JP2009162632A

JP2009162632A - レーザセミアクティブ誘導方法

Info

Publication number: JP2009162632A
Application number: JP2008000931A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Ishizuka; 正之石塚; Naohiro Tanaka; 直浩田中; Takuro Nakajima; 卓郎中島; Koji Morita; 康志森田
Original assignee: IHI Aerospace Co Ltd
Current assignee: IHI Aerospace Co Ltd
Priority date: 2008-01-08
Filing date: 2008-01-08
Publication date: 2009-07-23

Abstract

【課題】シーカによる目標の検出精度を向上でき、レーザ照射器に人員を配置する必要がなく、感度が良いシーカをミサイル等の飛翔体に搭載でき、レーザ照射器の小型化・軽量化ができるレーザセミアクティブ誘導方法を提供する。
【解決手段】レーザ照射器３が、飛翔体１の発射時刻（Ｔ０）から第１設定時間（Ｔ１）経過後に、シーカ１ａにおけるレーザ反射光６の強度がシーカ１ａの光検出感度範囲内となるようにレーザ出力を段階的もしくは連続的に下げていく。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ照射器から目標に照射したレーザ光に基づくレーザ反射光を飛翔体に搭載されたシーカで検出して飛翔体を誘導するレーザセミアクティブ誘導方法に関する。

レーザセミアクティブ誘導方法は、目標に対してレーザ光を照射し、ミサイル等の飛翔体を発射し、飛翔体に備えられたシーカにより目標からのレーザ反射光を捕えて、目標に飛翔体を誘導するというものである（例えば下記特許文献１参照）。

特開２００２−３４１０３２

レーザセミアクティブ誘導方法にあっては、飛翔体が目標に近づくにつれ、シーカにおけるレーザ反射光の強度が大きくなるため、従来では、シーカの光検出感度範囲（ダイナミックレンジ）を超えないように光検出感度範囲が広いシーカを飛翔体に搭載する必要があった。光検出感度範囲が広いシーカは、感度範囲が広い反面、感度が劣る傾向がある。そこで、このような問題に対処するため、レーザ照射器を操作する人員を配備し、人的操作によってレーザ照射器のレーザ出力を飛翔体と目標との距離に応じて調整するという手段が取られることがあるが、レーザ照射器は高出力のエネルギーを発するため敵に発見されやすく、操作員をレーザ照射器近くに配置するのは危険である。また、レーザ照射器からのレーザ出力が一定である場合、レーザ照射器の熱的負荷が大きくなって冷却装置が大きくなる問題や電力的負荷が大きくなってバッテリーサイズが大きくなる。

本発明は、上記の問題を解決すべく発明されたもので、シーカによる目標の検出精度を向上でき、レーザ照射器に人員を配置する必要がなく、感度が良いシーカをミサイル等の飛翔体に搭載でき、レーザ照射器の小型化・軽量化ができるレーザセミアクティブ誘導方法を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明のレーザセミアクティブ誘導方法は、以下の技術的手段を採用する。
（１）本願の第１発明は、レーザ照射器から目標に照射したレーザ光に基づくレーザ反射光を飛翔体に搭載されたシーカで検出して飛翔体を誘導するレーザセミアクティブ誘導方法において、前記レーザ照射器は、前記飛翔体の発射時刻から第１設定時間（Ｔ１）経過後に、前記シーカにおけるレーザ反射光の強度が当該シーカの光検出感度範囲内となるようにレーザ出力を段階的もしくは連続的に下げていく、ことを特徴とする。

（２）また、上記（１）のレーザセミアクティブ誘導方法において、前記レーザ照射器は、予めの時刻設定により、または、遠隔操作信号、人工衛星から伝送される信号、前記飛翔体の発射機からの信号その他の外部信号により、前記飛翔体の発射時刻を得る。

（３）また、上記（１）又は（２）のレーザセミアクティブ誘導方法において、前記レーザ照射器は、前記飛翔体の発射時刻から第２設定時間（Ｔ２（但しＴ２＜Ｔ１））経過したときに、レーザ光の照射を開始する。

（４）また、上記（３）のレーザセミアクティブ誘導方法において、前記第２設定時間は、予めの時刻設定により、または、遠隔操作信号、人工衛星から伝送される信号、前記飛翔体の発射機からの信号その他の外部信号により、前記レーザ照射器に設定される。

（５）また、上記（１）のレーザセミアクティブ誘導方法において、前記レーザ照射器は、予めの時刻設定により、または、遠隔操作信号、人工衛星から伝送される信号、前記飛翔体の発射機からの信号その他の外部信号により、レーザ光の照射を開始する。

（６）本願の第２発明は、レーザ照射器から目標に照射したレーザ光に基づくレーザ反射光を飛翔体に搭載されたシーカで検出して飛翔体を誘導するレーザセミアクティブ誘導方法において、前記飛翔体はＧＰＳ測位により自らの位置情報を得て、該飛翔体位置情報を前記レーザ照射器に送信し、レーザ照射器は、ＧＰＳ測位によって自らの位置情報を取得するとともに目標に対するレーザ測位を実施することにより目標位置情報を算出し、該目標位置情報と受信した前記飛翔体位置情報とから、前記飛翔体の飛翔中に当該飛翔体から目標までの距離を算出し、該距離の減少に応じて、前記シーカにおけるレーザ反射光の強度が当該シーカの光検出感度範囲内となるようにレーザ出力を段階的もしくは連続的に下げていく、ことを特徴とする。

（７）また、上記（６）のレーザセミアクティブ誘導方法において、前記レーザ照射器は、前記飛翔体発射前、前記飛翔体の発射と同時、もしくは前記飛翔体発射後所定時間内に、目標に対して一時的にレーザ照射を行うことにより前記レーザ測位を実行して前記目標位置情報を算出し、該目標位置情報と飛翔体から受信した前記飛翔体位置情報とから、飛翔体から目標までの距離を算出し、飛翔体から目標までの距離が所定の距離となったらレーザ光の照射を開始する。

（８）また、上記（６）のレーザセミアクティブ誘導方法において、前記レーザ照射器は、前記飛翔体の発射時刻から第３設定時間（Ｔ３）経過したときに、レーザ光の照射を開始する。

（９）また、上記（８）のレーザセミアクティブ誘導方法において、前記第３設定時間は、予めの時刻設定により、または、遠隔操作信号、人工衛星から伝送される信号、前記飛翔体の発射機からの信号その他の外部信号により、前記レーザ照射器に設定される。

（１０）また、上記（７）乃至（９）のいずれかのレーザセミアクティブ誘導方法において、前記レーザ照射器は、予めの時刻設定により、または、遠隔操作信号、人工衛星から伝送される信号、前記飛翔体の発射機からの信号その他の外部信号により、前記飛翔体の発射時刻を得る。

本発明のレーザセミアクティブ誘導方法によると、飛翔体が目標に近づいても飛翔体のシーカにおけるレーザ反射光の強度を該シーカの光検出感度範囲内とすることができシーカによる目標の検出精度が向上する。また、光検出感度範囲（ダイナミックレンジ）が小さく、感度が良いシーカをミサイル等の飛翔体に搭載できる。また、レーザ照射器のレーザ出力が自動調整されるので、レーザ照射器に操作員を配置する必要がなく、安全である。さらには、レーザ照射時間を適正に少なくでき、さらにレーザ出力が自動的に効率良く調整されるので、熱負荷的・電力負荷的にレーザ照射器の小型化・軽量化が可能となる。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態にかかるレーザセミアクティブ誘導方法のシステム概要図である。図２は、レーザ照射機３のレーザ出力のタイムチャートである。
図１において、符号４は攻撃対象である目標、符号１は目標４に向けて発射される飛翔体（ミサイル）、符号２は飛翔体１を発射する発射機、符号３は目標４に対してレーザ光５を照射するレーザ照射器３、符号７は人工衛星である。

飛翔体１が発射機２から発射され、初期誘導及び中期誘導によって、図１において一点鎖線で示した飛翔経路に沿って弾道飛行する。飛翔体１の発射から所定時間経過後に飛翔体１に搭載されたシーカ１ａが作動して終末誘導を開始する。一方、レーザ照射器３は、目標４に対してレーザ光５を照射する。すると、レーザ光５により目標４においてレーザ反射光６が出現するので、飛翔体１に搭載されたシーカ１ａは、このレーザ反射光６を検出して、飛翔体１を目標４方向に誘導する。

レーザ照射器３は、図２に示すように、飛翔体１の発射時刻（Ｔ０）から第１設定時間（Ｔ１）経過後に、シーカ１ａにおけるレーザ反射光６の強度が当該シーカ１ａの光検出感度範囲内となるようにレーザ出力を段階的もしくは連続的に下げていく。

ここで、レーザ出力を段階的もしくは連続的に下げていくには、レーザ照射器３において、動作開始の基準時刻である飛翔体１の発射時刻を取得することが必要である。この飛翔体１の発射時刻を得る手段としては、飛翔体１の発射時刻をレーザ照射器３に予め設定しておく方法を採用できる。この予めの時刻設定とは、例えば、飛翔体１の発射時刻が予め決まっていて、その発射時刻をレーザ照射器３に入力しておくものである。

また、飛翔体１の発射時刻を得る他の手段としては、遠隔操作信号、人工衛星７から伝送される信号、飛翔体１の発射機２からの信号その他の外部信号をレーザ照射器３が受信することによって取得する方法を採用できる。

このように、第１実施形態によれば、飛翔体が目標に近づいても飛翔体１のシーカ１ａにおけるレーザ反射光６の強度を該シーカ１ａの光検出感度範囲内とすることができシーカ１ａによる目標の検出精度が向上する。また、レーザ出力を徐々に下げていくため、シーカ１ａの光検出感度範囲が比較的狭くてもよいので、感度が良いシーカ１ａを飛翔体に搭載できる。また、レーザ照射器３のレーザ出力が自動調整されるので、レーザ照射器３に操作員を配置する必要がなく、安全である。

レーザ照射器３は、飛翔体１の発射開始前や発射開始と同時にレーザ照射を開始してもよいが、飛翔体１の発射時刻（Ｔ０）から第２設定時間（Ｔ２（但しＴ２＜Ｔ１））経過したときに、レーザ光５の照射を開始することが好ましい。ここで、第２設定時間は、予めの時刻設定により、または、遠隔操作信号、人工衛星から伝送される信号、飛翔体の発射機からの信号その他の外部信号により、レーザ照射器３に設定することができる。この予めの時刻設定とは、例えば、飛翔体１の発射時刻が予め決まっていて、その発射時刻に所定の時間を足した時刻をレーザ照射器３に設定するものである。

また、レーザ照射器３において上記第２設定時間が設定される代わりに、レーザ照射器３は、遠隔操作信号、人工衛星７から伝送される信号、飛翔体１の発射機２からの信号その他の外部信号により、レーザ光５の照射を開始するようにしてもよい。

このように、レーザ照射器３によるレーザ照射を飛翔体１の発射時から開始するのではなくて、飛翔体１の発射時刻から第２設定時間経過後に、あるいは外部信号によりレーザ照射を開始することで、レーザ照射器３のレーザ照射時間を少なくすることができる。このため、レーザ照射器３の熱的負荷・電力的負荷を低減できる。また、レーザ照射器３が発見され難くなることで、レーザ照射器３が破壊されにくくなる。

［第２実施形態］
図３は、本発明の第２実施形態にかかるレーザセミアクティブ誘導方法のシステム概要図である。
飛翔体１が発射機２から発射され、初期誘導及び中期誘導によって、図３において一点鎖線で示した飛翔経路に沿って弾道飛行する。発射から所定時間経過後に飛翔体１に搭載されたシーカ１ａが作動して終末誘導を開始する。一方、レーザ照射器３は、目標４に対してレーザ光５を照射する。すると、レーザ光５により目標４においてレーザ反射光６が出現するので、飛翔体１に搭載されたシーカ１ａは、このレーザ反射光６を検出して、飛翔体１を目標４方向に誘導する。

飛翔体１は、ＧＰＳ受信機を搭載しており、人工衛星７からの電波９ａを受信し、ＧＰＳ測位により自らの位置情報を得る。また飛翔体１は、位置情報送信手段を搭載しており、この位置情報送信手段により飛翔体位置情報１０をレーザ照射器３に送信する。ここで、上記のＧＰＳ受信機は、位置情報送信機能をも有するＧＰＳ送受信機であってもよく、この場合、ＧＰＳ送受信機によって上記の位置情報送信手段を構成してもよい。また、位置情報送信手段は、例えばテレメータ送信機であってもよい。

レーザ照射器３は、ＧＰＳ受信機を搭載しており、人工衛星７からの電波９ｂを受信し、ＧＰＳ測位を行って自らの位置情報を得る。さらにレーザ照射器３は、レーザ測位を行って、目標４までの距離と目標４の自身に対する角度を取得し、自らの位置情報とレーザ測位で得た測位データ（レーザ照射器３から目標４までの距離、目標４のレーザ照射器３に対する角度）に基づいて目標位置情報を算出する。そして、レーザ照射器３は、目標位置情報と飛翔体１から受信した飛翔体位置情報１０とから、飛翔体１の飛翔中に飛翔体１から目標４までの距離を時々刻々とリアルタイムで算出し、この距離の減少に応じて、飛翔体１のシーカ１ａにおけるレーザ反射光６の強度がシーカ１ａの光検出感度範囲内となるようにレーザ出力を段階的もしくは連続的に下げていく。なお、電波９ａと電波９ｂを送信する人工衛星７は、特に同一の人工衛星でなくてもよい。

このように、第２実施形態によれば、飛翔体１が目標に近づいても飛翔体１のシーカ１ａにおけるレーザ反射光６の強度を該シーカ１ａの光検出感度範囲内とすることができシーカによる目標の検出精度が向上する。また、レーザ出力を徐々に下げていくため、シーカ１ａの光検出感度範囲が比較的狭くてもよいので、感度が良いシーカ１ａを飛翔体１に搭載できる。また、レーザ照射器３のレーザ出力が自動調整されるので、レーザ照射器３に操作員を配置する必要がなく、安全である。

第２実施形態のレーザセミアクティブ誘導方法において、レーザ照射器３は、飛翔体１の発射前、飛翔体１の発射と同時、もしくは飛翔体１の発射後所定時間内に、目標４に対して一時的にレーザ照射を行うことによりレーザ測位を実行して目標位置情報を算出し、この目標位置情報と飛翔体１から受信した飛翔体位置情報１０とから、飛翔体１から目標４までの距離を算出し、飛翔体１から目標４までの距離が所定の距離となったらレーザ光５の照射を開始することが好ましい。

ここで、飛翔体１の発射後所定時間は、飛翔体１から目標４までの距離が所定の距離となる時間であることが好ましい。この所定の距離となる時間は、特に限定されないが、発射機２から目標４までのおおよその距離と飛翔体１の速度とから算出することができる。このように飛翔体１の発射前、飛翔体１の発射と同時、あるいは飛翔体１の発射後所定時間内、すなわち飛翔体１のシーカ１ａが作動する時刻となる前に、予め目標４に対するレーザ測位を行って目標位置情報を取得することで、飛翔体１から目標４までの距離に基づいて飛翔体１の飛翔中に飛翔体１から目標４までの距離を時々刻々とリアルタイムで算出することができる。

上記において、レーザ照射器３が飛翔体１の発射時刻を得る手段としては、飛翔体１の発射時刻をレーザ照射器３に予め設定しておく方法を採用できる。この予めの時刻設定とは、例えば、飛翔体１の発射時刻が予め決まっていて、その発射時刻をレーザ照射器３に入力しておくものである。
また、レーザ照射器３が飛翔体１の発射時刻を得る他の手段としては、遠隔操作信号、人工衛星７から伝送される信号、飛翔体１の発射機２からの信号その他の外部信号をレーザ照射器３が受信することによって取得する方法を採用できる。

このように、飛翔体１から目標までの距離が所定の距離となったらレーザ光５の照射を開始することで、レーザ照射器３のレーザ照射時間を少なくすることができる。このため、レーザ照射器３の熱的負荷・電力的負荷を低減できる。また、レーザ照射器３が発見され難くなることで、レーザ照射器３が破壊されにくくなる。

飛翔体１から目標４までの距離が所定の距離となったらレーザ光５の照射を開始する上記の方法に代えて、レーザ照射器３は、飛翔体１の発射時刻（Ｔ０）から第３設定時間（Ｔ３）経過したときに、レーザ光５の照射を開始する、ようにしてもよい。この場合、飛翔体１の発射時刻を得る手段は、上述した手段を採用できる。また、上記の第３設定時間は、予めの時刻設定により、または、遠隔操作信号、人工衛星７から伝送される信号、飛翔体１の発射機２からの信号その他の外部信号により、レーザ照射器３に設定することができる。
このような第３設定時間を用いる方法によっても、レーザ照射器３のレーザ照射時間を少なくすることができる。

なお、上記において、本発明の実施形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

本発明の第１実施形態にかかるレーザセミアクティブ誘導方法のシステム概略図である。本発明の第１実施形態にかかるレーザセミアクティブ誘導方法におけるレーザ照射器のレーザ出力のタイムチャートである。本発明の第２実施形態にかかるレーザセミアクティブ誘導方法のシステム概略図である。

符号の説明

Ｌ飛翔体から目標までの距離
１飛翔体
２発射機
３レーザ照射器
４目標
５レーザ光
６レーザ反射光
７人工衛星
８人工衛星から伝送される信号
９ａ、９ｂＧＰＳ電波
１０飛翔体位置情報

Claims

レーザ照射器から目標に照射したレーザ光に基づくレーザ反射光を飛翔体に搭載されたシーカで検出して飛翔体を誘導するレーザセミアクティブ誘導方法において、
前記レーザ照射器は、前記飛翔体の発射時刻から第１設定時間（Ｔ１）経過後に、前記シーカにおけるレーザ反射光の強度が当該シーカの光検出感度範囲内となるようにレーザ出力を段階的もしくは連続的に下げていく、ことを特徴とするレーザセミアクティブ誘導方法。
前記レーザ照射器は、予めの時刻設定により、または、遠隔操作信号、人工衛星から伝送される信号、前記飛翔体の発射機からの信号その他の外部信号により、前記飛翔体の発射時刻を得ることを特徴とする請求項１記載のレーザセミアクティブ誘導方法。
前記レーザ照射器は、前記飛翔体の発射時刻から第２設定時間（Ｔ２（但しＴ２＜Ｔ１））経過したときに、レーザ光の照射を開始することを特徴とする請求項１又は２記載のレーザセミアクティブ誘導方法。
前記第２設定時間は、予めの時刻設定により、または、遠隔操作信号、人工衛星から伝送される信号、前記飛翔体の発射機からの信号その他の外部信号により、前記レーザ照射器に設定されることを特徴とする請求項３記載のレーザセミアクティブ誘導方法。
前記レーザ照射器は、遠隔操作信号、人工衛星から伝送される信号、前記飛翔体の発射機からの信号その他の外部信号により、レーザ光の照射を開始することを特徴とする請求項１記載のレーザセミアクティブ誘導方法。
レーザ照射器から目標に照射したレーザ光に基づくレーザ反射光を飛翔体に搭載されたシーカで検出して飛翔体を誘導するレーザセミアクティブ誘導方法において、
前記飛翔体はＧＰＳ測位により自らの位置情報を得て、該飛翔体位置情報を前記レーザ照射器に送信し、
レーザ照射器は、ＧＰＳ測位によって自らの位置情報を取得するとともに目標に対するレーザ測位を実施することにより目標位置情報を算出し、該目標位置情報と受信した前記飛翔体位置情報とから、前記飛翔体の飛翔中に当該飛翔体から目標までの距離を算出し、該距離の減少に応じて、前記シーカにおけるレーザ反射光の強度が当該シーカの光検出感度範囲内となるようにレーザ出力を段階的もしくは連続的に下げていく、ことを特徴とするレーザセミアクティブ誘導方法。
前記レーザ照射器は、前記飛翔体発射前、前記飛翔体の発射と同時、もしくは前記飛翔体発射後所定時間内に、目標に対して一時的にレーザ照射を行うことにより前記レーザ測位を実行して前記目標位置情報を算出し、該目標位置情報と飛翔体から受信した前記飛翔体位置情報とから、飛翔体から目標までの距離を算出し、飛翔体から目標までの距離が所定の距離となったらレーザ光の照射を開始することを特徴とする請求項６記載のレーザセミアクティブ誘導方法。
前記レーザ照射器は、前記飛翔体の発射時刻から第３設定時間（Ｔ３）経過したときに、レーザ光の照射を開始することを特徴とする請求項６記載のレーザセミアクティブ誘導方法。
前記第３設定時間は、予めの時刻設定により、または、遠隔操作信号、人工衛星から伝送される信号、前記飛翔体の発射機からの信号その他の外部信号により、前記レーザ照射器に設定される、ことを特徴とする請求項８記載のレーザセミアクティブ誘導方法。
前記レーザ照射器は、予めの時刻設定により、または、遠隔操作信号、人工衛星から伝送される信号、前記飛翔体の発射機からの信号その他の外部信号により、前記飛翔体の発射時刻を得る、請求項７乃至９のいずれか記載のレーザセミアクティブ誘導方法。