction for enemy forces or to create a visual shield for their own or allied forces on the fight against armored static or mobile targets to combat underground heavily fortified or armored bunker.
  • the simulation environment can be analyzed at the target position and, in particular, in the environment of the target position, coordinated with the respective type of control, whereby the respective classifications of the simulation environment are taken into account and the need for ammunition may be determined or adjusted based on the analysis or evaluation.
  • a further, particularly preferred embodiment of the method provides that an effect of a selected type of ammunition is taken into account in the evaluation of the simulation environment.
  • a type of ammunition with which smoke and / or smoke projectiles are fired can be evaluated differently with regard to the evaluation of the simulation environment taking into account the classification of the simulation environment than a type of ammunition with which projectiles or shaped charge projectiles are fired.
  • the efficiency and the security of the target combat as well as the reduction of collateral damage can be further improved, since thereby the knowledge about the target position mediated by the simulation environment and assessable by the classification of the simulation environment and, in particular, optimally exploiting the environment of the target position to ensure the ammunition requirements for successfully and safely combating the target and / or achieving the mission objective.
  • a further preferred variant of the method according to the invention provides that at least one target position is determined with the aid of the simulation database, in particular with the aid of the simulation environment of the simulation database.
  • the aid of the simulation database in particular with the aid of the simulation environment of the simulation database.
  • the associated disadvantage for the method according to the invention lies in particular in the fact that the analysis of the simulation environment simulating the real environment geo-specific and georeferenced at the target position and in the vicinity of the target position and the evaluation based thereon for determining an ammunition requirement becomes useless at least in part faulty or inaccurate target position is made the basis of the simulation of the simulation environment.
  • simulation databases especially such simulation environments are particularly well suited to determine or determine a target position .
  • at least part of the simulation environment is displayed, in particular that at least part of the simulation environment is displayed on a display unit and appropriate devices and methods are provided to manipulate the representation of the part of the simulation environment and in particular in the representation of a Part of the simulation environment to make a mark at least one position, is derived from or from which, again or by georeferencing the simulation environment of the simulation database, a target position in the real environment or calculated.
  • a part of the simulation environment is displayed and / or displayed superimposed with a corresponding part of the real environment.
  • the resulting presentation or display then gives the user a sensory impression of augmented reality.
  • Such a determination of the target position has the advantage that for the user both a part of a simulation environment, as well as a representation of the real environment, in particular a real-time representation of a real environment in which the target to be counteracted accordingly naturally can be superimposed, so that the determination or determination of the target position can be made even more reliable, since the supposed position of the target in which the real environment imaging simulation environment can be detected and determined more easily and accurately.
  • a perspective representation of the simulation environment is available for a superimposed representation.
  • the simulation environment can also be displayed in a two-dimensional map representation. This corresponds then, at least as far as the procedure is concerned, largely the determination of a target position in the so-called "card shooting", but the accuracy compared to the classic "card shooting" is significantly increased or increased.
  • object models of the simulation environment or terrain parts of the simulation environment are highlighted according to their classification in the representation of at least one part of the simulation environment in order to further improve the reliable and correct determination or determination of the target position via the simulation environment.
  • the Fig. 1 shows, by way of example, a situation of military intervention in which a target is to be combated with particular resource-saving, efficient, safe and avoiding any collateral damage and for this purpose the determination of an ammunition requirement is to be carried out.
  • a weapon system 01 which has a weapon guide system 02.1 and a connected to the weapon guide system 02.1 Feuerleit Road 02.
  • the weapon system 01 should be a howitzer howitzer system.
  • the weapon system 01 is intended in the exemplary situation of Fig. 1 perform a support function for other military units.
  • the support function is also to be assigned to the infantry squad 03, which is located in the real environment 05 away from the weapon system 01.
  • Fig. 1 it can be assumed that the infantry squad 03 is on a patrol or is conducting a reconnaissance mission.
  • the distances and dimensions in the illustrations of the Fig. 1 by no means true to scale. Rather, it should be assumed that the infantry squad 03 is located at a distance of several kilometers from the weapon system 01, but still within the range of the weapon system 01.
  • the infantry squad 03 in the context of its mission direct or indirect contact, in particular visual contact, produces a target to be combated 04, which is, as well as the weapon system 01 and the infantry squad 03, in the real environment 05.
  • the real environment 05 should be subdivided into a real estate 30 and into real real estate 28 located in the real estate 30 or be subdividable.
  • the target 04 to be combatted may be, for example, irregular troops that install an improvised combat position, such as a mortar position, at the target position 06, which has an areal or spatial extent.
  • the Fig. 2 shows a schematic representation of a section of a geospecific simulation environment 11, which is part of a geo-referenced simulation database and includes an image of the real environment 05, in particular an image of the part of the real environment 05, in which the target to be combatted 04 is located.
  • a representation of the simulation environment 11 is not necessarily required.
  • the representation of the simulation environments according to the Fig. 2 be used.
  • the simulation environment 11 includes a realistic or realistic representation of the real environment 05.
  • object models 25 are provided, which represent real objects 28 of the real environment 05.
  • parts or terrain parts 26 of a terrain model 29 from the simulation environment 11 are included, which map the real terrain 30 of the real environment 05.
  • the object models 25 and the terrain parts 26 of the simulation environment 11 can each be assigned to corresponding classes of terrain classes or object classes.
  • the real-imaging object models 25.1 may be classified as buildings, civil buildings, residential buildings and, in addition, may be assigned to further object classes or object subclasses.
  • the objects 25.2 may be associated with the object class of large-scale vegetation, trees or the like.
  • the terrain part 26 of the terrain model 29 of the simulation environment 11 may for example be assigned to at least one of the terrain classes: solid ground, compacted surface, asphalted terrain, road or the like.
  • the Fig. 2 also includes a position or area 20 that corresponds to the target position 06 of the real environment 05.
  • Form and by which method determines the target position 06 and adopted in the inventive method, and is used in particular for the analysis of the simulation environment 11 is basically arbitrary. According to an advantageous embodiment, however, it can be provided that the determination or determination of the target position 06 in the real environment 05 is also carried out via a representation of the simulation environment 11, as shown by way of example in FIG Fig. 2 is shown.
  • the target position 06 which in principle is arbitrarily determined in the real environment 05, is related to the georeferenced simulation environment 11 of the simulation database, so that an analysis of the target position 06 with the simulation database, in particular with the simulation environment 11, can be performed. For this purpose, a correspondence of the target position 06 in the form of the surface 20 can be determined. It can then be provided that, likewise in the first method step S1, starting points 30 are determined as target points for a fire control solution to be calculated for the weapon system 01 and its fire control device 02 based on the size of the target position 06 or on the areal extension of the target position 06 on the basis of stochastic methods.
  • the corresponding points of impingement 31 can then be transmitted, for example in method step S2, via the georeferencing of the simulation database into the simulation environment 11 and subjected to a rating there.
  • the evaluation of the impact points 31 can be based, for example, on the basis of the distances of the impact points 31 from object models 25.1 and 25.2 assigned to an object class, as well as terrain parts assigned to terrain classes according to the distance of the impact points 31 26 of the terrain model 29 done. For example, it can be determined that a first impact point 31.1 falls below a minimum distance 32 from an object model 25.1 that is assigned to the object class 38 residential building. Based on the undershooting of the minimum distance 32, the original impact point 31 can be evaluated, for example, as a critical point of impact.
  • a warning is output to a user, which signals to the user that at least one critical impact point 31 has been determined within the scope of the method for determining an ammunition requirement or, in other words, a determined impact point 31 has been assessed as critical.
  • a user input can take place, which triggers a possibly automatic change or adaptation of the impact point 31.1 and has the goal of identifying an altered impact point 31.3, which is based on the evaluation of the simulation environment 11 in the evaluation of the impact point 31 the classification 33 of the simulation environment 11 is rated as no longer critical.
  • an automatic or automated search for an altered point of impact 31.3 can be carried out in the subsequent method step S5, which on the one hand is still covered by the extent of the target position 06 or the surface 20 and on the other hand in the evaluation based on the evaluation of the simulation environment 11 is rated more than critical.
  • step S6 If a changed and no longer critically evaluated alternative impact point 31.3 can be identified, the method continues with the subsequent method step S6. Unless a suitably modified point of impact is 31.1 for the critical point of impact 31.1 can be identified, it can be provided that in the process step S7 of the impact point 31.1 is automatically removed in order to avoid collateral damage in the area of the object model classified as a house 25.1 and its real equivalent, object 28.1.
  • the impact points 31.2 and 31.3 can be transferred to the fire control device 02 of the weapon system 01 in order to generate appropriate fire-control solutions for the impact points 31.2 and 31.3.
  • an ammunition requirement can be ascertained by means of the most extensive and detailed classification possible of a georeferenced and geospecific simulation environment 11 of a simulation database, which simultaneously enables effective and secure control of targets 04 in the real environment 05 the analysis of the simulation environment 11 at the target position 06 or a correspondence of the target position 06 in the simulation environment 11 a large amount of information can be considered and thus can go into the determination of the ammunition needs, which are disregarded in known methods for determining an ammunition requirement and accordingly to a less effective or at least less secure targeting.
  • the Fig. 4 shows by way of example the division of the simulation environment 11 into a classification 33 with a tree structure 34 to classes 35.
  • the simulation environment is subdivided into a terrain model 29 and into object models 25.
  • the terrain model 29 or certain parts of the terrain model 29 is in turn classified into different terrain classes 36, at least some of which once again have subclasses 37 with which the terrain of the respective parts of the terrain model 29 is further or more accurately classified.
  • the object models are different Assigned object classes 38, which are at least partially broken down into further subclasses 37. Branches of classification 33 of Fig. 4 can be arbitrarily complex beyond the levels shown.
  • the minimum distance 32 can be understood.
  • an alternative classification 33 for example, according to a two- or multi-dimensional matrix.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Verfahren zur Ermittlung eines Munitionsbedarfs eines Waffensystems (01) zur Bekämpfung eines Ziels (04) in einer Realumgebung (05), wobei eine Zielposition (06) des zu bekämpfenden Ziels (04) mit einer georeferenzierten Simulationsdatenbasis, welche eine die Realumgebung (05) geospezifisch abbildende Simulationsumgebung (11) umfasst, analysiert wird, wobei mittels einer Klassifizierung der Simulationsumgebung die Simulationsumgebung an der Zielposition (06) ausgewertet wird und der Munitionsbedarf in Abhängigkeit der Auswertung bestimmt oder angepasst wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Munitionsbedarfs eines Waffensystems zur Bekämpfung eines Ziels in einer Realumgebung.
  • Für eine Vielzahl von Waffensystemen, insbesondere für Waffensysteme mit einer hohen Reichweite zur Bekämpfung eines Ziels ist eine ausreichende Versorgung mit Munition signifikant mitentscheidend über den Erfolg oder Misserfolg einer Mission oder eines Auftrages. Als Beispiel für ein derartiges Waffensystem kann ein Artilleriesystem herangezogen werden, welches eine der wichtigsten Unterstützungsfunktionen in modernen militärischen Konflikten darstellt. Denn Artilleriesysteme wie auch vergleichbare Waffensysteme sind flexibel einsetzbar und können sowohl defensiv als auch offensiv eingesetzt werden. Dabei haben Artilleriesysteme und vergleichbare Waffensysteme durch ihre grundlegenden Eigenheiten und Eigenschaften einen insgesamt vergleichsweise hohen Munitionsbedarf, woraus sich entsprechend hohe Anforderungen an Planung und Logistik des Einsatzes solcher Waffensysteme ergeben.
  • Denn wie eingangs bereits dargestellt, ist die ausreichende und rechtzeitige Versorgung mit Munition von besonderer Wichtigkeit für die genannten Waffensysteme, weshalb zum Beispiel die Planung, beispielsweise in Form von Logistikplanung für Betriebsstoffe und Munition sowie die Versorgung, beispielsweise in Form von Transporten und Verteilvorgängen, gleichermaßen anspruchsvoll und wichtig für den Betrieb entsprechender Waffensysteme ist.
  • Daraus folgt im Umkehrschluss jedoch auch, dass eine besonders hohe Effizienz bei der Verwendung der vorhandenen Munition wünschenswert ist. Denn bei einem effizienten Einsatz von Munition kann der Bedarf an Nachschub und der damit verbundene Aufwand reduziert werden. Ein effizienter Einsatz der Munition bedeutet aber auch, dass die entsprechenden Waffensysteme entsprechend länger autonom agieren können und/oder entsprechend mehr oder komplexere Missionen ausführen können.
  • Um die Effizienz der Verwendung der vorhandenen Munition zu verbessern, kommen gemäß des Standes der Technik bereits Waffenführungssysteme und von diesen Führungssystemen entsprechend durchgeführte Waffenführungsverfahren zum Einsatz. Im Fall von Artillerieführungssystemen sollen diese beispielsweise den gesamten Prozess der Feuerleitung unterstützen und, wo möglich, den Munitionsbedarf des entsprechenden Waffensystems reduzieren. Dabei ist beim Einsatz von Waffenführungssystemen und Verfahren zur Waffenführung ein hohes Maß an Automatisierung wünschenswert, um ein entsprechend schnelles und sicheres Handeln oder Eingreifen durch die geführten Waffensysteme zu ermöglichen.
  • Im Rahmen der Unterstützung der Feuerleitung durch die besagten Waffenführungssysteme kann beispielsweise ausgehend von einem vorgegebenen Ziel und dessen Zielposition oder Zielausdehnung sowie unter Vorgabe eines Missionsziels oder einer Bekämpfungsart durch das Waffenführungssystem basierend auf stochastischen Methoden eine Mehrzahl von Auftreffpunkten im Zielgebiet oder in der Umgebung der Zielposition errechnet werden, wobei die Auftreffpunkte anschließend als Zielpunkte einer zu berechnenden Feuerleitlösung für ein jeweiliges Waffensystem gemacht werden.
  • Auch wenn mit den vorangehend beschriebenen Waffenführungssystemen und deren Verfahren bereits eine gewisse Verbesserung hinsichtlich des effizienten Einsatzes von Munition, wie beispielsweise durch die stochastische Ermittlung der Auftreffpunkte, erreicht werden kann, so hat sich in der Vergangenheit doch gezeigt, dass der effiziente Einsatz von Munition in erheblichem Maße von den Gegebenheiten oder von der Gesamtsituation des zu bekämpfenden Ziels und dessen Umgebung abhängt. Da diese Gesamtsituation jedoch einen jeweils besonders individuellen Charakter besitzt und darüber hinaus hochkomplex ist, bestehen derzeit keine Möglichkeiten, diese Eigenschaften und Gegebenheiten des zu bekämpfenden Ziels bei der Waffenführung und damit auch bei der Ermittlung des Munitionsbedarfs zu berücksichtigen.
  • Die Berücksichtigung dieser Eigenschaften ist darüber hinaus auch deshalb von besonderem Interesse, da es beim Einsatz jeglicher Waffensysteme immer zu den vorrangigen Zielen gehört, mögliche Kollateralschäden von vornherein zu vermeiden. Aber auch um dieses Ziel zu erreichen, ist es beim Einsatz von Waffenführungssystemen und entsprechenden Verfahren zur Ermittlung eines Munitionsbedarfs unerlässlich, über ein entsprechend hohes Maß an aktuellen und zuverlässigen Informationen über das zu bekämpfende Ziel und dessen Kontext, also insbesondere über den räumlichen Zusammenhang, in dem sich das Ziel befindet, zu verfügen, was jedoch derzeit nicht oder nur in sehr eingeschränktem Maße gegeben ist.
  • Ausgehend von der vorangehend dargestellten Situation stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren zur Ermittlung eines Munitionsbedarfs eines Waffensystems zur Bekämpfung eines Ziels in einer Realumgebung anzugeben, bei dem die Nachteile des Standes der Technik eliminiert oder minimiert werden. Insbesondere liegt die Aufgabe der Erfindung darin, den Einsatz entsprechender Waffensysteme sicherer und effizienter zu machen.
  • Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch, dass eine Zielposition des zu bekämpfenden Ziels mit einer georeferenzierten Simulationsdatenbasis, welche eine die Realumgebung geospezifisch abbildende Simulationsumgebung umfasst, analysiert wird, wobei mittels einer Klassifizierung der Simulationsumgebung die Simulationsumgebung an der Zielposition ausgewertet wird und der Munitionsbedarf in Abhängigkeit der Auswertung bestimmt oder angepasst wird.
  • Dadurch werden verschiedene vorteilhafte Wirkungen erreicht. Einerseits können aufgrund der georeferenzierten und geospezifisch klassifizierten Simulationsumgebung der Simulationsdatenbasis eine Vielzahl von Eigenschaften und Gegebenheiten an der Zielposition des zu bekämpfenden Ziels ermittelt und berücksichtigt werden. Andererseits besteht der Vorteil beim Einsatz einer entsprechenden georeferenzierten Simulationsdatenbasis darin, dass diese aufgrund von jüngeren Entwicklungen eine besonders hohe räumliche Auflösung und darüber hinaus eine besonders hohe zeitliche Aktualität aufweisen können. Damit sind die für die Ermittlung des Munitionsbedarfs berücksichtigten Informationen über die Eigenschaften und Gegebenheiten an der Zielposition räumlich sehr genau und hoch aktuell. Des Weiteren wird durch die Georeferenzierung der entsprechenden Simulationsdatenbasen sichergestellt, dass zur Ermittlung des Munitionsbedarfs Informationen herangezogen und berücksichtigt werden, die die Eigenschaften und Gegebenheiten der tatsächlichen Zielposition in der Realumgebung wiederspiegeln.
  • Als Beispiel für ein entsprechendes Waffensystem soll in der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung auf ein Artilleriesystem Bezug genommen werden. Die Erfindung kann selbstredend jedoch auch im Zusammenhang mit anderen Waffensystemen zum Einsatz kommen.
  • Die entsprechende Simulationsdatenbasis kann beispielsweise auf der Grundlage von Bildaufnahmen erzeugt werden, die bei einem Überflug über die Realumgebung und/oder eine Durchfahrt durch die Realumgebung aufgenommen wurden. Die Georeferenzierung kann dabei anhand einer entsprechenden Dokumentation über die Position, Ausrichtung und Eigenschaften einer Aufnahmevorrichtung bei der jeweiligen Aufnahme erreicht werden. Als Simulationsumgebung können beispielsweise auf Punktwolken basierende oder auf einem Höhenraster basierende 2,5-dimensionale oder dreidimensionale Abbildungen der Realumgebung zum Einsatz kommen, wobei insbesondere durch eine Texturierung derartiger Abbildungen auf Grundlage der entsprechenden Bildaufnahmen geospezifische Simulationsumgebungen erstellt werden können.
  • Die Texturierung kann auch als datentechnische Eigenschaft, beispielsweise als datentechnische Verknüpfung mit Punkten, Dreiecken oder Flächen der Oberfläche der Simulationsumgebung, vorliegen, die nicht der Darstellung der Simulationsumgebung bedarf. Es kann also eine Auswertung der Simulationsumgebung an der Zielposition auch auf der Grundlage der Daten der Simulationsumgebung erfolgen, ohne dass es zwangsläufig einer entsprechenden Darstellung derer bedarf. Andererseits kann sowohl aus Kontrollals auch aus Interaktions- oder Bedienungsgründen des Verfahrens und entsprechender das Verfahren ausführender Vorrichtungen eine Darstellung der Simulationsumgebung sinnvoll und vorteilhaft sein.
  • Aufgrund der geospezifischen Abbildung der Realumgebung durch die Simulationsumgebung der Simulationsdatenbasis kann wiederum ermöglicht werden, dass die Simulationsumgebung mit hoher Zuverlässigkeit einer vollautomatischen oder weitestgehend automatisierten Klassifizierung unterzogen wird, was hier dazu führt, dass einzelne Teile, Bereiche oder Abschnitte der Simulationsumgebung einer oder mehreren Klassen und/oder Unterklassen zugeordnet werden. Auf die möglichen Klassifizierungen und Klassen wird im Weiteren noch detaillierter eingegangen werden. Allgemein kann vorgesehen sein, dass die Klassifizierung vor der Durchführung des Verfahrens durchgeführt und zusammen mit der Simulationsumgebung in der Simulationsdatenbasis gespeichert wird. Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass die Klassifizierung mit jeder Aktualisierung oder Veränderung einer Simulationsumgebung erneuert oder aktualisiert wird. Für den Fall, dass eine Aktualisierung der Simulationsumgebung während der Durchführung des hier beschriebenen Verfahrens erfolgt, kann auch vorgesehen sein, dass die Klassifizierung während der Laufzeit des erfindungsgemäßen Verfahrens aktualisiert wird.
  • Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung soll von einem weiten Verständnis des Begriffs der Bekämpfung eines Ziels ausgegangen werden. Beispielsweise soll auch die Herstellung einer Gefechtsfeldbeleuchtung oder der Einsatz von Rauchkanistern oder Nebelgeschossen zur Sichthemmung als Bekämpfung eines Ziels verstanden werden. Bei der Auswertung der Simulationsumgebung an der Zielposition handelt es sich auf Grund des an sich die Realumgebung nachbildenden Charakters der Simulationsumgebung um eine Auswertung einer Entsprechung der Zielposition in der Simulationsumgebung. Die Zielposition der Realumgebung wird also in eine georeferenzierte Entsprechung in der Simulationsumgebung umgewandelt oder umgerechnet und diese Entsprechung in der Simulationsumgebung wird ausgewertet.
  • Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Klassifizierung der Simulationsumgebung in der Umgebung der Zielposition ausgewertet wird. Dadurch kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass das zu bekämpfende Ziel noch besser im entsprechenden Gesamtkontext betrachtet und die Ermittlung des Munitionsbedarfs zum effektiven und sicheren Bekämpfen des Ziels weiter optimiert werden kann.
  • Bei dem Ausmaß der Umgebung, die im Rahmen der Auswertung der Klassifizierung der Simulationsumgebung berücksichtigt wird, kann es sich in Abhängigkeit von dem zu bekämpfenden Ziel, dem verwendeten Waffensystem und der verwendeten oder zur Verwendung beabsichtigten Munition um einige Meter je Raumrichtung bis hin zu einigen 100 m je Raumrichtung handeln. Beispielsweise kann bei einem Einsatz oder einem geplanten Einsatz von Munition mit Sprenggeschossen, die an der Zielposition zur Detonation gebracht werden sollen, bei der Auswertung der Klassifizierung der Simulationsumgebung ein größeres Umfeld, also ein größeres Ausmaß der Umgebung der Zielposition berücksichtigt werden, als wenn Munition eingesetzt wird, die als Gefechtsfeldbeleuchtung an der Zielposition eingesetzt werden soll.
  • Insgesamt soll an dieser Stelle zudem herausgestellt werden, dass es sich auch bereits bei einer Zielposition im Sinne der vorliegenden Erfindung um eine zweidimensionale Fläche oder ein dreidimensionales Volumen handeln kann. Dies hängt insbesondere auch mit der Tatsache zusammen, dass die von dem entsprechenden Waffensystem zu bekämpfenden Ziele mitunter keine Punktziele, sondern zwei- oder dreidimensional ausgedehnte Ziele darstellen, so dass eine entsprechende Ausdehnung des Begriffs der Zielposition angezeigt und notwendig ist. Demnach kann die Auswertung der Klassifizierung der Simulationsumgebung an der Zielposition bereits eine Auswertung auf einer zweidimensionalen Fläche oder in einem dreidimensionalen Raum der Simulationsumgebung beinhalten.
  • Die vorangehend beschriebene vorteilhafte Ausgestaltung sieht darüber hinaus jedoch auch vor, dass eine Auswertung der Klassifizierung jenseits der entsprechenden, gegebenenfalls zwei- oder dreidimensional ausgedehnten Zielposition, erfolgen kann.
  • Eine weitere, besonders bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass die Simulationsdatenbasis, insbesondere die Simulationsumgebung ein Geländemodell umfasst, welches das reale Gelände georeferenziert abbildet und zumindest Teile des Geländemodells in Geländeklassen klassifiziert sind und die Geländeklassen bei der Auswertung der Zielposition und insbesondere der Umgebung der Zielposition berücksichtigt werden.
  • Das Geländemodell kann beispielsweise hinsichtlich der Beschaffenheit der Geländeoberfläche, hinsichtlich der Verdichtung des Geländes, hinsichtlich der Topografie, insbesondere der Steigung des Geländes und/oder hinsichtlich des Bewuchses oder der Vegetation im Gelände klassifiziert sein. Beispielsweise kann die Klassifizierung der Oberfläche des Geländes eine Unterteilung in eine Wasseroberfläche, eine wässrige oder wenig feste Oberfläche und eine feste Oberfläche umfassen. Darüber hinaus können noch weitere Einteilungen und abgestufte, ggf. baumartig verzweigte Einteilungen in der jeweiligen Klassifizierung des Geländemodells vorgesehen sein.
  • Aufgrund der Auswertung der Zielposition und insbesondere der Umgebung der Zielposition unter Berücksichtigung einer entsprechenden Klassifizierung eines Geländemodells kann beispielsweise der ermittelte Munitionsbedarf derart bestimmt oder angepasst werden, dass bei einer geplanten oder beabsichtigten Bekämpfung eines Flächenziels, welches sich am Rande eines Gewässers befindet, die Bekämpfung des Ziels unter weitestgehender Vermeidung eines Beschusses der Wasserflächen erfolgt, wenn Munition verwendet wird oder verwendet werden soll, die bei einem Auftreffen auf der Wasseroberfläche wirkungslos wäre und darüber hinaus potentiell zum Hinterlassen von gefährlichen Blindgängern (auch: UXO, unexploded ordnance) im Wasser oder in den Wasserflächen führen könnte.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Simulationsdatenbasis, insbesondere die Simulationsumgebung eine Mehrzahl von Objektmodellen umfasst, welche reale Objekte abbilden und zumindest ein Teil der Objektmodelle in Objektklassen klassifiziert sind und die Objektklassen bei der Auswertung der Zielposition und insbesondere der Umgebung der Zielposition berücksichtigt werden.
  • Bei den Objektmodellen realer Objekte kann es sich bevorzugt um Modelle von Gebäuden oder anderen Bauwerken handeln. Aber auch verhältnismäßig großflächige oder großvolumige Teile der Vegetation, wie beispielsweise Bäume, können als Objektmodelle in der Simulationsdatenbasis, insbesondere in der Simulationsumgebung vorhanden sein. Allgemein können all diejenigen Gegenstände in der Simulationsumgebung der Simulationsdatenbasis als Objektmodelle realer Objekte vorgehalten werden, die sich in erheblichem Maße, insbesondere mit einem sprunghaften Höhenstieg, vom Geländemodell der Simulationsumgebung abheben.
  • Als Klassifizierung der Objektmodelle kommt insbesondere eine Klassifizierung nach Gebäuden und Vegetation und eine entsprechende Unterklassifizierung in Betracht. Beispielsweise können Objektmodelle zunächst als Gebäude und darüber hinaus als Wohngebäude oder Wohnhäuser oder industriell oder gar militärisch genutzte Häuser oder Gebäude klassifiziert werden. Durch die Berücksichtigung der Klassifizierung der Objektmodelle der Simulationsumgebung im Rahmen der Auswertung der Simulationsumgebung zur Bestimmung oder Anpassung des Munitionsbedarfs können in erster Linie besonders effektiv Kollateralschäden vermieden werden, indem beispielsweise der Munitionsbedarf derart bestimmt oder angepasst wird, dass ein unmittelbarer Beschuss oder eine mittelbare Beschädigung von Wohnhäusern unterbleibt.
  • Eine weitere, besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass in Abhängigkeit von der Zielposition stochastisch ermittelte Auftreffpunkte als Zielpunkte einer zu berechnenden Feuerleitlösung auf der Grundlage der Auswertung der Simulationsumgebung bewertet werden.
  • Demnach kann beispielsweise vorgesehen sein, dass anhand von einer Koordinate der Zielposition oder mehreren Koordinaten der Zielposition zunächst eine stochastisch ermittelte Mehrzahl von Auftreffpunkten als Zielpunkte einer zu berechnenden Feuerleitlösung bestimmt wird. Die jeweilige Stochastik kann dabei von dem individuellen Missionsziel oder der individuellen Auftragslage, der Art des zu bekämpfenden Ziels und/oder der Art und Funktionsweise der eingesetzten oder zum Einsatz vorgesehenen Munition abhängen.
  • Dabei ist es einerseits möglich, dass zunächst die Zielposition der Realumgebung in eine Entsprechung der Simulationsumgebung umgewandelt wird und anschließend die Auftreffpunkt als Entsprechungen realer Auftreffpunkte in der Simulationsumgebung ermittelt werden. Umgekehrt kann jedoch auch zuerst eine Berechnung der Auftreffpunkte und anschließend eine Bestimmung der Entsprechungen in der Simulationsumgebung erfolgen.
  • Nach einer zunächst rein stochastischen Bestimmung oder Ermittlung der Auftreffpunkte können diese wiederum zur Grundlage der Analyse der die Realumgebung abbildenden Simulationsumgebung gemacht werden und die Klassifizierung der Simulationsumgebung an den ermittelten Auftreffpunkten und in der Umgebung der ermittelten Auftreffpunkte ausgewertet werden. Diese Auswertung kann hiernach als Grundlage einer Bewertung herangezogen werden. Die Bewertung kann, rein beispielhaft, eine Einteilung gemäß eines Ampelsystems vorsehen. In diesem können die stochastisch ermittelten Auftreffpunkte als unkritisch, möglicherweise kritisch oder bedingt kritisch und als kritisch oder hochkritisch eingestuft werden.
  • In diesem Zusammenhang kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens vorgesehen sein, dass anhand der Bewertung der Auftreffpunkte die Auftreffpunkte geändert oder entfernt und/oder eine Warnung an einen Benutzer ausgegeben wird.
  • Beispielsweise kann je nach Automatisierungsgrad des Verfahrens vorgesehen sein, dass ein als kritisch bewerteter errechneter Auftreffpunkt automatisch entfernt wird. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Entfernung des Auftreffpunkts einem Benutzer in Form einer Warnung bekannt gegeben wird oder dass einem Benutzer in Form einer Warnung die letztendliche Entscheidung und/oder Verfügung über die Entfernung oder Änderung des Auftreffpunktes übergeben oder zumindest angekündigt wird.
  • Außerdem kann vorgesehen sein, dass automatisch oder halbautomatisch, also beispielsweise nach einer entsprechenden Benutzerinteraktion, eine Neuberechnung oder Veränderung eines entsprechend als kritisch oder möglicherweise kritisch bewerteten Auftreffpunkts durchgeführt wird. Die geänderte Berechnung kann beispielsweise auch auf stochastischen Grundlagen aufbauen. Vorteilhaft ist dabei, wenn die oder der geänderte Auftreffpunkt in identischer oder ähnlicher Weise wie die ursprünglichen Auftreffpunkte einer Bewertung auf der Grundlage der Auswertung der Simulationsumgebung erfahren.
  • Unter anderem kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen sein, dass die Bewertung der Auftreffpunkte in Abhängigkeit eines Abstands des Auftreffpunktes von einem Objekt einer bestimmten Objektklasse und/oder in Abhängigkeit des Abstands des Auftreffpunktes von einem Geländeteil einer bestimmten Geländeklasse erfolgt. Hierbei können beispielsweise Mindestabstände zu bestimmten Objekten oder Objektklassen sowie zu bestimmten Geländeteilen einer bestimmten Geländeklasse definiert werden, so dass im Rahmen der Bewertung des Auftreffpunktes beispielsweise ermittelt werden kann, ob der Auftreffpunkt die definierten Mindestabstände einhält.
  • Außerdem kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens insgesamt vorgesehen sein, dass eine Bekämpfungsart, mit der das zu bekämpfende Ziel bekämpft werden soll, bei der Auswertung der Simulationsumgebung an dem Zielpunkt, und insbesondere in dessen Umgebung, berücksichtigt wird.
  • Unter einer Bekämpfungsart können beispielsweise verschiedene Aufgaben und/oder Missionsziele der jeweiligen Bekämpfung des Ziels verstanden werden. Diese können beispielsweise vom Erzeugen einer Sichtbehinderung für feindliche Kräfte bzw. zur Erzeugung eines Sichtschutzes für eigene oder verbündete Kräfte über die Bekämpfung gepanzerter statischer oder mobiler Ziele bis hin zur Bekämpfung unterirdisch angelegter stark befestigter oder gepanzerter Bunker reichen. Abgestimmt auf die jeweilige Bekämpfungsart kann die Simulationsumgebung an der Zielposition und insbesondere in der Umgebung der Zielposition analysiert werden, wobei die jeweiligen Klassifizierungen der Simulationsumgebung berücksichtigt werden können und der Munitionsbedarf basierend auf der Analyse oder Auswertung bestimmt oder angepasst wird.
  • Alternativ oder zusätzlich sieht eine weitere, besonders bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens vor, dass eine Wirkweise einer gewählten Munitionsart bei der Auswertung der Simulationsumgebung berücksichtigt wird. Beispielsweise kann eine Munitionsart, mit der Rauch- und/oder Nebelgeschosse verschossen werden, hinsichtlich der Auswertung der Simulationsumgebung unter Berücksichtigung der Klassifizierung der Simulationsumgebung anders zu bewerten sein als eine Munitionsart, mit der Sprenggeschosse oder Hohlladungsgeschosse verschossen werden.
  • Durch die Berücksichtigung der Bekämpfungsart und/oder der Wirkungsweise einer Munitionsart kann die Effizienz und die Sicherheit der Zielbekämpfung sowie die Verringerung von Kollateralschäden weiter verbessert werden, da dadurch das durch die Simulationsumgebung vermittelte und anhand der Klassifizierung der Simulationsumgebung bewertbar oder berücksichtigbar gemachte Wissen über die Zielposition und insbesondere die Umgebung der Zielposition optimal ausgenutzt werden, um den Munitionsbedarf zur erfolgreichen und sicheren Bekämpfung des Ziels und/oder Erreichen des Missionsziels zu gewährleisten.
  • Eine weitere bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass zumindest eine Zielposition unter Zuhilfenahme der Simulationsdatenbasis, insbesondere unter Zuhilfenahme der Simulationsumgebung der Simulationsdatenbasis ermittelt wird. Grundsätzlich ist es möglich, eine Zielposition durch verschiedenste Verfahren und unter Zuhilfenahme verschiedenster Vorrichtungen zu bestimmen und zur Ermittlung des Munitionsbedarfs anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens an ein entsprechendes Waffenführungssystem zu übermitteln oder auf sonstige Weise zur Verfügung zu stellen.
  • Bei den verschiedenen Verfahren zur Bestimmung von zumindest einer Zielposition in der Realumgebung können jedoch unterschiedliche Fehler auftreten, die zu einer ungenauen oder insgesamt fehlerhaften Identifikation der Zielposition führen. Der damit einhergehende Nachteil für das erfindungsgemäße Verfahren liegt insbesondere darin, dass die Analyse der die Realumgebung geospezifisch und georeferenziert abbildenden Simulationsumgebung an der Zielposition und in der Umgebung der Zielposition sowie die darauf basierende Auswertung zur Ermittlung eines Munitionsbedarfs zumindest zu einem Teil nutzlos wird, sobald eine fehlerhafte oder ungenaue Zielposition zur Grundlage der Analyse der Simulationsumgebung gemacht wird.
  • Die Nutzlosigkeit bezieht sich dabei jedoch nicht auf den Schutz vor Kollateralschäden, sondern lediglich auf eine sichere und effiziente Bekämpfung des Ziels. Denn der Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens zur Ermittlung eines Munitionsbedarfs besteht darin, dass selbst bei einer falschen oder ungenauen Angabe der Zielposition diese Zielposition über die Georeferenzierung der Simulationsumgebung der Simulationsdatenbasis korrekt in eine entsprechende Zielposition oder Entsprechung in der Simulationsumgebung überführt wird und die Ermittlung des Munitionsbedarfs, auch unter Berücksichtigung der Maßnahmen zur Minimierung von Kollateralschäden, korrekt durchgeführt werden, sodass zwar ggf. eine ungenaue Zielposition die Grundlage der Ermittlung des Munitionsbedarfs und im Anschluss daran ggf. auch die Grundlage der Bestimmung von Feuerleitlösungen bildet, die im Rahmen des Verfahrens zur Ermittlung des Munitionsbedarfs vorgesehene Analyse der Simulationsumgebung und die darin ausgeführten Verfahrensschritte zur Minimierung von Kollateralschäden jedoch voll durchgreifen.
  • Um jedoch nicht nur Kollateralschäden effektiv zu vermeiden, sondern auch eine sichere und effiziente Bekämpfung des Ziels zu ermöglichen, ist eine korrekte und genaue Bestimmung der Zielposition von besonderem Interesse für das vorgeschlagene Verfahren. Dabei können wiederum die Eigenschaften der Simulationsdatenbasis und ihrer Simulationsumgebung vorteilhaft zum Einsatz kommen.
  • Denn über die mitunter sehr hohe räumliche Auflösung von bis zu wenigen Zentimetern pro Raumrichtung und die besonders hohe Realitätsnähe der Simulationsumgebung aufgrund ihrer Eigenschaft als geospezifische Abbildung der Realumgebung, eignen sich derartige Simulationsdatenbasen, insbesondere derartige Simulationsumgebungen besonders gut, um eine Zielposition zu bestimmen oder zu ermitteln. Beispielsweise kann dazu vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil der Simulationsumgebung dargestellt wird, insbesondere dass zumindest ein Teil der Simulationsumgebung auf einer Anzeigeeinheit dargestellt wird und entsprechende Vorrichtungen und Verfahren bereitgestellt werden, um die Darstellung des Teils der Simulationsumgebung zu manipulieren und insbesondere in der Darstellung eines Teils der Simulationsumgebung eine Markierung zumindest einer Position vorzunehmen, von der oder von denen ausgehend, abermals über die Georeferenzierung der Simulationsumgebung der Simulationsdatenbasis eine Zielposition in der Realumgebung abgeleitet oder berechnet wird.
  • Um die Ermittlung oder Bestimmung einer Zielposition mittels der Simulationsdatenbasis noch besser und effektiver zu gestalten, kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass ein Teil der Simulationsumgebung überlagert mit einem entsprechenden Teil der Realumgebung dargestellt und/oder angezeigt wird. Die resultierende Darstellung oder Anzeige vermittelt dem Benutzer dann einen Sinneseindruck einer erweiterten Realität (Augmented Reality). Eine derartige Ermittlung der Zielposition hat den Vorteil, dass für den Benutzer sowohl ein Teil einer Simulationsumgebung, als auch eine Darstellung der Realumgebung, insbesondere eine Echtzeitdarstellung einer Realumgebung, in der das zu bekämpfende Ziel dementsprechend naturgemäß dargestellt wird, überlagert werden, sodass die Bestimmung oder Ermittlung der Zielposition noch zuverlässiger erfolgen kann, da die vermeintliche Position des Ziels, in der die Realumgebung abbildenden Simulationsumgebung noch leichter und genauer erkannt und bestimmt werden kann.
  • Zu einer überlagerten Darstellung bietet sich beispielsweise eine perspektivische Darstellung der Simulationsumgebung an. Alternativ kann, insbesondere wenn keine Überlagerung mit einer Darstellung der Realumgebung erfolgen soll, die Simulationsumgebung auch in einer zweidimensionalen Kartendarstellung dargestellt werden. Dies entspricht dann, zumindest was die Vorgehensweise betrifft, weitestgehend der Bestimmung einer Zielposition beim sogenannten "Kartenschießen", wobei jedoch die Genauigkeit gegenüber dem klassischen "Kartenschießen" deutlich erhöht ist oder erhöht werden kann.
  • Ebenfalls kann bevorzugt vorgesehen sein, dass Objektmodelle der Simulationsumgebung oder Geländeteile der Simulationsumgebung gemäß ihrer Klassifizierung im Rahmen der Darstellung von zumindest einem Teil der Simulationsumgebung hervorgehoben dargestellt werden, um die zuverlässige und korrekte Bestimmung oder Ermittlung der Zielposition über die Simulationsumgebung weiter zu verbessern.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Darin zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer beispielshaften Situation, in der die Ermittlung eines Munitionsbedarfs eines Waffensystems notwendig ist;
    Fig. 2
    eine schematische Abbildung einer Darstellung einer georeferenzierten geospezifischen Simulationsumgebung;
    Fig. 3
    ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung eines Munitionsbedarfs gemäß einer ersten Ausführungsform;
    Fig. 4
    eine schematisierte Darstellung einer Klassifizierung einer Simulationsumgebung.
  • Die Fig. 1 zeigt beispielhaft eine Situation eines militärischen Einsatzes, in dem ein Ziel besonders ressourcensparend, effizient, sicher und unter Vermeidung jeglicher Kollateralschäden bekämpft und zu diesem Zwecke die Ermittlung eines Munitionsbedarfs durchgeführt werden soll.
  • In der Ausgangssituation der Fig. 1 ist ein Waffensystem 01 dargestellt, welches über ein Waffenführungssystem 02.1 und eine mit dem Waffenführungssystem 02.1 verbundene Feuerleiteinrichtung 02 verfügt. Beispielsweise soll es sich bei dem Waffensystem 01 um ein Panzerhaubitzen-System handeln. Das Waffensystem 01 soll dabei in der beispielhaften Situation der Fig. 1 eine Unterstützungsfunktion für weitere militärische Einheiten wahrnehmen. Die Unterstützungsfunktion soll auch dem Infanterietrupp 03 zukommen, der sich von dem Waffensystem 01 entfernt in der Realumgebung 05 befindet.
  • Im Beispiel der Fig. 1 kann angenommen werden, dass der Infanterietrupp 03 sich auf einer Patrouille befindet oder eine Aufklärungsmission durchführt. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass die Entfernungen und Abmessungen in der Darstellungen der Fig. 1 keinesfalls maßstabsgetreu sind. Vielmehr soll angenommen werden, dass sich der Infanterietrupp 03 in einem Abstand von mehreren Kilometern vom Waffensystem 01, jedoch noch innerhalb der Reichweite des Waffensystems 01 befindet.
  • Nunmehr soll davon ausgegangen werden, dass der Infanterietrupp 03 im Rahmen seiner Mission einen mittelbaren oder unmittelbaren Kontakt, insbesondere Sichtkontakt, zu einem zu bekämpfenden Ziel 04 herstellt, welches sich, wie auch das Waffensystem 01 und der Infanterietrupp 03, in der Realumgebung 05 befindet. Die Realumgebung 05 soll im Zuge der Beschreibung dieser Erfindung in ein reales Gelände 30 und in im realen Gelände 30 befindliche reale Objekte 28 unterteilt sein oder unterteilbar sein. Bei dem zu bekämpfenden Ziel 04 kann es sich beispielsweise um irreguläre Truppen handeln, die an der Zielposition 06, welche eine flächenmäßige oder räumliche Ausdehnung aufweist, eine improvisierte Gefechtsstellung, wie beispielsweise eine Mörserstellung installieren.
  • Sollte der Infanterietrupp 03 im weiteren Verlauf seiner Mission von dem dazu bekämpfenden Ziel 04 bedroht oder angegriffen werden, kann es insbesondere abhängig von der Mission des Infanterietrupps 03, der Art des Ziels 04 oder weiteren Gegebenheiten sinnvoll sein, dass die Bekämpfung des Ziels 04 nicht durch den Infanterietrupp 03, sondern durch das Waffensystem 01 erfolgt, welches somit seiner Unterstützungsfunktion für den Infanterietrupp 03 nachkommt. In diesem Fall ist es jedoch einerseits besonders wünschenswert, dass eine effektive und erfolgreiche Bekämpfung des Ziels 04 mit einem Mindestmaß an Munition erfolgen kann und darüber hinaus die Bekämpfung des Ziels 04 unter Vermeidung von Kollateralschäden durchgeführt wird.
  • Wie anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Ermittlung eines Munitionsbedarfs für das Waffensystem 01 zur Bekämpfung des Ziels 04 in der Realumgebung 05 durchgeführt werden kann, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 beschrieben.
  • Die Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts aus einer geospezifischen Simulationsumgebung 11, welche Teil einer georeferenzierten Simulationsdatenbasis ist und eine Abbildung der Realumgebung 05, insbesondere eine Abbildung des Teils der Realumgebung 05 umfasst, in welchem sich das zu bekämpfende Ziel 04 befindet. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Darstellung der Simulationsumgebung 11, wie sie in der Fig. 2 dargestellt ist, nicht zwangsläufig erforderlich. Zur besseren Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll die Darstellung der Simulationsumgebungen gemäß der Fig. 2 herangezogen werden.
  • Wie ausgehend von der Darstellung der Fig. 2 erkenntlich ist, umfasst die Simulationsumgebung 11 eine realitätsnahe oder realitätsgetreue Abbildung der Realumgebung 05. In der Simulationsumgebung 11 sind dabei Objektmodelle 25 vorgesehen, welche reale Objekte 28 der Realumgebung 05 abbilden. Darüber hinaus sind Teile oder Geländeteile 26 eines Geländemodells 29 von der Simulationsumgebung 11 umfasst, welche das reale Gelände 30 der Realumgebung 05 abbilden. Die Objektmodelle 25 und die Geländeteile 26 der Simulationsumgebung 11 können jeweils entsprechenden Klassen von Geländeklassen oder Objektklassen zugeordnet sein. Beispielsweise können die realabbildenden Objektmodelle 25.1 als Gebäude, zivile Gebäude, Wohngebäude klassifiziert sein und darüber hinaus noch weiteren Objektklassen oder Objektunterklassen zugeordnet sein. Gleichermaßen können die Objekte 25.2 der Objektklasse großvolumiger Bewuchs, Bäume oder dergleichen zugeordnet sein.
  • Der Geländeteil 26 des Geländemodells 29 der Simulationsumgebung 11 kann beispielsweise zumindest einer der Geländeklassen: fester Untergrund, verdichtete Oberfläche, asphaltiertes Gelände, Straße oder dergleichen zugeordnet sein. Die Fig. 2 umfasst zudem eine Position oder Fläche 20, die der Zielposition 06 der Realumgebung 05 entspricht. In welcher Form und mittels welcher Verfahren die Zielposition 06 bestimmt und in das erfindungsgemäße Verfahren übernommen, und insbesondere zur Analyse der Simulationsumgebung 11 verwendet wird, ist grundsätzlich beliebig. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann jedoch vorgesehen sein, dass auch die Ermittlung oder Bestimmung der Zielposition 06 in der Realumgebung 05 über eine Darstellung der Simulationsumgebung 11 erfolgt, wie sie beispielhaft in der Fig. 2 dargestellt ist.
  • Ausgehend von den Veranschaulichungen der Fig. 2 soll nunmehr ein beispielhafter Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß des Ablaufdiagramms der Fig. 3 skizziert werden.
  • Zunächst wird die grundsätzlich beliebig bestimmte Zielposition 06 in der Realumgebung 05 in Beziehung zu der georeferenzierten Simulationsumgebung 11 der Simulationsdatenbasis gebracht, so dass eine Analyse der Zielposition 06 mit der Simulationsdatenbasis, insbesondere mit der Simulationsumgebung 11, durchgeführt werden kann. Dazu kann eine Entsprechung der Zielposition 06 in Form der Fläche 20 bestimmt werden. Anschließend kann vorgesehen sein, dass ebenfalls im ersten Verfahrensschritt S1 ausgehend von der Größe der Zielposition 06 oder von der flächenmäßigen Erstreckung der Zielposition 06 aufgrund stochastischer Verfahren Auftreffpunkte 31 als Zielpunkte für eine zu berechnenden Feuerleitlösung für das Waffensystem 01 und dessen Feuerleiteinrichtung 02 ermittelt werden.
  • Die entsprechenden Auftreffpunkte 31 können anschließend beispielsweise im Verfahrensschritt S2 über die Georeferenzierung der Simulationsdatenbasis in die Simulationsumgebung 11 übertragen und dort einer Bewertung unterzogen werden. Die Bewertung der Auftreffpunkte 31 kann beispielsweise auf Grundlage der Abstände der Auftreffpunkte 31 von einer Objektklasse zugeordneten Objektmodellen 25.1 und 25.2 sowie in Abhängigkeit des Abstands der Auftreffpunkte 31 von Geländeklassen zugeordneten Geländeteilen 26 des Geländemodells 29 erfolgen. So kann beispielsweise ermittelt werden, dass ein erster Auftreffpunkt 31.1 einen Mindestabstand 32 zu einem Objektmodell 25.1, das der Objektklasse 38 Wohnhaus zugeordnet ist, unterschreitet. Auf Grundlage der Unterschreitung des Mindestabstands 32 kann der ursprüngliche Auftreffpunkt 31 beispielsweise als kritischer Auftreffpunkt bewertet werden.
  • Im Anschluss daran kann beispielsweise im Verfahrensschritt S3 eine Warnung an einen Benutzer ausgegeben werden, die dem Benutzer signalisiert, dass im Rahmen des Verfahrens zur Ermittlung eines Munitionsbedarfs zumindest ein kritischer Auftreffpunkt 31 ermittelt wurde oder anders ausgedrückt, ein ermittelter Auftreffpunkt 31 als kritisch bewertet wurde.
  • Daraufhin kann beispielsweise im Verfahrensschritt S4 eine Benutzereingabe erfolgen, die eine möglichst automatische Veränderung oder Anpassung des Auftreffpunkts 31.1 auslöst und zum Ziel hat, einen veränderten Auftreffpunkt 31.3 zu identifizieren, der in der Bewertung des Auftreffpunkts 31 in Abhängigkeit von der Auswertung der Simulationsumgebung 11 basierend auf der Klassifizierung 33 der Simulationsumgebung 11 als nicht mehr kritisch bewertet wird. Ausgehend von dieser Benutzereingabe kann im nachfolgenden Verfahrensschritt S5 eine automatische oder automatisierte Suche nach einem veränderten Auftreffpunkt 31.3 durchgeführt werden, der einerseits noch von der Ausdehnung der Zielposition 06 oder der Fläche 20 umfasst wird und andererseits bei der Bewertung auf Grundlage der Auswertung der Simulationsumgebung 11 nicht mehr als kritisch bewertet wird.
  • Soweit ein geänderter und nicht mehr als kritisch bewerteter alternativer Auftreffpunkt 31.3 identifiziert werden kann, fährt das Verfahren mit dem anschließenden Verfahrensschritt S6 fort. Sofern für den als kritisch bewerteten Auftreffpunkt 31.1 kein geeigneter geänderter Auftreffpunkt 31.3 identifiziert werden kann, kann vorgesehen sein, dass in dem Verfahrensschritt S7 der Auftreffpunkt 31.1 automatisch entfernt wird, um Kollateralschäden im Bereich des als Wohnhaus klassifizierten Objektmodells 25.1 und dessen realer Entsprechung, Objekt 28.1 zu vermeiden.
  • In einem anschließenden Verfahrensschritt S8 können beispielsweise die Auftreffpunkte 31.2 und 31.3 an die Feuerleiteinrichtung 02 des Waffensystems 01 übergeben werden, um für die Auftreffpunkte 31.2 und 31.3 entsprechende Feuerleitlösungen zu generieren.
  • Wie aufgrund der vorangegangenen Beschreibung des Verfahrens deutlich wird, kann über eine möglichst weitgehende und detaillierte Klassifizierung 33 einer georeferenzierten und geospezifischen Simulationsumgebung 11 einer Simulationsdatenbasis ein Munitionsbedarf ermittelt werden, der eine gleichzeitig effektive und sichere Bekämpfung von Zielen 04 in der Realumgebung 05 ermöglicht, wobei über die Analyse der Simulationsumgebung 11 an der Zielposition 06 oder einer Entsprechung der Zielposition 06 in der Simulationsumgebung 11 eine Vielzahl von Informationen berücksichtigt werden können und damit in die Ermittlung des Munitionsbedarfs eingehen können, die bei bekannten Verfahren zur Ermittlung eines Munitionsbedarfs unberücksichtigt bleiben und dementsprechend zu einer weniger effektiven oder zumindest weniger sicheren Bekämpfung von Zielen führen.
  • Die Fig. 4 zeigt beispielhaft die Einteilung der Simulationsumgebung 11 in eine Klassifizierung 33 mit einer Baumstruktur 34 an Klassen 35. Zunächst ist die Simulationsumgebung in ein Geländemodell 29 und in Objektmodelle 25 unterteilt. Das Geländemodell 29 oder bestimmte Teile des Geländemodells 29 ist wiederum in unterschiedliche Geländeklassen 36 klassifiziert, von denen zumindest einige abermals Unterklassen 37 aufweisen, mit denen das Gelände der jeweiligen Teile des Geländemodells 29 weiter oder genauer klassifiziert wird. Auch die Objektmodelle sind unterschiedlichen Objektklassen 38 zugeordnet, die zumindest teilweise in weitere Unterklassen 37 aufgegliedert sind. Die Verzweigungen der Klassifizierung 33 der Fig. 4 kann über die dargestellten Ebenen hinaus beliebig komplex ausfallen.
  • Für jede Geländeklasse 36 oder Objektklasse 38 sowie die Unterklassen 37 können entsprechende Vorgaben vorgesehen sein, die bei der Auswertung der Simulationsumgebung 11 berücksichtigt werden. Als Beispiel für eine solche Vorgabe kann der Mindestabstand 32 verstanden werden.
  • Anstatt der in der Fig. 4 dargestellten Baumstruktur 34 kann auch eine alternative Klassifizierung 33, beispielsweise gemäß einer zwei- oder mehrdimensionalen Matrix vorgesehen sein.
    • Bezugszeichen:
    • 01
    Waffensystem
    02
    Feuerleiteinrichtung
    02.1
    Waffenführungssystem
    03
    Infanterietrupp
    04
    Ziel
    05
    Realumgebung
    06
    Zielposition
    11
    Simulationsumgebung
    20
    Fläche
    25
    Objektmodell
    25.1
    Objektmodell
    25.2
    Objektmodell
    26
    Geländeteil/Teil des Geländemodells
    28
    Objekt
    28.1
    Objekt
    29
    Geländemodell
    30
    Gelände
    31
    Auftreffpunkt
    31.1
    Auftreffpunkt
    31.2
    Auftreffpunkt
    31.3
    Auftreffpunkt
    32
    Mindestabstand
    33
    Klassifizierung
    34
    Baumstruktur
    35
    Klassen
    36
    Geländeklassen
    37
    Unterklassen
    38
    Objektklassen

Claims (10)

  1. Verfahren zur Ermittlung eines Munitionsbedarfs eines Waffensystems (01) zur Bekämpfung eines Ziels (04) in einer Realumgebung (05),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Zielposition (06) des zu bekämpfenden Ziels 04 mit einer georeferenzierten Simulationsdatenbasis, welche eine die Realumgebung (05) geospezifisch abbildende Simulationsumgebung (11) umfasst, analysiert wird, wobei mittels einer Klassifizierung (33) der Simulationsumgebung (11) die Simulationsumgebung (11) an der Zielposition (06) ausgewertet wird und der Munitionsbedarf in Abhängigkeit der Auswertung bestimmt oder angepasst wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Klassifizierung (33) der Simulationsumgebung (11) in der Umgebung der Zielposition (06) ausgewertet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Simulationsumgebung (11) ein Geländemodell (29) umfasst, welches das reale Gelände (30) georeferenziert abbildet und zumindest Teile (26) des Geländemodells (29) in Geländeklassen (36) klassifiziert sind und die Geländeklassen (36) bei der Auswertung der Zielposition (06), und insbesondere deren Umgebung, berücksichtigt werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Simulationsumgebung (11) eine Mehrzahl von Objektmodellen (25, 25.1, 25.2) umfasst, welche reale Objekte (28) abbilden und zumindest ein Teil der Objektmodelle (25, 25.1, 25.2) in Objektklassen (38) klassifiziert sind und die Objektklassen (38) bei der Auswertung der Zielposition (06) und/oder deren Umgebung berücksichtigt werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in Abhängigkeit von der Zielposition (06) stochastisch ermittelte Auftreffpunkte (31, 31.1, 31.2) als Zielpunkte einer zu berechnenden Feuerleitlösung auf Grundlage der Auswertung der Simulationsumgebung (11) bewertet werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass anhand der Bewertung der Auftreffpunkte (31, 31.1, 31.2) die Auftreffpunkte geändert oder entfernt und/oder eine Warnung an einen Benutzer ausgegeben wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Bewertung der Auftreffpunkte (31, 31.1, 31.2) in Abhängigkeit eines Abstandes des Auftreffpunktes (31, 31.1, 31.2) von einem Objektmodell (25, 25.1, 25.2) einer bestimmten Objektklasse (38) und/oder eines Geländeteils (26) einer bestimmten Geländeklasse (36) erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Bekämpfungsart zur Bekämpfung des zu bekämpfenden Ziels (04) bei der Auswertung der Simulationsumgebung (11) berücksichtigt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Wirkweise einer gewählten Munitionsart bei der Auswertung der Simulationsumgebung (11) berücksichtigt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest eine Zielposition (06) mittels der Simulationsdatenbasis ermittelt wird.
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