JP2001108743A - 追尾装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 武器発射後の命中点近くで外乱が発生しても
武器発射角に影響を与えない追尾装置を得る 【解決手段】 武器発射中には弾丸等が目標に命中する
直前の目標追尾計算機の出力を用いて目標の未来位置を
予測し、この予測値により武器発射方向を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、地上に設置ある
いは艦船に搭載し、艦船や航空機などの追尾に使用され
る追尾装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は、追尾装置の運用を示すもので１
はレーダセンサを備えた追尾装置、２は上記追尾装置が
追尾する目標である。この種の追尾装置は一般に捜索か
ら追尾及び武器発射角の計算までを実施する機能を備え
ている。

【０００３】図９は、この種の追尾装置の構成を示す構
成図であり、３は電波により目標を追尾するためのレー
ダセンサ、４はレーダセンサ３を備えた方位盤、５はレ
ーダセンサ３からの信号を処理し、距離追尾するための
レーダ距離追尾部、６はレーダセンサ３からの信号を処
理し、角度追尾するためのレーダ角度追尾部、７はレー
ダ距離追尾部５から得られた目標の距離とレーダ角度追
尾部６から得られた目標の角度を入力して目標の位置、
速度及び加速度を求める目標追尾計算機、８は目標追尾
計算機７で得られた目標位置を入力して方位盤４を駆動
して目標方向に指向させレーダ距離追尾部５が目標の距
離とレーダ角度追尾部６が目標の角度とを連続して測れ
るようにする方位盤制御部、９は目標追尾計算機７より
得られる目標の現在位置、速度及び加速度と、さらに発
射武器の弾道特性とから武器発射角を求める武器発射角
計算機である。

【０００４】以上のように構成された追尾装置は、レー
ダセンサ３で目標を追尾すると、レーダ距離追尾部５に
よって検出される目標の距離及びレーダ角度追尾部６に
よって検出される目標の角度は目標追尾計算機７によっ
て目標の位置、速度及び加速度の発生と平滑が行われ
る。この平滑された目標諸元は方位盤制御部８に送られ
方位盤４を駆動してレーダセンサ３は連続して目標を追
尾する。目標追尾計算機７で得られる平滑目標諸元は武
器発射角計算機９にも送られ発射武器の弾道諸元から目
標と発射武器との未来会合点を予測して武器発射角を求
める。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の追
尾装置においては、次のような問題があった。目標に向
け武器が発射され弾丸等が目標の近くを通り過ぎた場合
及び弾丸等の信管が目標近くで作動した場合に追尾が一
時的に弾丸等に引かれ追尾誤差を発生させる。この命中
点近くで生じる外乱により目標を検出するレーダセンサ
がこの外乱を受け目標の角度及び距離が正確に検出する
ことができない。この検出誤差は平滑目標諸元に誤差を
もたらし、武器発射角計算に誤差を生じるので次弾発射
においては命中精度が低下するという問題点があった。

【０００６】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、武器発射後の命中点近くで外乱が
発生しても武器発射角に影響を与えない追尾装置を得る
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明による追尾装
置は、武器発射中には弾丸等が目標に命中する直前の目
標追尾計算機の出力を用いて目標の未来位置を予測し、
この予測値により武器発射方向を算出するようにしたも
のである。

【０００８】また、第２の発明による追尾装置は、武器
発射中には弾丸等が目標に命中する直前の目標追尾計算
機の出力を用いて目標の未来位置を予測し、この予測値
により武器発射方向を算出し、命中する直後には現在の
目標追尾計算機の出力を用いて武器発射方向を算出する
ようにしたものである。

【０００９】第３の発明による追尾装置は、武器発射中
には弾丸等が目標に命中する直前の目標追尾計算機の出
力を用いて目標の未来位置を予測し、この予測値により
武器発射方向を算出し、弾丸が通り過ぎた後には現在の
目標追尾計算機の出力を用いて武器発射方向を算出する
ようにしたものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１を示す図であり、３から９は従来の装置
で示したものと同様である。１０は目標追尾計算機の出
力と目標の予測位置から弾丸毎に弾丸の飛翔時間が取り
決められている射表を用いて弾丸が目標に命中するまで
の時間である弾丸飛翔秒時を計算し、弾丸飛翔秒時計算
結果から命中直前の時間を算出する命中前弾丸飛翔秒時
計算機、１１は命中前弾丸飛翔秒時計算機１０の出力信
号を受けて弾丸等が目標に命中する直前の目標追尾計算
機７からの目標諸元を記憶する目標諸元記憶装置、１２
は目標諸元記憶装置１１の出力を受けて未来時刻におけ
る目標位置を連続して求める目標位置予測計算機、１３
は命中前弾丸飛翔秒時計算機１０の出力信号によって、
目標追尾計算機７の出力と目標位置予測計算機１２の出
力を切り換えるスイッチ回路である。

【００１１】図２は、命中前弾丸飛翔秒時計算機１０で
処理するためのフローチャートである。１４は目標追尾
計算機７から入力される目標位置、速度及び加速度信号
読み込みのステップ、１５は目標の予測位置から弾丸毎
に弾丸の飛翔時間が取り決められている射表を用いて弾
丸が目標に命中するまでの時間を算出する弾丸飛翔秒時
計算のステップ、１６は命中直前の時間を判定する弾丸
飛翔秒時?１秒かの判定ステップ、１７は判定結果を出
力する判定ステータスセットのステップである。

【００１２】上記に構成された、追尾装置の動作を説明
する。レーダセンサ３で目標を追尾すると、レーダ距離
追尾部５によって検出される目標の距離及びレーダ角度
追尾部６によって検出される目標の角度は、目標追尾計
算機７によって目標の位置、速度及び加速度を求め平滑
が行われる。この平滑された目標諸元は２つに分かれ、
一方は武器発射角計算機９へ、他方は目標諸元記憶装置
１１を通り、命中前弾丸飛翔秒時計算機１０から判定ス
テータスが発生した場合、目標諸元の記憶を行い、目標
位置予測計算機１２に送って目標の位置、速度及び加速
度を基に任意の経過時間後の目標位置を連続して発生す
る。この目標予測位置計算の原理は、目標予測位置を求
める場合の目標初期位置をＰ(p)、記憶された目標速度
をＶ、記憶された目標加速度をＡ、経過時間をｔとする
と経過時間ｔ秒後の目標位置Ｐ(t)は数１で表される。

【００１３】

【数１】

【００１４】命中直前の時間を例えば弾丸飛翔秒時の１
秒前とする。武器が発射されると命中前弾丸飛翔秒時計
算機１０では、図２のフローチャートに従い、弾丸飛翔
秒時の１秒前かを判定する。弾丸飛翔秒時の１秒前と判
定されると判定ステータスセット１７で判定ステータス
を目標諸元記憶装置１１と目標追尾計算機７の出力と目
標位置予測計算機１２の出力を切り換えるスイッチ回路
１３へ出力し、武器発射角計算機９はスイッチ回路１３
により目標追尾計算機７の出力から目標位置予測計算機
１２の出力を入力とする。武器発射角計算機９は発射武
器の弾道諸元と目標諸元とから目標と発射武器との未来
会合点を予測して武器発射角を求める。さらに武器発射
角計算機９の入力となる目標諸元を方位盤制御部８へ送
り、方位盤４を駆動してレーダセンサ３が目標に指向す
るように方位盤４を制御する。

【００１５】このような構成になっているので、武器発
射後の命中点近くで発生する外乱がレーダセンサ３に影
響して、目標観測精度が一時的に悪化しても命中点近く
では目標の観測値を使用せずに命中点近く前の目標追尾
諸元を用いて任意の経過時間後の目標位置を予測できる
ので、武器発射角計算機９の入力には命中点近くで発生
する外乱に基づく目標諸元が入らないので武器発射角計
算出力には命中点近くで発生する外乱が影響しない。

【００１６】実施の形態２．図３は、この発明の実施の
形態２を示す図であり、３から９は従来の装置で示した
ものと同様である。１０から１３は、実施の形態１で説
明したのと同一のものである。１８は目標追尾計算機の
出力と目標の予測位置から弾丸毎に弾丸の飛翔時間が取
り決められている射表を用いて弾丸が目標に命中するま
での時間である弾丸飛翔秒時を計算し、弾丸飛翔秒時計
算結果から命中直後の時間を算出する命中後弾丸飛翔秒
時計算機である。

【００１７】図４は、命中後弾丸飛翔秒時計算機１８で
処理するためのフローチャートである。１４、１５及び
１７は、実施の形態１で説明したのと同一のものであ
る。１９は命中直後の時間を判定する弾丸飛翔秒時＋１
秒かの判定ステップである。

【００１８】命中直後の時間を例えば弾丸飛翔秒時の１
秒後とする。これら装置により、武器が発射されると実
施の形態１で動作説明した通り命中点近く前では、武器
発射角計算機９は目標追尾計算機７の出力から目標位置
予測計算機１２の出力を入力し武器発射角を求める。さ
らに外乱が無くなった命中直後には、命中後弾丸飛翔秒
時計算機１８で、図４のフローチャートに従い、弾丸飛
翔秒時の１秒後かを判定する。弾丸飛翔秒時の１秒後と
判定されると判定ステータスセット１７で判定ステータ
スを目標諸元記憶装置１１と目標追尾計算機７の出力と
目標位置予測計算機１２の出力を切り換えるスイッチ回
路１３へ出力し、武器発射角計算機９はスイッチ回路１
３により目標位置予測計算機１２の出力から目標追尾計
算機７の出力を入力とする。また、この判定ステータス
により、目標諸元記憶装置１１で記憶された目標諸元
は、解除される。

【００１９】このような構成になっているので、武器発
射後の命中点近くで発生する外乱がレーダセンサ３に影
響して、目標観測精度が一時的に悪化しても命中点近く
では目標の観測値を使用せずに命中点近く前の目標追尾
諸元を用いて任意の経過時間後の目標位置を予測できる
ので、武器発射角計算機９の入力には命中点近くで発生
する外乱に基づく目標諸元が入らないので武器発射角計
算出力には命中点近くで発生する外乱が影響しない。さ
らに外乱が無くなった命中直後には、自動的に目標観測
精度が得られたレーダセンサ３の目標の観測値を使用し
た、目標追尾計算機７の出力を用いて目標の追尾の実施
及び武器発射角を求めることができる。

【００２０】実施の形態３．図５は、この発明の実施の
形態３を示す図であり、３から９は従来の装置で示した
ものと同様である。１０から１３は、実施の形態１で説
明したのと同一のものである。２０は目標追尾計算機の
出力と目標の予測位置から弾丸毎に弾丸の飛翔時間が取
り決められている射表を用いて弾丸が目標に命中するま
での時間である弾丸飛翔秒時を計算し、弾丸飛翔秒時計
算結果から連射された弾丸が目標を通り過ぎた時間を算
出する連射弾丸飛翔秒時計算機である。

【００２１】図６は、連射弾丸飛翔秒時計算機２０で処
理するためのフローチャートである。１４、１５及び１
７は、実施の形態１で説明したのと同一のものである。
２１は発射弾数と発射速度から初弾から最終弾までの発
射時間を算出する連射時間計算、２２は連射された弾丸
等が目標を通り過ぎた時間を判定する弾丸飛翔秒時＋連
射時間かである。

【００２２】図７は、連射された弾丸が目標に向かう弾
道であり、２は目標、２３Ａは命中前の連射された弾丸
の初弾、２４Ａは命中前の連射された弾丸の最終弾、２
３Ｂは目標を通り過ぎた連射された弾丸の初弾、２４Ｂ
は目標を通り過ぎた連射された弾丸の最終弾である。例
えば発射弾数が５発、発射速度が１００発／分で連射さ
れると初弾が発射されてから最終弾が発射されるまでの
連射時間は、３秒となる。この場合の連射された弾丸が
目標を通り過ぎた時間は、射表を用いて計算された弾丸
が目標に命中するまでの時間である弾弾丸飛翔秒時に３
秒を加えた時間となる。

【００２３】これら装置により、武器が連射されると実
施の形態１で動作説明した通り命中点近く前では、武器
発射角計算機９は目標追尾計算機７の出力から目標位置
予測計算機１２の出力を入力し武器発射角を求める。さ
らに外乱が無くなった弾丸等が目標を通り過ぎた後に
は、連射弾丸飛翔秒時計算機２０で、図６のフローチャ
ートに従い、弾丸飛翔秒時と連射時間から弾丸が通り過
ぎたかを判定する。弾丸が目標を通り過ぎと判定される
と判定ステータスセット１７で判定ステータスを目標諸
元記憶装置１１と目標追尾計算機７の出力と目標位置予
測計算機１２の出力を切り換えるスイッチ回路１３へ出
力し、武器発射角計算機９はスイッチ回路１３により目
標位置予測計算機１２の出力から目標追尾計算機７の出
力を入力とする。また、この判定ステータスにより、目
標諸元記憶装置１１で記憶された目標諸元は、解除され
る。

【００２４】このような構成になっているので、武器発
射後の命中点近くで発生する外乱がレーダセンサ３に影
響して、目標観測精度が一時的に悪化しても命中点近く
では目標の観測値を使用せずに命中点近く前の目標追尾
諸元を用いて任意の経過時間後の目標位置を予測できる
ので、武器発射角計算機９の入力には命中点近くで発生
する外乱に基づく目標諸元が入らないので武器発射角計
算出力には命中点近くで発生する外乱が影響しない。さ
らに外乱が無くなった連射された弾丸が目標を通り過ぎ
た直後には、自動的に目標観測精度が得られたレーダセ
ンサ３の目標の観測値を使用した、目標追尾計算機７の
出力を用いて目標の追尾の実施及び武器発射角を求める
ことができる。

【００２５】

【発明の効果】第１の発明によれば、武器発射後の命中
点近くで発生する外乱がレーダセンサに影響しても武器
発射角に影響を与えない効果がある。

【００２６】第２の発明によれば、武器発射後の命中点
近くで発生する外乱がレーダセンサに影響しても武器発
射角に影響を与えないとともに、外乱が無くなった命中
直後には、自動的に目標観測精度が得られたレーダセン
サの目標の観測値を使用した、目標の追尾の実施及び武
器発射角を求めることができる効果がある。

【００２７】第３の発明によれば、武器発射後の命中点
近くで発生する外乱がレーダセンサに影響しても武器発
射角に影響を与えないとともに、外乱が無くなった連射
された弾丸が目標を通り過ぎた直後には、自動的に目標
観測精度が得られたレーダセンサの目標の観測値を使用
した、目標の追尾の実施及び武器発射角を求めることが
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による追尾装置の実態１を示す図で
ある。

【図２】 この発明による追尾装置の実態１のフローチ
ャート図である。

【図３】 この発明による追尾装置の実態２を示す図で
ある。

【図４】 この発明による追尾装置の実態２のフローチ
ャート図である。

【図５】 この発明による追尾装置の実態３を示す図で
ある。

【図６】 この発明による追尾装置の実態３のフローチ
ャート図である。

【図７】 連射された弾丸が目標に向かう弾道を示す図
である。

【図８】 追尾装置の運用を示す図である。

【図９】 従来の追尾装置を示す図である。

【符号の説明】

１ 追尾装置、２ 目標、３ レーダセンサ、４ 方位
盤、５ レーダ距離追尾部、６ レーダ角度追尾部、７
目標追尾計算機、８ 方位盤制御部、９ 武器発射角
計算機、１０ 命中前弾丸飛翔秒時計算機、１１ 目標
諸元記憶装置、１２ 目標位置予測計算機、１３ スイ
ッチ回路、１８ 命中後弾丸飛翔秒時計算機、２０ 連
射弾丸飛翔秒時計算機。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目標を追尾するレーダセンサと、上記レ
   ーダセンサからの信号を処理し、目標の角度、目標の距
   離を出力するレーダ角度追尾部及びレーダ距離追尾部
   と、上記レーダ角度追尾部から得られる目標の角度と上
   記レーダ距離追尾部から得られる目標の距離の出力を受
   けて目標の位置と速度を計算する目標追尾計算機と、武
   器発射中には弾丸等が目標に命中する直前の上記目標追
   尾計算機の出力を弾丸飛翔秒時信号に基づき記憶する目
   標諸元記憶装置と、上記目標諸元記憶装置の出力により
   目標の未来位置を予測する目標位置予測計算機と、上記
   目標追尾計算機又は上記目標位置予測計算機の出力によ
   り武器の発射角を計算する武器発射角計算機と、弾丸飛
   翔秒時信号に基づき上記目標追尾計算機の出力と、上記
   目標位置予測計算機の出力を切り換えて上記武器発射角
   計算機へ入力させるスイッチ回路と、弾丸等が目標に命
   中する直前の状態を上記目標諸元記憶装置及びスイッチ
   回路に伝える弾丸飛翔秒時計算機とを備えたことを特徴
   とする追尾装置。
2. 【請求項２】 目標を追尾するレーダセンサと、上記レ
   ーダセンサからの信号を処理し、目標の角度、目標の距
   離を出力するレーダ角度追尾部及びレーダ距離追尾部
   と、上記レーダ角度追尾部から得られる目標の角度と上
   記レーダ距離追尾部から得られる目標の距離の出力を受
   けて目標の位置と速度を計算する目標追尾計算機と、武
   器発射中には弾丸等が目標に命中する直前の上記目標追
   尾計算機の出力を弾丸飛翔秒時信号に基づき記憶する目
   標諸元記憶装置と、上記目標諸元記憶装置の出力により
   目標の未来位置を予測する目標位置予測計算機と、上記
   目標追尾計算機又は上記目標位置予測計算機の出力によ
   り武器の発射角を計算する武器発射角計算機と、弾丸飛
   翔秒時信号に基づき上記目標追尾計算機の出力と、上記
   目標位置予測計算機の出力を切り換えて上記武器発射角
   計算機へ入力させるスイッチ回路と、弾丸等が目標に命
   中する直前の状態を上記目標諸元記憶装置及びスイッチ
   回路に伝える命中前弾丸飛翔秒時計算機と、弾丸等が目
   標に命中する直後の状態を上記目標諸元記憶装置及びス
   イッチ回路に伝える命中後弾丸飛翔秒時計算機とを備え
   たことを特徴とする追尾装置。
3. 【請求項３】 目標を追尾するレーダセンサと、上記レ
   ーダセンサからの信号を処理し、目標の角度、目標の距
   離を出力するレーダ角度追尾部及びレーダ距離追尾部
   と、上記レーダ角度追尾部から得られる目標の角度と上
   記レーダ距離追尾部から得られる目標の距離の出力を受
   けて目標の位置と速度を計算する目標追尾計算機と、武
   器発射中には弾丸等が目標に命中する直前の上記目標追
   尾計算機の出力を弾丸飛翔秒時信号に基づき記憶する目
   標諸元記憶装置と、上記目標諸元記憶装置の出力により
   目標の未来位置を予測する目標位置予測計算機と、上記
   目標追尾計算機又は上記目標位置予測計算機の出力によ
   り武器の発射角を計算する武器発射角計算機と、弾丸飛
   翔秒時信号に基づき上記目標追尾計算機の出力と、上記
   目標位置予測計算機の出力を切り換えて上記武器発射角
   計算機へ入力させるスイッチ回路と、弾丸等が目標に命
   中する直前の状態から弾丸が通り過ぎた状態を上記目標
   諸元記憶装置及びスイッチ回路に伝える連射弾丸飛翔秒
   時計算機とを備えたことを特徴とする追尾装置。