JP2003227698A - 目標判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は飛しょう体に搭載され、目標に向け
て飛しょう体を誘導するための目標判別装置に関する。
従来の装置は低速度目標に対しては欺瞞されやすく、こ
のため飛しょう体は運用効率の悪いものとなっていた。 【解決手段】 本発明の目標判別装置は、目標を捕捉し
目標位置を検出するレーダと、飛しょう位置及び姿勢を
検出する慣性装置と、周辺の風向及び風速を検出する風
検出装置と、目標に向け飛しょうさせる制御情報を演算
する演算装置とを有し、演算装置が入力した目標位置、
風向及び風速、及び発射前の位置情報からレーダエコー
で検出された目標の何れが対象目標かを判別し、対象目
標に向け飛しょうさせる制御情報を出力できるものとし
た。これにより、飛しょう体は対象目標の移動速度に関
わらず、対象目標が初期設定位置から移動しても、レー
ダ攪乱手段に欺瞞されず正確にホーミングし対象目標に
衝突させられ効率の良いものにできる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、飛しょう体に搭載
され船舶等の低速で移動する誘導目標（以下対象目標と
いう）をホーミング装置（誘導装置）にて、目標に向け
誘導飛しょうさせ衝突させる飛しょう体に適用される目
標判別装置に係わり、特に、ホーミング時に目標から大
気中に散布されるチャフ等のレーダ攪乱手段に欺瞞され
ることなく、レーダ攪乱手段による擬似目標と対象目標
とを識別して、飛しょう体を正確に対象目標に向けて誘
導するための目標判別装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】対象目標に向けて発信されたレーダ電波
の反射波、所謂レーダエコーをホーミング対象にして誘
導され接近してくる飛しょう体に対して、対象目標側で
はＥＣＣＭ（対欺瞞装置、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏ
ｕｎｔｅｒ−ＣｏｕｎｔｅｒＭｅａｓｕｒｅｓ）装置に
より周辺の大気中にチャフ等を散布するなどのレーダ攪
乱手段を用いて、レーダエコーに欺瞞情報を発生させて
接近を回避することが行われている。即ち、このような
レーダ攪乱手段に用いられるチャフは、大気中に散布さ
れ浮遊している間ホーミングを行っている飛しょう体か
らのレーダ電波を反射し、誘導対象になる対象目標に酷
似するレーダエコーを発生させるために、このレーダエ
コーを受信した飛しょう体は、チャフを対象目標と見誤
ってホーミングし、チャフによる擬似目標に向けて飛し
ょうすることがあり、このためにミッション達成に失敗
することがあるからである。 【０００３】このチャフは、通常アルミ皮膜グラスファ
イバを約０．０３ｍｍ×７〜１５ｍｍの細片状にして軽
量化され空中に浮遊できるようにしたもので、しかも、
ホーミングを妨害するためにできる限りレーダエコー
が、目標の形状に酷似するように工夫されて対象目標か
ら大気中に散布され、散布後地表に落下するまでの約５
〜１０分間空中に浮遊して、周囲の風向、風速と同等の
進行方向及び速度で移動して、ホーミングを行っている
飛しょう体から発信されるレーダ電波を反射し、目標の
形状に酷似するレーダエコーを発生させるために、飛し
ょう体に装備されている目標判別装置を欺瞞することが
でき、対象目標にホーミング中の飛しょう体は、対象目
標とチャフにより発生させた擬似目標との判別が困難に
なり、チャフをホーミングしてしまうことがあり、対象
目標は、誘導される飛しょう体の接近を回避することが
できる。 【０００４】このようなレーダ攪乱手段に対し、従来の
飛しょう体で使用されている目標判別装置では、レーダ
から目標に向けて発信され、受信されたレーダエコーの
ドップラ成分を解析した移動速度情報により、対象目標
とチャフ等のレーダ攪乱手段で発生させた擬似目標とを
判別して、飛しょう体を判別された対象目標に向けて飛
しょうさせミッション達成の効率を高めるようにしてい
る。 【０００５】このような目標判別装置では、図４に示す
ように目標判別装置を構成するレーダ５１から対象目標
である航空機５２に向け発信され、受信されたレーダ反
射波のドップラ成分を、同様に目標判別装置を構成する
判別装置５３によって目標の移動速度情報を解析して、
レーダエコーが誘導対象となる航空機５２からの対象目
標のものか、チャフ３による擬似目標のものかを識別す
るようにしていた。 【０００６】即ち、目標が図に示すような航空機５２等
のように高速度５４で移動する物体である場合とチャフ
３等のように比較的低速度５５で移動する物体である場
合とでは、レーダエコーのドップラ成分が著しく異な
り、ドップラ成分の小さいものはチャフ３等による擬似
目標からのもので、ドップラ成分の大きいものは航空機
５２等からのもの判別できることにより、チャフ３と航
空機５２とを容易に識別でき、飛しょう体を航空機５２
に向けて正確に飛しょうさせて衝突させ、ミッション達
成の効率を高めることはできる。 【０００７】しかしながら、対象目標が船舶等の比較的
低速度の物体である場合には、このようなドップラ成分
等の移動速度情報からチャフ３と対象目標とを識別する
ようにしたものでは、チャフ３と対象目標とのレーダエ
コーのドップラ成分に有意差が見いだせず識別ができな
いため、飛しょう体を対象目標に向けて正確に飛しょう
させることができないという問題があった。 【０００８】このために、従来比較的低速の対象目標へ
の誘導に当たっては、初期設定した対象目標の位置に近
い所から反射されたレーダエコーが対象目標からのレー
ダエコーで、初期設定位置から離れた所から反射された
レーダエコーはチャフ３等のレーダ攪乱手段による擬似
目標と判別して行う、所謂ランダムに目標を選択して誘
導する消極的な誘導をせざるを得ず、飛しょう体のミッ
ション達成は効率の悪いものになっていた。 【０００９】即ち、対象目標である船舶等の乗組員がレ
ーダ及びレーダ探知器等により飛しょう体の接近を察知
した場合、乗組員は前述したように船舶をホーミングし
ている飛しょう体の目標標定を欺瞞するために、できる
限りレーダエコーが船舶の形状に酷似した形状になるよ
うに工夫して、チャフ３を船舶周辺の大気中に散布し、
この散布されたチャフ３は、散布後海面に落下するまで
の約５〜１０分間空中に浮遊して、飛しょう体から発信
されホーミングしているレーダ電波を反射し、船舶に酷
似するレーダエコーを発生させ、飛しょう体に装備され
ている目標判別装置を欺瞞することができる。 【００１０】また、ランダムに目標を選択して飛しょう
体を誘導させるようにしても、前述の通り目標判別装置
が欺瞞され、ホーミング中の飛しょう体が船舶の判別に
時間を要している間に、乗組員は船舶に向けて誘導され
る飛しょう体の激突をできる限り回避しようとして、通
常、乗組員の心理面からは、航行海域の風向、風速に沿
って移動するチャフ３の移動方向とは逆方向に船舶を移
動させてしまうために、船舶は初期設定した位置には居
なくなり、初期設定位置に向けて飛しょうさせた飛しょ
う体は何等の成果もあげられないことになる。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】このような、従来から
使用されている目標判別装置の問題、特に比較的低速の
対象目標にホーミングさせて飛しょうさせるようにした
飛しょう体に装備される目標判別装置の問題を解消する
ために、本発明は、飛しょう体が目標周辺の風速を推定
するための横滑り角計、対気速度計を具備し、これと従
来から装備している対地速度等を検出する慣性装置、目
標を標定するレーダとを連携させて、対象目標に装備さ
れている対欺瞞装置からチャフ等が散布され、レーダ攪
乱手段が講じられても、大気中を浮遊するチャフ等によ
る擬似目標と誘導の対象とする船舶等の対象目標とを正
確に判別して、しかも船舶等の比較的低速の目標に対し
ても見誤まることなく、飛しょう体を対象目標へ正確に
誘導でき、効率の良いミッション達成を可能にした目標
判別装置を提供することを課題とする。 【００１２】 【課題を解決するための手段】このため、本発明の目標
判別装置は次の手段とした。対象目標で講じるレーダ攪
乱手段に対抗させて、飛しょう体を対象目標に向けて誘
導するための目標判別装置において、対象目標及びレー
ダ攪乱手段による擬似目標からなる目標を捕捉し目標位
置を検出するレーダと、発射後の飛しょう体の位置及び
姿勢を検出する慣性装置と、飛しょう体周辺の風向及び
風速を検出する風検出装置と、飛しょう体を目標に向け
て飛しょうさせるための制御情報を演算し、搭載されて
いる飛しょうコントロール装置に出力する演算装置とを
有し、演算装置が検出され入力されている、レーダから
の目標位置、風検出装置からの風向及び風速、及び発射
前予め入力されている飛しょう体の位置情報を使って演
算し、レーダから検出される目標位置の何れが対象目標
からのもので、何れが擬似目標からのものであるかを判
別して、飛しょう体を対象目標に向けて飛しょうさせる
制御情報を飛しょうコントロール装置に出力するものと
した。 【００１３】これにより、本発明の目標判別装置では、
目標位置周辺の風向及び風速からなる風推定値を検出し
て、この検出された風向及び風速に対応させて飛しょう
制御を行うので、飛しょう体は対象目標の移動速度に関
わらず、特に、比較的低速の船舶等の対象目標にする場
合においても、さらには、このような対象目標が初期設
定位置から移動して、飛しょう体の接近を回避しようと
しても、チャフ等のレーダ攪乱手段に欺瞞されることな
く正確にホーミングさせ、飛しょう体を対象目標に衝突
させることができ、効率の良い運用が図れるものにでき
る。 【００１４】 【発明の実施の形態】本発明の目標判別装置の実施の一
形態を図面にもとづき説明する。図１は本発明の目標判
別装置を使用して目標に向けて飛しょうしている飛しょ
う体を示す全体図、図２は本発明の目標判別装置の実施
の第１形態を示すブロック図、図３は本実施形態の目標
判別装置のチャフ判別のアルゴリズムを示すフローチャ
ートである。 【００１５】図１において、１は後述する本実施形態の
目標判別装置５０を装備した飛しょう体、２は飛しょう
体１が衝突の対象としている対象目標としての船舶、３
は船舶２から大気中に散布され擬似目標を形成するチャ
フ、４は船舶２の進向方向、速度を示す船舶移動ベクト
ル、５はチャフ３の進向方向、速度を示すチャフ移動ベ
クトル、６は船舶２周辺及び飛しょう領域の風向、風速
を示す風ベクトルである。 【００１６】また、７は飛しょう時の飛しょう体１に風
ベクトル６で生じる横すべり角、８は対気速度、９は飛
しょう体１の対地速度及び進向方向を示す対地速度ベク
トル、１０は飛しょう体１の機軸方向と対地速度ベクト
ル９とのなす角である偏揺角、１１は飛しょう体１での
偏揺角１０と対地速度ベクトル９で算出される風ベクト
ル６の風推定値、１２は飛しょう体１に装備されている
レーダによる目標位置の第１回目の標定を示す第１回目
標位置標定、１３は第２回目標位置標定である。 【００１７】このようにして、飛しょう体１を対象目標
に向けて飛しょうさせるようにした、本実施形態の目標
判別装置５０では、図２のブロック図に示すように、演
算装置２７により目標のレーダエコーを対象目標である
船舶２からなるものと、擬似目標であるチャフ３からの
ものと判別処理することにより、飛しょう体１を正確に
対象目標である船舶２に向けて飛しょうさせるようにし
ている。 【００１８】即ち、図に示すように飛しょう体１に装備
された横すべり角計２１、対気速度計２２により検出さ
れた横すべり角７、対気速度８、ジャイロ、加速度計等
からなる慣性装置２３で検出された飛しょう体１の姿
勢、位置情報２４、及びレーダ（ホーミング装置）２５
で検出された船舶２、チャフ３からなる目標位置情報２
６を演算装置２７に入力して、演算装置２７ではこれら
のデータから目標位置情報２６に含まれている船舶２の
正確な位置情報を判別処理して、これに誘導制御するた
めの計算を行い、その計算結果を従来から飛しょう体１
に装備されている操舵装置、サーボ装置等からなる飛し
ょうコントロール装置２８に出力し、これらの装置を作
動させて飛しょう制御を行うことにより、飛しょう体１
を船舶２に向けて正確に誘導することができるようにし
ている。 【００１９】このように、本実施形態の目標判別装置５
０を使用して、飛しょう体１を船舶２に向けて正確に誘
導するためには、図３に示すようなアルゴリズムを使用
し、船舶２とチャフ３とを判別するようにしている。次
に、このアルゴリズムによる判別について、図３に基づ
き説明する。 【００２０】まず、母機等に搭載されて飛しょう領域ま
で移送される飛しょう体１には、気圧配置、気象衛星等
からの情報に基づく、飛しょう領域での風向、風速等の
初期値が母機から発射前に予め演算装置２７に入力され
ている。また、この飛しょう体１は、母機等のレーダで
対象目標である船舶２が検出され、しかも余裕を持ち衝
突できる距離、所謂目標選択距離よりも近い位置を船舶
２が航行していることが確認されたら、船舶２に向けて
発射される。発射され飛しょうしている飛しょう体１で
は、胴体等に取り付けたフィン等からなる横すべり角計
２１で検出された横すべり角７、ピトー管等からなる対
気速度計２２で検出された対気速度８からなる対気速度
ベクトル１４を検出するとともに、慣性装置２３で時々
刻々検出される姿勢、位置情報２４から対地速度、進向
方向からなる対地速度ベクトル９を算出する。 【００２１】この対気速度ベクトル１４から対地速度ベ
クトル９を引いた速度ベクトルを、飛しょう体１周辺の
風ベクトル６の風推定値１１として演算装置２７に入力
し、この風推定値１１と前述した母機から予め入力され
ている風向、風速等の初期値との比較を行い、その差が
誤差範囲か否かの判別をし、誤差範囲から外れている場
合は、演算装置２７に記憶させている初期値を新たに得
られた風推定値１１に書き換え記憶させて飛しょうす
る。 【００２２】また、風推定値１１は飛しょう位置及び飛
しょう体１の姿勢角によっても変化することが予測され
るので、風推定値１１の算出時には対地速度ベクトル９
を慣性装置２３にて検出された姿勢、位置情報２４の姿
勢角３３に応じて補正するとともに、位置３２に対応し
て、風推定値１１を前述の方法と同様に算出して、新た
に算出された風推定値１１先に記憶させている風推定値
１１と比較することにより、誤差範囲に応じて風推定値
１１のデータ更新を経時的に行いながら飛しょうするよ
うにしている。 【００２３】次に、レーダ２５にて検出された船舶２と
の相対距離３０、角度３１及び慣性装置２３にて検出さ
れた飛しょう体１自身の姿勢角３３、位置３２を使っ
て、船舶２を捕捉するための第１回の目標位置３４の標
定を行う。この目標位置３４の標定は、図１に示したよ
うに、発射後少なくとも２回以上行い、前回標定の目標
位置３４と今回標定の目標位置３４との比較をすること
により、経時的な目標位置情報２６、即ち船舶２のレー
ダエコーとチャフ３のレーダエコーの経時的な動きから
船舶移動ベクトル４及びチャフ移動ベクトル５を得るこ
とができる。 【００２４】このようにして得られた目標位置情報２６
のうち、船舶２から散布され空中に比較的長時間浮遊で
きるチャフ３は、大気中に発生している風ベクトル６
（風向、風速）と同等の動きをするために、チャフ３か
らのレーダエコーは、この時点で書き換えられ演算装置
２７に入力されている風推定値１１に略一致するため
に、チャフ移動ベクトル５と判別することができる。す
なわち、飛しょう体１が飛しょうしている周辺と船舶２
が航行している周辺の風向、風速は、ともに障害物のな
い海上であることから風向、風速とも同一と推定できる
ので、風推定値１１と略一致して移動するものはチャフ
３からのレーダエコーと推定できるからである。 【００２５】このために、他のレーダエコーが対象目標
である船舶２からのレーダエコーと識別でき、船舶２が
初期設定位置から移動して飛しょう体１の接近を回避し
ようとしても、このレーダエコーから船舶移動ベクトル
４が直ちに判別できるので、飛しょう体１を船舶２に向
けて正確に誘導させ衝突させることができ、飛しょう体
１の効率的な運用を図ることができる。 【００２６】このように、本実施形態の目標判別装置５
０では、飛しょう体１の各種計測が装置の故障や、悪天
候等の周囲の外乱により十分機能が発揮できなかった場
合を考え、前述したように、飛しょう体１には母機から
飛しょう領域の風向、風速の初期値を発射前に入力する
ようにしており、さらには船舶２が通常の予測とは逆に
チャフ３と同一方向に回避運動を起こした場合には、目
標位置情報２６全体がチャフ３と判断され、飛しょう体
１が無効となることから、目標位置３４の再抽出のルー
プを組み込むようにしている。即ち、２回目以降の目標
位置計算から算出された船舶移動ベクトル４、チャフ移
動ベクトル５からなる目標移動ベクトルから風推定値１
１の推定誤差以内のものを除去した場合、目標のレーダ
エコーが残らない場合には、推定誤差をさらに絞り再抽
出することにより、船舶２とチャフ３との判別を行う再
抽出ループを組み込んでいる。 【００２７】また、本実施形態の目標判別装置５０で
は、演算装置２７に飛しょう体１の各種計測の精度を向
上させるために各種平均化手法や移動速度及び移動方向
と、風推定値１１の一致する度合いを定量化するための
各種相関計算、レーダによる目標位置標定、即ち、目標
位置周辺で発生する目標となる船舶及びチャフの大きさ
に起因する反射波のバラツキ（グリントノイズ）対策で
ある、レーダパルスの平均化、レーダエコーのマッピン
グ及びエコー中心算出等の信号処理を行い、判別の精度
向上を図るようにすることもできるものである。 【００２８】また、本実施形態の目標判別装置５０によ
れば、判別に以下の精度を有する各種計測器等が使用さ
れると仮定した場合、理論的にはチャフ３と船舶２との
速度差が５ｍ／ｓであれば、チャフ３と船舶２との判別
が可能であることが確認されている。このことは、海上
の年間平均風速が７ｍ／ｓであること、及び乗組員の危
険回避の行動をとり、船舶２はチャフ３の進向方向とは
逆方向に移動させる操船が行われることが通常考えられ
ることから、飛しょう体１を使用する局面では有効なも
のとなる。 【００２９】 各種計測器等の精度 横すべり方向の速度（横すべり角計、慣性装置） ３ｍ／ｓ 対気速度 ３ｍ／ｓ 対地速度 １ｍ／ｓ 目標移動速度（レーダ標定、慣性装置） ２ｍ／ｓ 一方、本実施形態の目標判別装置５０を搭載する飛しょ
う体１の性能を次のように仮定した場合、チャフ３と船
舶２との判別は、船舶２を捕捉した時点から５０秒以内
に船舶２を判別し、船舶２に向けて飛しょう体１を飛し
ょうさせれば、船舶２に衝突させることができ、このこ
とは近年の計算機の処理能力をもってすれば十分に達成
可能なものである。 【００３０】 飛しょう体の性能 目標捕捉距離（但し目標捕捉時にはチャフ散布済と仮定） ２０ｋｍ 目標選択距離（目標選択後、余裕を持ち目標に衝突できる距離） ５ｋｍ 飛しょう体速度 ３００ｍ／ｓ 【００３１】 【発明の効果】以上、説明したように本発明の目標判別
装置は、レーダ攪乱手段に対抗させて、飛しょう体を目
標に向けて誘導するため、目標を捕捉し目標位置を検出
するレーダと、飛しょう位置及び姿勢を検出する慣性装
置と、周辺の風向及び風速を検出する風検出装置と、目
標に向け飛しょうさせる制御情報を演算し飛しょうコン
トロール装置に出力する演算装置とを有し、演算装置が
入力された目標位置、風向及び風速、及び発射前の位置
情報を使って演算し、目標の何れが対象目標か何れが擬
似目標かを判別し、対象目標に向けて飛しょうさせる制
御情報を出力できるものとした。 【００３２】これにより、飛しょう体は対象目標の移動
速度に関わらず、また、対象目標が初期設定位置から移
動しても、レーダ攪乱手段に欺瞞されず正確に対象目標
をホーミングして衝突させることができ、効率の良いも
のにできる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の目標判別装置を使用して目標に向けて
飛しょうしている飛しょう体を示す全体図、 【図２】本発明の目標判別装置の実施の第１形態を示す
ブロック図、 【図３】図２に示す目標判別装置の具体的な事例とし
て、対象目標と擬似目標との判別に使用できるアルゴリ
ズムを示す図、 【図４】従来の目標判別装置の一例を示す図である。 【符号の説明】 １ 飛しょう体 ２ 船舶 ３ チャフ ４ 船舶移動ベクトル ５ チャフ移動ベクトル ６ 風ベクトル ７ 横すべり角 ８ 対気速度 ９ 対地速度ベクトル １０ 偏揺角 １１ 風推定値 １２ 第１回目標位置標定 １３ 第２回目標位置標定 １４ 対気速度ベクトル ２１ 横すべり角計 ２２ 対気速度計 ２３ 慣性装置 ２４ 姿勢、位置情報 ２５ レーダ（ホーミング装置） ２６ 目標位置情報 ２７ 演算装置 ２８ 飛しょうコントロール装置 ３０ 目標との相対距離 ３１ （目標）角度 ３１ （飛しょう体）姿勢角 ３２ （飛しょう体）位置 ３３ 姿勢角 ３４ 目標位置 ５０ 目標判別装置 ５１ レーダ ５２ 目標（航空機） ５３ 判別装置 ５４ 高速度 ５５ 低速度

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 レーダ攪乱手段に対抗させて、飛しょう
   体を目標に向けて誘導するための目標判別装置におい
   て、前記目標を捕捉し目標位置を検出するレーダと、発
   射された後の前記飛しょう体の位置及び姿勢を検出する
   慣性装置と、飛しょう体周辺の風向及び風速を検出する
   風検出装置と、前記飛しょう体を目標に向けて飛しょう
   させるための制御情報を演算し、搭載されている飛しょ
   うコントロール装置に出力する演算装置とを有し、前記
   演算装置が、検出され入力されている前記目標位置、前
   記風向及び風速、及び発射前予め入力されている前記飛
   しょう体の位置情報により演算し、前記目標位置を対象
   目標からのものと擬似目標からのものとを判別し、前記
   飛しょう体を対象目標に向けて飛しょうさせる制御情報
   を出力するものであることを特徴とする目標判別装置。