FR2708095A1 - Method for guiding a machine equipped with a target search device - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de guidage d'un engin muni d'un dispositif de recherche de cible. L'engin est dirigé, au moyen d'une liaison de transmission vers une région escomptée de présence de la cible. Cette région est déterminée en fonction d'une estimation de direction et de distance de la cible, ainsi que des tolérances d'estimation. Dans le cas d'une rupture de la liaison de transmission, le dispositif de recherche de cible guide l'engin. L'invention s'applique notamment au lancement de torpilles vers des navires de surface.The invention relates to a method of guiding a vehicle provided with a target search device. The machine is directed, by means of a transmission link towards an expected region of presence of the target. This region is determined based on an estimate of direction and distance from the target, as well as estimate tolerances. In the event of a break in the transmission link, the target search device guides the machine. The invention applies in particular to the launching of torpedoes towards surface ships.
Description
La présente invention concerne un procédé de guidage vers une cible d'unThe present invention relates to a method of guiding to a target of a
engin guidé, muni d'un dispositif de recherche de cible, selon lequel de l'énergie provenant d'un véhicule porteur et rayonnée ou réfléchie par la cible est détectée, de manière à déterminer la position guided craft, provided with a target search device, wherein energy from a carrier vehicle and radiated or reflected by the target is detected, thereby determining the position
Se la cible par rapport au véhicule porteur, par une esti- Target it in relation to the carrier vehicle, by a
mation de direction et de distance.direction and distance.
Il existe déjà des procédés de guidage d'un engin guidé; le Brevet de la République Fédérale Allemande N There already exist methods for guiding a guided machine; the patent of the German Federal Republic N
0 22 00 623 décrit un procédé de ce genre par navigation pro- No. 2,200,623 discloses a method of this kind by
portionnelle dans le but d'amener l'engin dans la position la plus favorable possible par rapport à la cible. Dans ce cas, l'engin ne doit pas croiser la trajectoire de la cible, comme c'est le cas selon un autre procédé connu, mais il est envisagé de faire suivre à l'engin la trajectoire de portionnal in order to bring the machine in the most favorable position possible with respect to the target. In this case, the machine must not cross the trajectory of the target, as is the case according to another known method, but it is envisaged to follow the machine the trajectory of
la cible.target.
Selon un procédé de guidage connu, une torpille est guidée sur un cap de collision avec une position de cible calculée. Mais ce procédé présente un inconvénient à savoir que pour le guidage de l'engin, il n'est pas tenu compte des tolérances inévitables d'estimation de direction et de distance. Ces tolérances peuvent avoir comme effet que la torpille n'atteint pas du tout la cible, mais passe à côté. Il en résulte que de nombreux trajets de recherche According to a known guidance method, a torpedo is guided on a collision course with a calculated target position. However, this method has the disadvantage that, for guiding the machine, unavoidable tolerances of direction estimation and distance are not taken into account. These tolerances can have the effect that the torpedo does not reach the target at all, but misses it. As a result, many search paths
de la cible sont nécessaires, mais ce qui présente l'in- of the target are needed, but what presents the
convénient que le canal de transmission de l'engin ou son énergie d'alimentation ne suffisent plus pour trouver la cible. suggest that the transmission channel of the machine or its power supply is no longer sufficient to find the target.
L'invention a donc pour objet de proposer un procé- The object of the invention is therefore to propose a procedure
dé déjà mentionné ci-dessus, qui garantit une haute proba- already mentioned above, which guarantees a high probability
bilité de rencontre, en tenant compte des tolérances d'es- meeting, taking into account the tolerances of
timation de la position de la cible avec un guidage sur un timation of the position of the target with guidance on a
trajet direct vers la cible.direct route to the target.
Selon l'invention, ce résultat est obtenu par le According to the invention, this result is obtained by the
fait qu'à partir de l'estimation de direction et de dis- that from the estimation of direction and dis-
tance et de leurs tolérances, une région escomptée de pré- and their tolerances, an expected region of pre-
sence de la cible, approximativement rectangulaire, est dé- the target, approximately rectangular, is de-
zer-mnée dont la largeur et la hauteur dépendent des tolé- zer-mne whose width and height depend on tolerances
rances des estimations de direction horizontale et verticale et dont la profondeur dépend des tolérances d'estimation de distance; l'engin est dirigé vers un côté avant de la région estimates of horizontal and vertical direction and whose depth depends on distance estimation tolerances; the craft is directed to a front side of the area
escomptée, et il parcours cette région, essentiellement sui- expected, and it covers this region, essentially following
vant son axe longitudinal jusqu'à ce que son dispositif de its longitudinal axis until its
recherche détecte lacible et le dirige vers cette dernière. search detects and directs it to the latter.
La région escomptée de présence de la cible est défi- mie nar un volume qui entoure de toutes parts la position de The target area of target presence is defined by a volume that surrounds the position of
la cible. Etant donné que les dimensions de cette région dé- target. Since the dimensions of this region de-
pendent des tolérances d'estimation de direction et de dis- pendent of direction estimation and
tance, la forme de cette région est allongée en raison des tolérances différentes. Si les tolérances d'estimation de tance, the shape of this region is lengthened due to different tolerances. If the estimation tolerances of
direction sont prédominantes, la région escomptée de pré- direction are predominant, the expected region of pre-
sence de la cible s'étend davantage suivant sa largeur et sa hauteur et par conséquent, perpendiculairement au véhicule porteur tandis que si les tolérances d'estimation de distance prédominent, la région escomptée s'étend davantage suivant sa profondeur et par conséquent, dans la direction radiale par the target extends further along its width and height and therefore perpendicular to the carrier vehicle, whereas if distance estimation tolerances predominate, the expected region extends further along its depth and, therefore, in the radial direction by
rapport au véhicule porteur.relative to the carrier vehicle.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'in- According to another advantageous characteristic of the in-
vention, il est prévu, pour le lancement initial, de calcu- vention, it is planned, for the initial launch, to
ler une région escomptée prévue en tenant compte de la vites- a planned expected region taking into account the
se et de la trajectoire de la cible. En outre, la région es- itself and the trajectory of the target. In addition, the region
comptée prévue est agrandie, dans sa largeur et sa hauteur, en fonction des tolérances d'estimation de vitesse, et dans sa profondeur en fonction des tolérances d'estimation de The planned count is enlarged in width and height according to the speed estimation tolerances, and in its depth according to the estimation tolerances.
trajectoire. Cette augmentation indésirable de la région es- path. This undesirable increase in the es-
comptée de présence de la cible est ensuite compensée pen- The presence count of the target is then compensated
dant que de nouvelles régions escomptées momentanées sont as new, momentary expected regions are
déterminées continuellement et que la trajectoire et la vi- continuously determined and that the trajectory and vi-
tesse de la cible peuvent être estimées avec des tolérances plus réduites, ces -dernières intervenant dans le calcul de of the target can be estimated with smaller tolerances, these latter being
la région escomptée de présence de la cible. the expected region of target presence.
Si l'engin est relié au véhicule porteur par une Liaison de transmission, comme par exemple une torpille guidée par fils, après avoir atteint la surface avant de If the vehicle is connected to the carrier vehicle by a transmission link, such as a wire-guided torpedo, after having reached the front surface of the vehicle
la région escomptée, il est guidé dans une direction sui- the expected region, it is guided in the following direction:
v-ant l'axe longitudinal.the longitudinal axis.
Si l'engin ne peut être guidé à partir du véhi- If the machine can not be guided from the vehicle
cule porteur, il est muni d'un dispositif automatique qui carrier, it is equipped with an automatic device
introduit une correction de trajectoire à un instant pré- introduced a correction of trajectory at a pre-
determiné auquel l'engin a probablement atteint la sur- determined that the machine probably reached the
face avant.front face.
Egalement dans un engin qui est relié au véhi- Also in a machine that is connected to the vehicle
cule porteur par une liaison de transmission, il est pré- carrier by a transmission link, it is
férable de prévoir un dispositif automatique comme sécu- able to provide for an automatic device
rité contre une rupture de la liaison de transmission. against a break in the transmission link.
Pendant le trajet de l'engin, des corrections permanentes des régions escomptées qui sont calculées sont introduites During the journey of the craft, permanent corrections of the expected regions which are calculated are introduced
et dans le cas d'une rupture de la liaison de transmis- and in the event of a break in the transmission link
sion, l'engin est finalement guidé vers la région voulue. the craft is finally guided to the desired region.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la région escomptée probable de présence de la cible est According to another characteristic of the invention, the expected expected region of presence of the target is
corrigée pendant le temps dans lequel l'engin est comman- corrected during the time in which the machine is
dé et progresse, et il est ensuite guidé suivant l'axe dice and progresses, and it is then guided along the axis
longitudinal corrigé. Cela est particulièrement avanta- longitudinal corrected. This is particularly advantageous
geux quand la cible se déplace suivant une trajectoire happy when the target moves along a trajectory
et avec une vitesse variables.and with a variable speed.
Un instant de départ, une vitesse et une tra- A moment of departure, a speed and a
jectoire peuvent être indiqués préalablement à l'engin, may be indicated in advance of the craft,
avec lesquels il atteindra probablement la région escomp- with which it will probably reach the region
tée. Si de l'énergie sonore émise par une cible est ted. If sound energy emitted by a target is
utilisée pour déterminer la région escomptée de présen- used to determine the expected region of
ce de la cible, selon un procédé de détection passif, this of the target, according to a passive detection method,
cette région escomptée a une forme allongée dans la di- this expected region has an elongated form in the di-
rection radiale par rapport au véhicule porteur, car les tolérances d'estimation de distance sont supérieures aux tolérances d'estimation de direction. Dans ce cas, l'engin est muni d 'un dispositif de repérage qui reçoit lt'énerie acoustique et qui le guide vers la surface avant de la région escomptée, indiquée par le véhicule porteur. radial rectification relative to the carrier vehicle, because the distance estimation tolerances are greater than the direction estimation tolerances. In this case, the vehicle is provided with a tracking device which receives the acoustic facility and which guides it towards the front surface of the expected region, indicated by the carrier vehicle.
Une simplification du calcul de la région escomp- A simplification of the calculation of the region
tée de présence de la cible est possible, dans le cas ou presence of the target is possible, in the case where
l'engin, par exemple une torpille, doit être lancée con- the craft, for example a torpedo, must be launched
tre un navire de surface. Dans ce cas, la région escomp- be a surface ship. In this case, the region
tée n'a pas à être déterminée dans trois dimensions car -0 la surface de l'eau définit le plan de la trajectoire does not have to be determined in three dimensions because -0 the surface of the water defines the plane of the trajectory
de la cible et la torpille est prévue pour une profon- of the target and the torpedo is intended for a deep
deur prédéterminée. Il suffit donc de déterminer une sur- predetermined amount. It is therefore sufficient to determine an over-
face de cible à partir d'une direction et d'une distance target face from a direction and from a distance
dans le plan horizontal.in the horizontal plane.
1_5 Une région de détection est définie en fonction de la portée et de l'angle de réflexion du dispositif de repérage de la torpille, et elle est comparée avec la largeur de surface de cible. Si la région de réception A detection region is defined according to the range and angle of reflection of the torpedo tracking device, and is compared with the target surface width. If the receiving region
ne couvre pas suffisamment la surface de cible, la tor- does not sufficiently cover the target area,
c pille parcourt cette dernière à plusieurs reprises, en Pille travels the latter several times,
faisant des méandres.meandering.
Les avantages de l'invention résident surtout dans le fait qu'un engin, au lieu d'être guidé vers un point de cible, est guidé dans une région escomptée dans The advantages of the invention lie mainly in the fact that a machine, instead of being guided towards a target point, is guided in a region expected in
laquelle doit se trouver la cible. Etant donné que l'en- which must be the target. Since the
gin est guidé vers la surface avant de la région escomp- gin is guided towards the front surface of the region
tée dont l'étendue est la plus petite, le dispositif de détection de la cible de l'engin couvrant une région de whose range is the smallest, the device's target detection device covering a region of
réception prédéterminée, est exploité de façon optimale. predetermined reception, is operated optimally.
L'engin détecte la cible particulièrement vite lorsque The machine detects the target particularly quickly when
la largeur et la hauteur de la surface avant correspon- the width and height of the front surface corres-
dent aux dimensions de la zone de réception. Cette dis- tooth to the dimensions of the reception area. This disc
position permet d'obtenir que l'engin trouve directement la cible et avec une plus grande sureté et qu'il peut position allows the machine to find the target directly and with greater certainty and can
donc être utilisé avec une probabilité de rencontre con- therefore be used with a probability of meeting
sidérablement accrue.drastically increased.
-5-5
D'autres caractéristiques et avantages de l'in- Other features and advantages of the
ven-ion apparaîtront au cours de la description qui va ven-ion will appear during the description that goes
suivre. Aux dessins annexés donnés uniquement à titre d' ex--pe nullement limitatif: to follow. In the accompanying drawings given solely as a non - limitative example:
La Figure 1 est un schéma simplifié d'un dispo- Figure 1 is a simplified diagram of a
sirif selon l'invention, etsirif according to the invention, and
la Figure 2 est-le croquis d'un appareil indica- Figure 2 is the sketch of a device indicating
teur du dispositif de la Figure 1.the device of Figure 1.
!0 Comme le montre la Figure 1, le véhicule porteur ! 0 As shown in Figure 1, the carrier vehicle
i comporte des appareils destinés à déterminer la posi- i includes apparatus for determining the posi-
tion de la cible. Ces appareils utilisent l'énergie ré- target. These devices use the energy re-
fléchie par la cible pour déterminer sa direction et sa bent by the target to determine its direction and
distance. La direction de la cible par rapport au véhi- distance. The direction of the target with respect to the vehicle
1 cule porteur est définie dans le plan horizontal et le plan vertical par des goniomètres 2 et 3. La distance entre la cible et le véhicule porteur 1 est déterminée par un télémètre 5. Un calculateur de région de cible 6 1 carrier carrier is defined in the horizontal plane and the vertical plane by goniometers 2 and 3. The distance between the target and the carrier vehicle 1 is determined by a rangefinder 5. A target region calculator 6
est connecté derrière les goniomètres 2 et 3 et le télé- is connected behind the goniometers 2 and 3 and the tele-
mètre 5.meter 5.
En ce qui concerne le procédé de détermination With regard to the determination method
de distance, par exemple lorsqu'aucun appareil particu- distance, for example when no particular device
lier de mesure de distance n'est prévu, la distance est estimée à partir des valeurs d'angle des goniomètres 2 distance measuring is not expected, the distance is estimated from the angle values of the goniometers 2
et 3 et du mouvement propre, dans un calculateur de dis- and 3 and own motion, in a calculator of dis-
tance 7 faisant partie du calculateur 6 de région es- 7 of the calculator 6 of the ES region.
comptée de présence de cible.target presence count.
Le calculateur de région 6 détermine une posi- The region calculator 6 determines a posi-
tion instantanée de la cible et une région escomptée the target and an expected region
autour de cette position qui est définie par les tolé- around this position which is defined by the toler-
rances de détermination d'angle et de distance. Le cal- rances for determining angle and distance. The cal-
culateur de région 6 comporte un calculateur de trajet 8 et un calculateur de vitesse 9 auquel sont appliquées des données de mouvement propre du véhicule porteur 1, region driver 6 includes a path calculator 8 and a speed calculator 9 to which own motion data of the carrier vehicle 1 is applied,
provenant d'un générateur 10.from a generator 10.
Un appareil indicateur 12 est prévu pour l'affi- An indicating apparatus 12 is provided for displaying
chage de la largeur et de la profondeur de la région es- the width and depth of the region
comptée de présence de la cible ainsi que du trajet et count of presence of the target as well as the path and
de la vitesse de cette cible, et il est connecté au calcu- the speed of this target, and it is connected to the
!teur 6 de région de cible. L'indicateur affiche plu- 6 target region. The indicator displays more
sieurs régions escomptées 13 déterminées les unes après les autres dans le temps ainsi qu'un vecteur de trajet the expected regions 13 identified one after the other in time and a path vector
14 dont la longueur dépend de la vitesse de la cible. 14 whose length depends on the speed of the target.
Un calculateur de prévision 16, connecté au cal- A forecast calculator 16, connected to the
culateur de région de cible 6 a pour fonction de détermi- target region 6 has the function of determin-
ner un lancement initial d'un engin à partir du véhicule porteur 1. Le calculateur de prévision 16 calcule pour !'engin, par exemple pour une torpille 18, le temps de parcours jusqu'à la région escomptée 19 qui est affichée sur l'appareil indicateur 12. La détermination de cette région escomptée 19 sera expliquée par la suite en regard An initial launch of a machine from the carrier vehicle 1. The forecast calculator 16 calculates for the machine, for example for a torpedo 18, the travel time to the expected region 19 which is displayed on the vehicle. indicating device 12. The determination of this expected region 19 will be explained later with regard to
dela Figure 2, à propos d'une région escomptée 39. dela Figure 2, about an expected region 39.
Les caractéristiques de trajet de guidage pour le lancement de la torpille 18 sont fournies au calculateur de prévision 16 par un générateur de données 17 et sont The guide path characteristics for launching the torpedo 18 are provided to the forecast calculator 16 by a data generator 17 and are
utilisées dans le calcul de la région escomptée 19. used in the calculation of expected region 19.
Le calculateur de prévision 16 calcule l'instant The forecast calculator 16 calculates the instant
de départ, le trajet et la vitesse avec lesquels la tor- starting point, the route and speed with which the torpedo
pille 18 atteint la surface avant de la région escomptée 19 probable. Le trajet et la vitesse sont transmis à la torpille 18 par une liaison de transmission 20. En outre, le calculateur de prévision 16 calcule une modification de trajetpour l'instant présumé o la torpille 18 atteint loot 18 reaches the front surface of the expected expected region 19. The path and the speed are transmitted to the torpedo 18 by a transmission link 20. In addition, the forecast calculator 16 calculates a path change for the presumed instant o the torpedo 18 reached.
la surface avant de la région escomptée 19, afin de gui- the front surface of the expected region 19, in order to
der la torpille sur l'axe longitudinal de la région es- the torpedo along the longitudinal axis of the
comptée 19.counted 19.
La torpille 18 contient un dispositif de recherche de cible, par exemple un dispositif de repérage 21 qui reçoit de l'énergie émise par la cible. Un commutateur The torpedo 18 contains a target search device, for example a tracking device 21 which receives energy emitted by the target. A switch
22 est connecté au dispositif de guidage 23 de la tor- 22 is connected to the guide device 23 of the tor-
pille 18 et il peut changer de position entre a liaison de transmission 20 et le dispositif de repérage 21. A la détection de la cible, le dispositif de repérage 21 émet un saia de changement de position vers le commutateur 18 and it can change position between a transmission link 20 and the tracking device 21. Upon detection of the target, the tracking device 21 transmits a change of position saia to the switch
292 de --anière que les informations de guidage du dispo- 292 that the guidance information of the
siTif derepérage 21 soient transmises au dispositif de siTif derepérage 21 are transmitted to the
guidage 23.guidance 23.
La Figure 2 représenrte à plus grande échelle !'affichage sur le dispositif indicateur 12 de la Figure I. -n trajet et une vitesse probables de la cible sont Figure 2 shows on a larger scale the display on the indicating device 12 of Figure I. A probable path and speed of the target are
déterminés à partir de trois régions escomptées 33 re- determined from three expected regions 33
crésentées à des instants successifs et sont affichées p Par un vecteur de trajet 34 et les tolérances connues du procédé de mesure déterminent deux vecteurs de trajet presented at successive times and are displayed by a path vector 34 and the known tolerances of the measurement method determine two path vectors
dérivés 34.1 et 34.2.derivatives 34.1 and 34.2.
Pour un lancement initial, une région escomptée For an initial launch, an expected region
probable 38 que la torpille devrait rencontrer à un in- probable 38 that the torpedo should meet at a
stant donné est d'abord déterminée. Etant donné que la given stant is first determined. Since the
région escomptée 38 n'est pas encore la région défini- expected region 38 is not yet the definitive region
tive pour la trajectoire de la torpille, mais qu'elle n'en est qu'une idée, elle n'est pas affichée sur le dispositif indicateur 12 de la Figure 1. Les dimensions de la région escomptée 38 sont agrandies par rapport à celles des régions escomptées 33, d'une part en raison des tolérances d'estimation de trajet et d'autre part For the trajectory of the torpedo, but as an idea, it is not displayed on the indicator device 12 of Figure 1. The dimensions of the expected region 38 are enlarged compared to those regions 33, on the one hand because of the path estimation tolerances and on the other hand
en raison des tolérances d'estimation de vitesse. La di- because of the speed estimation tolerances. The di-
mension d'une région escomptée 33 déterminée au début est-représentée dans sa région escomptée 38 pour montrer of an expected region 33 determined in the beginning is represented in its expected region 38 to show
l'effet des tolérances d'estimation de vitesse et de tra- the effect of speed estimation tolerances and
jet. D'autres mesures continues et des régions escomptées jet. Other ongoing measures and expected regions
instantanées déterminées à partir de ces mesures, per- snapshots determined from these measures,
mettent de resserrer ces tolérances (non représentées). tighten these tolerances (not shown).
pendant la progression de la torpille dans la région escomptée, cette dernière se déplace en raison du mouvement de la cible. Il faut également tenir compte d'une région escomptée 39 réelle, mobile obliquement, dont le déplacement par rapport à la région escomptée 38 est déterminé par le temps nécessaire à la torpille pour during the progression of the torpedo in the expected region, the latter moves due to the movement of the target. It is also necessary to take into account a real expected obliquely moving region 39 whose displacement with respect to the expected region 38 is determined by the time required for the torpedo to
se déplacer depuis la surface avant jusqu'à un trajet in- move from the front surface to an in-
zermédiaire, et par le mouvement de la cible pendant ce zemps. Une partie d'une trajectoire d'une torpille lancée jusqu'a un instant donné est représentée par le zermediary, and by the movement of the target during this time. Part of a trajectory of a torpedo launched until a given instant is represented by the
trait pointillé 4o0.dashed line 4o0.
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