FR2761503A1

FR2761503A1 - Target aiming simulation procedure

Info

Publication number: FR2761503A1
Application number: FR9703941A
Authority: FR
Inventors: Jean Yves Perol; Nicolas Martin; Jean Luc Assouly
Original assignee: MATRA BAE DYNAMICS FRANCE
Current assignee: MATRA BAE DYNAMICS FRANCE
Priority date: 1997-04-01
Filing date: 1997-04-01
Publication date: 1998-10-02
Anticipated expiration: 2017-04-01
Also published as: FR2761503B1

Abstract

The procedure consists of measuring the position of the target and calculating in real time, using a computer programmed for the type of weapon and projectile, the trajectory of the projectile and position of the targetb to ensure an impact. The programmed computer can be located on the target itself, and the calculation of a simulated trajectory made according to a referance mark linked to the target. The computer can also have a data base in numerical form related to the nature of the terrain, possible camouflage and vertical movements.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF D'ENTRAINEMENT AU TIR,
PAR SIMULATION
La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'entraînement au tir à l'aide d'une arme tirant une munition de caractéristiques connues vers une cible mobile.METHOD AND DEVICE FOR DRAWING TRAINING,
BY SIMULATION
The present invention relates to a method and a device for training in shooting using a weapon firing a munition of known characteristics towards a moving target.

Les simulateurs de tir récents utilisent un faisceau laser codé qui sert de désignateur de cible et qui transmet, de l'arme vers la cible, des informations sur la nature de la munition tirée et l'identité de l'arme. La cible comporte des moyens permettant dévaluer les dommages subis, à partir de ces éléments. Recent fire simulators use a coded laser beam which serves as a target designator and which transmits, from the weapon to the target, information on the nature of the ammunition fired and the identity of the weapon. The target includes means to assess the damage suffered, based on these elements.

Parmi les éléments qui fixent la position de l'impact, les principaux sont la hausse donnée à l'arme, le temps de vol de la munition et l'avance du pointage par rapport à la cible dans le sens de déplacement de cette dernière. Tous ces éléments doivent être correctement restitués lors de la simulation. A l'heure actuelle, les simulateurs les plus perfectionnés, dits "deux voies" utilisent des accéléromètres et des gyromètres afin que le faisceau laser simule à chaque instant, en temps réel, la position de la munition dans l'espace. Cette solution est très coûteuse. Des simulateurs plus simples, dits "une voie", pointent directement le faisceau laser dans la direction choisie par le tireur. Le temps de vol n'est donc pas pris en compte. En contrepartie, le tireur doit pointer la cible pendant toute la durée présumée du vol, ce qui est peu réaliste. Among the elements which fix the position of the impact, the main ones are the increase given to the weapon, the time of flight of the ammunition and the advance of the aiming compared to the target in the direction of displacement of this last. All these elements must be correctly reproduced during the simulation. At present, the most sophisticated simulators, known as "two-way" use accelerometers and gyrometers so that the laser beam simulates at all times, in real time, the position of the munition in space. This solution is very expensive. Simpler simulators, called "one way", directly point the laser beam in the direction chosen by the shooter. Flight time is therefore not taken into account. In return, the shooter must point the target for the entire duration of the flight, which is unrealistic.

La présente invention vise à fournir un procédé et un dispositif d'entraînement au tir par simulation permettant de reconstituer le processus de mise en oeuvre de l'arme et la trajectoire de la munition, clest-à-dire d'arriver au même résultat que les systèmes actuels les plus performants, à un coût très inférieur, avec une large possibilité d'adaptation à l'arme à simuler. The present invention aims to provide a method and a device for training in shooting by simulation making it possible to reconstitute the process of implementation of the weapon and the trajectory of the ammunition, ie to arrive at the same result as the most efficient current systems, at a much lower cost, with a wide possibility of adaptation to the weapon to be simulated.

Dans ce but, l'invention propose notamment un procédé d'entraînement au tir à l'aide d'une arme tirant une munition de caractéristiques connues vers une cible mobile, suivant lequel
on mesure l'emplacement et la position angulaire de l'arme dans un repère absolu et on les diffuse vers les cibles potentielles,
on mesure lemplacement de la cible visée à l'aide de moyens portés par la cible, dans ledit repère absolu,
on calcule en temps réel, à l'aide d'un calculateur programmé en fonction de la nature de l'arme et de la munition, la trajectoire de la munition et l'emplacement de la cible pour déterminer l'existence et éventuellement la nature d'un impact.To this end, the invention proposes in particular a method of training in shooting using a weapon firing a munition of known characteristics towards a moving target, according to which
we measure the location and the angular position of the weapon in an absolute reference and we diffuse them towards the potential targets,
the location of the targeted target is measured using means carried by the target, in said absolute coordinate system,
we calculate in real time, using a calculator programmed according to the nature of the weapon and the ammunition, the trajectory of the ammunition and the location of the target to determine the existence and possibly the nature of an impact.

En général, le calculateur programmé sera placé sur la cible elle-même. Les calculs de simulation de la trajectoire de la munition pourraient s'effectuer dans un repère lié à la cible. I1 est possible de passer de la simulation du tir à l'aide d'une arme à celle du tir avec une autre arme simplement par une modification du logiciel chargé dans le calculateur. In general, the programmed calculator will be placed on the target itself. The simulations of the trajectory of the ammunition could be performed in a frame linked to the target. It is possible to pass from the simulation of the shooting using a weapon to that of the shooting with another weapon simply by a modification of the software loaded in the computer.

L'invention propose également un dispositif d'entraînement au tir permettant de mettre en oeuvre le procédé cidessus, comprenant
sur l'arme et éventuellement sur le porteur mobile de l'arme, des moyens de mesure de l'emplacement et de la position angulaire de l'arme dans un repère absolu et des moyens de diffusion d'informations sur ledit emplacement et ladite position angulaire,
des moyens portés par la cible pour mesurer de 1' emplace- ment de la cible,
des moyens de réception des informations diffusées et de restitution de l'emplacement et de la position angulaire de 1 'arme,
et un calculateur programmé en fonction de la nature de l'arme et de la munition pour restituer en temps réel la trajectoire de la munition et la comparer à l'emplacement de la cible.The invention also provides a shooting training device for implementing the above process, comprising
on the weapon and possibly on the mobile carrier of the weapon, means for measuring the location and the angular position of the weapon in an absolute coordinate system and means for diffusing information on said location and said position angular,
means carried by the target for measuring the location of the target,
means for receiving the information broadcast and for restoring the location and the angular position of the weapon,
and a calculator programmed according to the nature of the weapon and of the ammunition to restore in real time the trajectory of the ammunition and compare it to the location of the target.

Les moyens de mesure de l'emplacement de l'arme et de sa position angulaire peuvent avantageusement être constitués par un ou plusieurs récepteurs GPS. Ils peuvent être complétés, sur l'arme, par des accéléromètres et/ou gyromètres bas de gamme, donc à faible coût, recalés en permanence par le ou les récepteurs GPS. Le logiciel chargé dans le calculateur peut comporter une base numérique de terrain restituant les micro-reliefs, pour l'entraînement sur terrain accidenté. The means for measuring the location of the weapon and its angular position can advantageously be constituted by one or more GPS receivers. They can be supplemented, on the weapon, by low-end accelerometers and / or gyrometers, therefore at low cost, permanently readjusted by the GPS receiver (s). The software loaded into the computer can include a digital terrain base restoring the micro-reliefs, for training on uneven terrain.

On sait que, dans des conditions normales d'emploi, c'est-à-dire lorsque le récepteur reçoit les émissions d'un nombre suffisant de satellites de la constellation GPS, il est possible d'arriver sans difficulté à une précision de localisation de quelques dizaines de centimètres et à une précision sur l'orientation inférieure au degré. On pourra trouver une description d'un système de ce genre, mais beaucoup plus complexe que celui nécessaire pour la simulation de tir, utilisant à la fois une localisation GPS et des capteurs inertiels ; dans des régions où le ciel est constamment dégagé, on peut même utiliser une hybridation simplifiée, dérivée de celle décrite dans la demande de brevet No. It is known that, under normal conditions of use, that is to say when the receiver receives the emissions of a sufficient number of satellites of the GPS constellation, it is possible to arrive without difficulty in positioning accuracy. of a few tens of centimeters and with a precision on the orientation lower than the degree. We can find a description of a system of this kind, but much more complex than that necessary for the simulation of shooting, using both a GPS location and inertial sensors; in regions where the sky is constantly clear, one can even use a simplified hybridization, derived from that described in patent application No.

95 14228(MATRA MARCONI SPACE FRANCE).95 14228 (MATRA MARCONI SPACE FRANCE).

Enfin, on peut relever que le procédé et le dispositif proposés sont applicables aussi bien à l'entraînement que sur site dédié qu'en terrain ouvert. Finally, it can be noted that the proposed method and device are applicable both to training and on dedicated site as in open terrain.

Les caractéristiques ci-dessus ainsi que d'autres apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels
- la figure 1 est un schéma de principe montrant les principaux composants
- la figure 2 est un organigramme d'un programme utilisable pour la mise en oeuvre du procédé.The above characteristics as well as others will appear better on reading the following description of a particular embodiment of the invention, given by way of nonlimiting example. The description refers to the accompanying drawings, in which
- Figure 1 is a block diagram showing the main components
- Figure 2 is a flowchart of a program usable for the implementation of the method.

Sur la figure 1 sont schématisés un poste de tir 10 et des cibles potentielles 12 et 14. Le poste de tir 10 est constitué d'un porteur 18 sur lequel est montée une arme 20. In FIG. 1 are shown schematically a shooting station 10 and potential targets 12 and 14. The shooting station 10 consists of a carrier 18 on which a weapon 20 is mounted.

Dans le cas illustré sur cette figure, les moyens 22 de mesure de la position et de l'attitude de l'arme sont portés par cette dernière. Ils pourraient être aussi bien scindés en deux parties, constituées par des moyens de mesure de position montés sur le porteur 18 et des moyens de mesure d'attitude portés par l'arme 20. Les moyens de mesure de position sont constitués en règle générale par un récepteur GPS traditionnel compatible du mode différentiel, utilisant les signaux reçus d'une constellation de satellites en orbite basse. Les moyens de mesure d'attitude mettent en oeuvre une interférométrie sur les émissions des satellites GPS. In the case illustrated in this figure, the means 22 for measuring the position and attitude of the weapon are carried by the latter. They could also be split into two parts, constituted by position measuring means mounted on the carrier 18 and attitude measuring means carried by the weapon 20. The position measuring means are generally constituted by a traditional GPS receiver compatible with differential mode, using the signals received from a constellation of satellites in low orbit. The attitude measurement means implement interferometry on the emissions from the GPS satellites.

Sur le porteur est monté un calculateur 24 qui est relié aux moyens 22. Il est destiné à acquérir un top indiquant l'instant du tir, la nature de la munition sélectionnée, stockée en mémoire, et les caractéristiques de position et d'attitude de l'arme 20 fournies par les moyens 22. Ces informations sont mises en forme et utilisées pour moduler une porteuse diffusée par un émetteur 26 vers les cibles potentielles. Cet émetteur peut fonctionner par exemple en mode à accès multiples à détection de porteuse, ou CSMA. On the carrier is mounted a computer 24 which is connected to the means 22. It is intended to acquire a top indicating the moment of firing, the nature of the selected ammunition, stored in memory, and the characteristics of position and attitude of the weapon 20 supplied by the means 22. This information is shaped and used to modulate a carrier broadcast by a transmitter 26 to the potential targets. This transmitter can operate for example in multiple access mode with carrier detection, or CSMA.

L'émetteur peut être associé à un récepteur fonctionnant dans le même mode et utilisant la même antenne, permettant de recevoir des informations sur les résultats du tir.The transmitter can be associated with a receiver operating in the same mode and using the same antenna, making it possible to receive information on the results of the shooting.

Chacune des cibles, 12 par exemple, comporte généralement un porteur 28 équipé d'un moyen de calcul de la position et généralement aussi de l'attitude 30 de la cible et d'un émetteur récepteur 32. Dans le cas illustré sur la figure 1, qui est le plus fréquent, le calculateur 34 destiné à déterminer la trajectoire de la cible est monté sur le porteur 28. Il comporte une mémoire destinée à stocker les caractéristiques de la munit ion tirée contenues dans le message diffusé par le poste de tir 10. En règle générale, la trajectoire de la munition sera reconstituée dans un repère lié à la cible, définie grâce aux moyens de mesure de position et d'attitude 30 qui peuvent utiliser des moyens de traitement appartenant au calculateur. Each of the targets, 12 for example, generally comprises a carrier 28 equipped with a means of calculating the position and generally also of the attitude 30 of the target and of a transceiver 32. In the case illustrated in FIG. 1 , which is the most frequent, the computer 34 intended to determine the trajectory of the target is mounted on the carrier 28. It includes a memory intended to store the characteristics of the fired munit ion contained in the message broadcast by the firing station 10 As a general rule, the trajectory of the munition will be reconstituted in a reference frame linked to the target, defined by means of position and attitude measurement means 30 which can use processing means belonging to the computer.

Le calculateur 34 peut également contenir, lorsque le dispositif est destiné à être utilisé sur terrain accidenté, une base de données sous forme numérique, donnant le microrelief du terrain et permettant de tenir compte des masquages éventuels et des déplacements en altitude. The computer 34 may also contain, when the device is intended to be used on uneven terrain, a database in digital form, giving the microrelief of the terrain and making it possible to take account of any masking and displacements at altitude.

Le synoptique de fonctionnement du dispositif peut être celui montré en figure 2, dans le cas de M tireurs et de N cibles. The operating block diagram of the device can be that shown in FIG. 2, in the case of M shooters and N targets.

Pour le tireur 1 par exemple, les paramètres de tir sont émis en permanence dès acquisition de ces paramètres. Il en est de même pour les autres tireurs éventuels. La cible 1 par exemple reçoit les paramètres de tir et effectue un calcul de corrélation conduisant à un test. Si ce test conclut à l'absence d'impact calculé, la ressource est libérée. Dans le cas contraire, il y a émission de données indiquant l'impact et éventuellement ses caractéristiques estimées. Ces données sont reçues par le tireur et par les autres cibles. For shooter 1 for example, the firing parameters are sent continuously as soon as these parameters are acquired. It is the same for other potential shooters. Target 1 for example receives the firing parameters and performs a correlation calculation leading to a test. If this test concludes that there is no calculated impact, the resource is released. Otherwise, data is sent indicating the impact and possibly its estimated characteristics. This data is received by the shooter and the other targets.

Chacun des participants (tireurs et cibles) peut ainsi recevoir l'identification de la cible touchée. Une signalisation visuelle, auditive ou autre d'une cible considérée comme éliminée peut être prévue. Each of the participants (shooters and targets) can thus receive the identification of the target hit. Visual, auditory or other signaling of a target considered to have been eliminated may be provided.

Claims

1. Method of training in shooting using a weapon firing a munition of known characteristics towards a moving target, according to which the location and the angular position of the weapon are measured in an absolute reference frame and they are broadcasts to potential targets,

the location of the targeted target is measured using means carried by the target, in said absolute coordinate system,

we calculate in real time, using a computer programmed according to the nature of the weapon and the ammunition, the trajectory of the ammunition and the location of the target to determine the existence and possibly the nature of an impact.

2. Method according to claim 1, characterized in that the programmed computer is placed on the target itself.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the calculations of the simulation of the trajectory of the ammunition are carried out in a reference frame linked to the target.

4. Device for firing training using a weapon firing a munition of known characteristics towards a mobile target, comprising on the weapon and possibly on the mobile carrier of the weapon, means for measuring the location and the angular position of the weapon in an absolute reference and means for diffusing information on said location and said angular position,

means carried by the target for measuring the location of the target,

means for receiving the information broadcast and for restoring the location and the angular position of the weapon,

and a calculator programmed according to the nature of the weapon and of the ammunition to restore in real time the trajectory of the ammunition and compare it to the location of the target.

5. Device according to claim 4, characterized in that the measurement means are constituted by one or more GPS receivers.