JP2012092990A

JP2012092990A - 火力配分装置

Info

Publication number: JP2012092990A
Application number: JP2010238314A
Authority: JP
Inventors: Megumi Sawada; めぐみ澤田; Susumu Shiraishi; 將白石; Atsuo Ozaki; 敦夫尾崎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-10-25
Filing date: 2010-10-25
Publication date: 2012-05-17
Anticipated expiration: 2030-10-25
Also published as: JP5554206B2

Abstract

【課題】撃墜確率、予測会合時間、初弾発射待ち時間、最終弾発射限界時間を考慮し、目標撃墜完了までの目標撃墜所要予測時間を算出し、高脅威度目標順に、有効度が高い火器の割当て、高脅威目標の優先的対処、目標の対処率向上、より遠方での目標撃墜、使用弾数削減を課題とする。
【解決手段】現時刻に初弾発射待ち時間を加算した予測時刻の予測目標状態から各火器の撃墜確率と会合時間を算出、撃墜確率が閾値を超えていたら撃墜完了とし、目標撃墜所要予測時間を火器の有効度とし、撃墜確率が閾値以下で、かつ最終射撃限界時間内であれば、目標撃墜所要予測時間を新予測時刻とし、新予測時刻おける目標状態を予測し、予測会合時間と撃墜確率を算出、撃墜確率が閾値以上になるか、新予測時刻が最終射撃限界時間を超えるまで同処理を繰り返し、最終の目標撃墜所要予測時間を火器有効度として、火力配分を行う。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば、レーダ等の観測手段や通信により得られた目標に関する情報を入力とし、どの目標に対してミサイル発射装置等のどの火器が、ミサイル等の火力を発射するかを決定する火力配分装置に関するものである。

従来、どの目標へどの火器を割当てるかという火力配分の決定は、最終的な目標と火器の組合せ結果において、各組合せの評価値の総和が最大または最小となるように組合せを決定することで行われる。例えば、特開平7‐332895号公報では、各組合せの評価値に以下のいずれかを用いて、各組合せの評価値の総和が最大または最小となるように線形計画法により組合せを決定する。

目標と火器の各組合せの評価値を算出する項目
● 初弾発射待ち時間：目標が火器に割当てられてから目標へ火力が発射可能となるまでの時間。つまり、目標へ発射する火力が火器の射程内で会合可能となるまでの時間。
● 撃墜確率：火器が目標を撃墜できる確率。
● 予測会合距離：「火力を発射した火器」から「目標と火力が会合する位置」までの距離。
● 最終弾発射限界時間：目標が火器に割当てられてから「目標を射程内で撃墜できる最終時刻までの時間」または「目標が火器や防護対象に到達する前に、目標を撃墜できる最終時刻までの時間」のいずれか小さい方の時間。
● 予測会合時刻：目標と火力が会合する時刻。
● 目標の脅威度：目標が防護対象や火器に及ぼす予測被害に関する指標。

特開平7‐332895号公報

従来技術では、目標と火器の各組合せの評価値において「撃墜確率、予測会合時間、初弾発射待ち時間、最終弾発射限界時間、脅威度」の全てを考慮して、火力配分が行われていないため、以下に列挙する問題点があった。ここで、予測会合時間とは、「目標へ火器から火力を発射してから目標と火力が会合するまでの時間」とする。背景技術に記載した予測会合時刻は、火力配分実行時の時刻に予測会合時間と初弾発射待ち時間を加算した時刻である。
(1).各組合せの評価値において撃墜確率を考慮しない場合、撃墜確率の低い火器に割当てが発生する。これにより、目標の撃墜に失敗し、目標への再攻撃が必要となる。その結果、再攻撃時間分、目標の撃墜完了が遅れるという問題点があった。また、弾を無駄に消費するという問題点もあった。
(2).各組合せの評価値において予測会合時間を考慮しない場合、予測会合時間が長い火器に割当てが発生し、目標の撃墜完了が遅れるという問題点があった。
(3).各組合せの評価値において初弾発射待ち時間を考慮しない場合、初弾発射待ち時間が長い火器に割当てが発生し、目標の撃墜完了が遅れるという問題点があった。
(4).各組合せの評価値において最終弾発射限界時間を考慮しない場合、再攻撃機会が少ない火器に割当てが発生し、目標の撃墜が完了しないという問題点があった。
(5).各組合せの評価値において脅威度を考慮しない場合、脅威度が高い目標への火器割当てが優先されないという問題点があった。

なお、各項目の組合せの評価値を算出する評価関数（特許文献１の目的関数に相当）として、「撃墜確率、予測会合時間、初弾発射待ち時間、最終弾発射限界時間、脅威度」のそれぞれの評価値を重み付けして足し合わせた値を利用することで、全項目を総合的に考慮することも可能である。しかし、この場合、各項目の重み付け係数値の決定に理論的な指針がないという問題点があった。
また、割当てた火器は目標の撃墜に必ずしも成功するとは限らず、その場合、火器は目標を再攻撃する必要がある。その際に、従来技術では、火力配分実行時の撃墜確率と予測会合時間のみを考慮しているため、撃墜に失敗した場合に以下の問題点があった。
(1).再攻撃時に撃墜確率が低い火器へ割当てが発生する。これにより、再攻撃時にも目標の撃墜に失敗し、目標への再攻撃がさらに必要となる。その結果、再攻撃時間分、目標の撃墜完了が遅れるという問題点があった。また、弾を無駄に消費するという問題点もあった。
(2).再攻撃時に予測会合時間が長い火器へ割当てが発生する。これにより、目標の撃墜完了が遅れるという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、火力配分を行う際に、火力配分実行時の「撃墜確率、予測会合時間、初弾発射待ち時間、最終弾発射限界時間」、及び、割当てられた火器が目標撃墜を完了するまで再攻撃することを見越した再攻撃時の「撃墜確率、予測会合時間」を考慮して、各目標に対する各火器の有効度を「目標を火器に割当ててから、目標の撃墜を完了するまでに要する予測時間（以後、目標撃墜所要予測時間と呼ぶ）」として算出する。そして、脅威度が高い目標順に、その目標に対する有効度が高い火器（目標撃墜所要予測時間が短い火器）を割当てていくことにより、高脅威な目標の優先的な対処、目標の対処率の向上、より遠方での目標撃墜、使用弾数の削減を可能とする火力配分装置を得ることを目的とする。

この発明に係る火力配分装置は、
レーダまたは通信で取得した観測時刻とその観測時刻における目標の位置、目標の速度、目標の種類を含む目標情報を記憶し、レーダまたは通信よりの新しい目標情報を入力する毎に更新記憶する目標情報記憶部、
通信で取得した火器の位置、火器の射程、火器から発射される火力の速力、火器から発射される火力の弾種、火器の目標割当可能数の上限、火器の目標割当数、火器の残弾数、防護対象の位置を含む火器情報を記憶し、新しい火器情報を入力する毎に更新記憶する火器情報記憶部、
目標情報記憶部に記憶されている目標情報と火器情報記憶部に記憶されている火器情報に基づいて、目標が防護対象や火器に及ぼす予測被害に関する指標である脅威度を算出する脅威度算出部、
目標情報記憶部に記憶されている目標情報と火器情報記憶部に記憶されている火器情報に基づいて、目標が既に射程圏内にいるか、または、今後、火器の射程圏内へ入ってくるならば「交戦性有り」と判定し、火器の射程圏内へ入ってこないならば「交戦性無し」と判定する交戦性判定部、
入力された目標に対する火器の交戦性判定結果と目標情報記憶部に記憶されている目標情報と火器情報記憶部に記憶されている火器情報に基づいて、目標が火器の射程内で会合可能となり、目標へ火力が発射可能となるまでの時間を算出する初弾発射待ち時間算出部、
入力された目標に対する火器の交戦性判定結果と目標情報記憶部に記憶されている目標情報と火器情報記憶部に記憶されている火器情報に基づいて、目標を射程内で撃墜できる最終時刻までの時間、または、目標が火器や防護対象に到達する前に、目標を撃墜できる最終時刻までの時間のいずれか短い方の時間である最終弾発射限界時間を算出する最終弾発射限界時間算出部、
目標情報記憶部に記憶されている目標情報に基づいて、入力された予測時刻における目標の位置、目標の速度、目標の種類を含む目標状態を算出する目標状態予測部、
入力された目標状態と火器情報記憶部に記憶されている火器情報に基づいて、火器から目標へ火力を発射してから目標と火力が会合するまでの予測会合時間時間を算出する予測会合時間算出部、
入力された目標状態と火器情報記憶部に記憶されている火器情報に基づいて、火器が目標を撃墜できる確率を算出する撃墜確率算出部、
目標情報記憶部からの目標情報と火器情報記憶部からの火器情報、交戦性判定部からの交戦性判定結果、初弾発射待ち時間算出部からの初弾発射待ち時間、最終弾発射限界時間算出部からの最終弾発射限界時間、予測会合時間算出部からの火力配分実行時刻における目標状態に対する予測会合時間、撃墜確率算出部からの火力配分実行時刻における目標に対する火力の撃墜確率、予測会合時間算出部からの目標の再攻撃時刻において予測される目標状態に対する予測会合時間、撃墜確率算出部からの目標の再攻撃時刻において予測される目標状態に対する撃墜確率に基づき、火器へ目標を割当ててから、目標の撃墜を完了するまでに要する予測時間を各目標に対する各火器の有効度として算出する火器有効度算出部、
火器情報記憶部に記憶されている火器情報、及び、脅威度算出部より得た各目標の脅威度と火器有効度算出部より得た各目標に対する各火器の有効度に基づいて、脅威度の高い目標順にその目標への有効度が高い火器を割当てる火力配分実行部を備え、
上記火器有効度算出部は、
交戦性判定部の判定結果が交戦性無しの場合には、定数値を火器有効度とし、火器の有効度の算出を完了し、交戦性有りの場合には、現在の時刻に、初弾発射待ち時間算出部からの初弾発射待ち時間を加えて予測時刻として、目標状態予測部に出力し、目標状態予測部がこの予測時刻における目標状態を予測し、予測された目標状態から撃墜確率算出部とが撃墜確率を算出し、火器有効度算出部はこの撃墜確率が予め設定された閾値を超えたら、その時の予測会合時間算出部の算出する予測会合時間に初弾発射待ち時間を加算した予測時間を火器有効度とし、火器有効度の算出を完了し、
撃墜確率が予め設定された閾値を未満であり、かつ最終弾発射限界時間算出部からの最終弾発射限界時間以内であれば、先に加算算出した予測時間を現在時刻に加算して新予測時刻として目標状態予測部に出力し、目標状態予測部がこの新予測時刻における目標状態を予測し、予測された目標状態から撃墜確率を算出し先回までの撃墜確率を加算して、累積撃墜確率を算出し、この累積撃墜確率が予め設定された閾値を超えたら、その時の予測会合時間算出部の算出する予測会合時間を先の予測時間に加算した新予測時間を火器有効度とし、火器有効度の算出を完了し、この処理を閾値を超えるか、最終弾発射限界時間を超えるまで繰り返し、閾値を超えた場合、この処理終了時の予測時間を火器有効度とし、最終弾発射限界時間を超えた場合、定数値を火器有効度とし、この処理を各目標と各火器毎に行う。

この発明による、火力配分装置によれば、火力配分を行う際に、火力配分実行時の「撃墜確率、予測会合時間、初弾発射待ち時間、最終弾発射限界時間」、及び、割当てられた火器が目標の撃墜を完了するまで再攻撃することを見越した再攻撃時の「撃墜確率、予測会合時間」を考慮して、各目標に対する各火器の有効度を「目標を撃墜するまでに要する予測時間（以後、目標撃墜所要予測時間と呼ぶ）」として算出する。そして、脅威度が高い目標順に、その目標に対する有効度が高い火器（目標撃墜所要予測時間が短い火器）を割当てていくことにより、高脅威な目標の優先的な対処、目標の対処率の向上、より遠方での目標撃墜、使用弾数の削減が可能となるという効果がある。

この発明の実施の形態１における火力配分装置の構成を示すブロック図である。火器有効度算出部において、目標撃墜所要予測時間の算出例を示す図である。火器有効度算出部において、目標に対する各火器の有効度算出手順を示すフローチャートである。この発明の実施の形態２の火力配分装置が備える火器有効度算出部において、目標撃墜所要予測時間の算出例を示す図である。この発明の実施の形態２の火力配分装置の火器有効度算出部において、目標に対する各火器の有効度算出手順を示すフローチャートである。この発明の実施の形態３の火力配分装置の火器有効度算出部において、目標撃墜所要予測時間が最終射撃限界時間を超えた場合の各火器の有効度算出手順を示すフローチャートである。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における火力配分装置の構成を示すブロック図である。図１の火力配分装置の各構成要素を以下に説明する。
目標情報記憶部１は、レーダまたは通信で取得した観測時刻とその観測時刻における目標の位置、目標の速度、目標の種類を含む目標情報を記憶する。
火器情報記憶部２は、通信で取得した火器の位置、火器の射程、火器から発射される火力の速力、火器から発射される火力の弾種、火器の目標割当可能数の上限、火器の目標割当数、火器の残弾数、防護対象の位置を含む火器情報を記憶する。
脅威度算出部３は、目標情報記憶部１に記憶されている目標情報と火器情報記憶部２に記憶されている火器情報に基づいて、目標が防護対象や火器に及ぼす予測被害に関する指標である脅威度を算出する。

交戦性判定部４は、目標情報記憶部１に記憶されている目標情報と火器情報記憶部２に記憶されている火器情報に基づいて、目標が今後、火器の射程圏内へ入ってくる（既に射程圏内にいる場合も含む）ならば「交戦性有り」と判定し、火器の射程圏内へ入ってこないならば「交戦性無し」と判定する。
初弾発射待ち時間算出部５は、交戦性判定部４から入力された目標に対する火器の交戦性判定結果と目標情報記憶部１に記憶されている目標情報と火器情報記憶部２に記憶されている火器情報に基づいて、目標へ火器から火力が発射可能となるまでの時間（目標が火器の射程内で会合可能となるまでの時間）を算出する。
最終弾発射限界時間算出部６は、交戦性判定部４から入力された目標に対する火器の交戦性判定結果と目標情報記憶部１に記憶されている目標情報と火器情報記憶部２に記憶されている火器情報に基づいて、最終弾発射限界時間（「目標を射程内で撃墜できる最終時刻までの時間」または「目標が火器や防護対象に到達する前に、目標を撃墜できる最終時刻までの時間」のいずれか小さい方の時間）を算出する。

目標状態予測部７は、入力された予測時刻と目標情報記憶部１に記憶されている目標情報に基づいて、入力された予測時刻における目標状態として目標の位置、目標の速度、目標の種類を算出する。
予測会合時間算出部８は、目標状態予測部７から入力された目標状態（位置、速度、種類）と火器情報記憶部２に記憶されている火器情報に基づいて、目標へ火力を発射してから目標と火力が会合するまでの時間を算出する。
撃墜確率算出部９は、目標状態予測部７から入力された目標状態（位置、速度、種類）と火器情報記憶部２に記憶されている火器情報に基づいて、火器が目標を撃墜できる確率を算出する。

火器有効度算出部１０は、目標情報記憶部１に記憶されている目標情報と火器情報記憶部２に記憶されている火器情報、及び、以下の事項に基づいて、各目標に対する各火器の有効度を「火器へ目標を割当ててから、目標を撃墜するまでに要する予測時間」として算出する。
● 交戦性判定結果。
● 初弾発射待ち時間。
● 最終弾発射限界時間。
● 現在時刻（火力配分実行時の時刻）の目標状態に対する予測会合時間と撃墜確率。
● 「火器が目標を再攻撃する時刻」を予測時刻として入力して目標状態予測部を実行することで得た「再攻撃時刻での目標状態」に対する予測会合時間、撃墜確率。
● 火器が再攻撃を実施する場合の累積撃墜確率。
火力配分実行部１１は、火器情報記憶部２に記憶されている火器情報、及び、脅威度算出部３より得た各目標の脅威度と火器有効度算出部１０より得た各目標に対する各火器の有効度に基づいて、脅威度の高い目標順にその目標への有効度が高い火器を割当てる。

次に図１の構成を有する火力配分装置の一連の動作について説明する。
目標情報記憶部１は、レーダ、センサ、通信等から周期的に入力される目標の観測時刻、目標の位置、目標の速度、目標の種類を含む目標情報を記憶する。目標情報記憶部１に記憶される目標情報は、目標情報が入力されるごとに更新される。
火器情報記憶部２は、通信や人手による直接入力等から入力される火器の位置、火器の射程、火器から発射される火力の速力、火器から発射される火力の弾種、火器の目標割当可能数の上限、火器の目標割当数、火器の残弾数、防護対象の位置を含む火器情報を記憶する。火器情報記憶部２に記憶される火器情報は、火器情報が入力されるごとに更新される。
脅威度算出部３は、目標情報記憶部１に記憶されている目標の位置、目標の速度、目標の種類と火器情報記憶部２に記憶されている火器の位置、火器から発射される火力の弾種、防護対象の位置に基づいて、各目標が防護対象や火器に及ぼす予測被害に関する指標である脅威度を算出する。

交戦性判定部４は、目標情報記憶部１に記憶されている目標の位置、目標の速度、目標の種類と火器情報記憶部２に記憶されている火器の位置、火器の射程範囲に基づいて、目標が今後、火器の射程圏内へ入ってくる（既に射程圏内にいる場合も含む）ならば「交戦性有り」と判定し、火器の射程圏内へ入ってこないならば「交戦性無し」と判定する。交戦性の判定結果は、火器有効度算出部１０、初弾発射待ち時間算出部５、最終弾発射限界時間算出部６に出力される。この際に、目標の予測モデルは、目標情報記憶部１に記憶されている目標の種類に応じたものを利用するが、目標の種類が分かっていない場合は、目標が等速直線運動をするものとして計算する。

初弾発射待ち時間算出部５は、交戦性判定部４からの入力が「交戦性有り」の目標に対してのみ、目標情報記憶部１に記憶されている目標の位置、目標の速度、目標の種類と火器情報記憶部２に記憶されている火器の位置、火器の射程範囲、火器から発射される火力の速力、火器から発射される火力の弾種に基づいて、「目標が火器の射程圏内で会合可能となるまでの時間」を算出し、初弾発射待ち時間として火器有効度算出部１０に出力する。この際に、目標の予測モデルは、目標情報記憶部１に記憶されている目標の種類に応じたものを利用するが、目標の種類が分かっていない場合は、目標が等速直線運動をするものとして計算する。

最終弾発射限界時間算出部６は、交戦性判定部４からの入力が「交戦性有り」の目標に対してのみ、最終弾発射限界時刻を算出する。まず、目標情報記憶部１に記憶されている目標の位置、目標の速度、目標の種類と火器情報記憶部２に記憶されている火器の位置、火器の射程範囲、火器から発射される火力の速力、火器から発射される火力の弾種に基づいて、「目標を射程内で撃墜できる最終時刻までの時間」を算出する。次に、目標情報記憶部１に記憶されている目標の位置、目標の速度、目標の種類と火器情報記憶部２に記憶されている火器の位置、火器の射程範囲、火器から発射される火力の速力、火器から発射される火力の弾種に基づいて、「目標が火器や防護対象に到達する前に、目標を撃墜できる最終時刻までの時間」を算出する。そして、いずれか小さい方の時間を最終弾発射限界時間として火器有効度算出部１０に出力する。この際に、目標の予測モデルは、目標情報記憶部１に記憶されている目標の種類に応じたものを利用するが、目標の種類が分かっていない場合は、目標が等速直線運動をするものとして計算する。

火器有効度算出部１０は、目標に対する各火器の有効度を「火器へ目標を割当ててから、目標を撃墜するまでに要する予測時間（以後、目標撃墜所要予測時間と呼ぶ）」として算出し、火力配分実行部１１へ出力する。目標撃墜所要予測時間は、「攻撃に失敗すると撃墜完了に要する時間が再攻撃時間分増加する」という概念に基づき、図２に示すように「ｎ回攻撃した場合の累積撃墜確率CKP_nが予め設定された閾値T_kpを超えるまで、初弾発射待機時間と初回攻撃時の予測会合時間を足し合わせたものに、再攻撃時の予測会合時間を加え続ける」ことで算出する。以下に、目標に対する各火器の有効度の具体的な算出手順を示す。

また、図３は火器有効度算出部１０が、目標に対する各火器の有効度の具体的な算出手順をフローチャートで示したものである。
Step1：交戦性判定部４より入力された交戦性判定結果が「交戦性無し」の場合、「交戦性無しであることを示す定数値」を目標に対する火器の有効度とし、火器の有効度算出処理を終了する。「交戦性が有り」の場合は、初弾発射待ち時間算出部５より出力された初弾発射待ち時間を、目標撃墜所要予測時間の初期値として代入し、Step2へ進む。

Step2：現在時刻に目標撃墜所要予測時間を加算した時刻を予測時刻として入力して目標状態予測部７の処理を実行する。目標状態予測部７は目標情報記憶部１に記憶されている目標の観測時刻、目標の位置、目標の速度、目標の種類に基づいて、予測時刻における目標状態（位置、速度、種類）を算出し、予測会合時間算出部８と撃墜確率算出部９に出力する。この際に、目標の予測モデルは、目標情報記憶部１に記憶されている目標の種類に応じたものを利用するが、目標の種類が分かっていない場合は、目標が等速直線運動をするものとして計算する。

Step3：以下の処理を実行する。
Step3A：予測会合時間算出部８は、目標状態予測部７から入力された目標状態（位置、速度、種類）と火器情報記憶部２に記憶されている火器の位置、火器から発射される火力の速力、火器から発射される火力の弾種に基づいて予測会合時間を算出し、火器有効度算出部１０に出力する。この際に、目標の予測モデルは、目標情報記憶部１に記憶されている目標の種類に応じたものを利用するが、目標の種類が分かっていない場合は、目標が等速直線運動をするものとして計算する。
Step3B：撃墜確率算出部９は、目標状態予測部７から入力された目標状態（位置、速度、種類）と火器情報記憶部２に記憶されている火器の位置、火器から発射される火力の速力、火器から発射される火力の弾種に基づいて目標の撃墜確率を算出し、火器有効度算出部１０に出力する。この際に、目標の予測モデルは、目標情報記憶部１に記憶されている目標の種類に応じたものを利用するが、目標の種類が分かっていない場合は、目標が等速直線運動をするものとして計算する。

Step4：予測会合時間算出部８より入力された予測会合時間を目標撃墜所要予測時間に加算する。また、撃墜確率算出部９より入力された撃墜確率、及び、今までの攻撃における撃墜確率を元に、累積撃墜確率を以下式１によって算出する。

Step5：目標撃墜所要予測時間が最終射撃限界時間を過ぎた場合は、「火器に目標を割当てても撃墜が完了しない可能性があるということを示す定数値」を目標に対する火器の有効度とし、火器の有効度算出処理を終了する。目標撃墜所要予測時間が最終射撃限界時間を過ぎていない場合はSteg6へ進む。
Step6：累積撃墜確率が予め設定された閾値T_kpを超えた場合、目標の撃墜は完了されたものと判断する。そこで、目標撃墜所要予測時間を目標に対する火器の有効度とし、火器の有効度算出処理を終了する。累積撃墜確率が閾値T_kpを超えない場合、Step2へ戻る。

ここで、上記Step1〜6の手順により算出した目標に対する全火器の有効度が「火器に割当てても目標撃墜が完了しない可能性があることを示す定数値」となった場合（いずれの火器においても、最終射撃限界時間を超えるまで攻撃を繰り返しても、累積撃墜確率が閾値T_kpを超えなかった場合）は、火器の有効度に累積撃墜確率を利用する。
火力配分実行部１１は、火器情報記憶部２に記憶されている火器の目標割当可能数の上限、割当数、残弾数、及び、脅威度算出部３より入力された各目標の脅威度と火器有効度算出部１０より入力された各目標に対する各火器の有効度に基づいて、脅威度の高い目標順にその目標への有効度の高い火器を割当てる。

以上のように、火力配分を行う際に、火力配分実行時１１の「撃墜確率、予測会合時間、初弾発射待ち時間、最終弾発射限界時間」、及び、割当てられた火器が目標の撃墜を完了するまで再攻撃することを見越した再攻撃時の「撃墜確率、予測会合時間」を考慮して、各目標に対する各火器の有効度を「目標を火器に割当ててから、目標の撃墜を完了するまでに要する予測時間（以後、目標撃墜所要予測時間と呼ぶ）」として算出する。そして、脅威度が高い目標順に、その目標に対する有効度が高い火器（目標撃墜所要予測時間が短い火器）を割当てていくことにより、高脅威な目標の優先的な対処、目標の対処率の向上、より遠方での目標撃墜、使用弾数の削減が可能となるという効果がある。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２は、火器有効度算出部１０の動作が異なる以外は実施の形態１と同じである。よって、火器有効度算出部１０の動作のみを以下に説明する。
火器有効度算出部１０は、各目標に対する各火器の有効度を「火器へ目標を割当ててから、目標を撃墜するまでに要する予測時間（以後、目標撃墜所要予測時間と呼ぶ）」として算出する際に、「目標の攻撃結果を確認してから再攻撃する戦闘方針」ではなく、「失敗していることを見越して、火力発射準備間隔で目標を複数回連続攻撃する戦闘方針」を想定する。この想定に基づく目標撃墜所要予測時間の算出は、図４に示すように「ｎ回連続発射した場合の累積撃墜確率CKP_nが閾値T_kpを超えるまで、初弾発射待機時間に火力発射準備間隔を足し続け、最後にｎ回目の攻撃時の予測会合時間を加える」というものである。図５は、目標に対する各火器の有効度の算出手順をフローチャートで示したものである。具体的な算出手順は、実施の形態１で示した手順のStep6の動作が異なる以外は実施の形態１と同じである。よって、手順のStep6の動作のみを以下に説明する。

Step6：累積撃墜確率が予め設定された閾値T_kpを超えた場合、目標撃墜所要予測時間を目標に対する火器の有効度とし、火器の有効度算出処理を終了する。累積撃墜確率が閾値T_kpを超えない場合、目標撃墜所要予測時間からStep4で加えた予測会合時間を減算し、火力発射準備間隔を加算する。そして、Step2へ戻る。

以上のようにすることで、「失敗していることを見越して、火力発射準備間隔で目標を複数回連続攻撃する戦闘方針」である場合の目標撃墜所要予測時間が算出されることから、使用弾数は増加するものの、さらなる目標の対処率の向上、より遠方での目標撃墜が可能となる効果がある。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３は、火器有効度算出部１０の動作が異なる以外は実施の形態１または実施の形態２と同じである。よって、火器有効度算出部１０の動作のみを以下に説明する。
火器有効度算出部１０は、目標に対する各火器の有効度として「火器へ目標を割当ててから、目標を撃墜するまでに要する予測時間（以後、目標撃墜所要予測時間と呼ぶ）」を算出する際に、「その火器で最終射撃限界時間まで目標への攻撃を繰り返しても、目標の撃墜が完了しない可能性がある」との結果となった場合、他の火器へ目標割当てを切り替えて目標への再攻撃を続けるものと想定する。そして、他の火器において目標撃墜所要予測時間を引続き計算する。すなわち、「切り替え前の火器の目標撃墜所要予測時間」に「切り替え後の火器の目標撃墜所要予測時間」を加えていった値が火器の有効度（始めに目標割当てを発生させる火器の有効度）となる。

具体的な算出手順は、実施の形態１または実施の形態２で示した手順のStep5の動作が異なる以外は実施の形態１と同じである。よって、手順のStep5の動作のみを以下に説明する。
Step5：目標撃墜所要予測時間が最終射撃限界時間を過ぎていない場合はStep6へ進む。目標撃墜所要予測時間が最終射撃限界時間を過ぎた場合は、以下に示す処理を行う。図６は以下の処理をフローチャートで示したものである。
Step5−1：目標割当てを切り替え可能な火器として、以下の二つの条件を共に満たす火器を抽出する。
(1).交戦性判定結果が「交戦性有り」である火器。
(2).目標撃墜所要予測時間より最終射撃限界時間が長い。
Step5−2：目標割当てを切り替え可能な火器が存在しない場合は、「火器に目標を割当てても撃墜が完了しない可能性があるということを示す定数値」を目標に対する火器の有効度とし、火器の有効度算出処理を終了する。目標割当てを切り替え可能な火器が存在する場合は、Step5−3へ進む。
Step5−3：Step5−1で抽出した切り替え可能な火器に関して、引続き、目標撃墜所要予測時間をそれぞれ算出する。具体的には、切り替え前の火器での目標撃墜所要予測時間が経過後であるという設定に基づき、実施の形態１、または、実施の形態２に記載の目標撃墜所要予測時間の算出処理を実施する。
Step5−4：切り替え後の火器のうち、目標の撃墜が可能である火器を抽出する。
Step5−5：切り替え後に目標の撃墜が可能な火器が存在しない場合は、「火器に目標を割当てても撃墜が完了しない可能性があるということを示す定数値」を目標に対する火器の有効度とし、火器の有効度算出処理を終了する。切り替え後に目標の撃墜が可能な火器が存在する場合は、それらの火器のうち、目標撃墜所要予測時間が最も短いものを目標に対する火器の有効度とし、火器の有効度算出処理を終了する。

以上のようにすることで、より正確な目標撃墜所要予測時間が算出されることから、さらなる目標の対処率の向上、より遠方での目標撃墜、使用弾数の削減が可能となる効果がある。

実施の形態４．
この発明の実施の形態４は、脅威度算出部３から火器有効度算出部１０に目標の脅威度を入力すること、及び、火器有効度算出部１０の動作が異なる以外は実施の形態１または実施の形態２と同じである。よって、火器有効度算出部１０の動作のみを以下に説明する。
火器有効度算出部１０は、目標に対する各火器の有効度を「火器へ目標を割当ててから、目標を撃墜するまでに要する予測時間」として算出する際に、目標の撃墜が完了されるかどうかを予測するために利用する累積撃墜確率の閾値を入力された目標の脅威度に基づいて、脅威度が高い目標ほど閾値が高くなるように設定する。

以上のようにすることで、「高脅威な目標ほどより確実な対処がされるような戦闘方針」で目標撃墜所要予測時間が計算されるため、高脅威な目標を確実に対処可能な火器が選択されるようになるという効果がある。

この発明は、防衛兵器の一つである迎撃ミサイルシステムに適用可能である。

１；目標情報記憶部、２；火器情報記憶部、３；脅威度算出部、４；交戦性判定部、５；初弾発射待ち時間算出部、６；最終弾発射限界時間算出部、７；目標状態予測部、８；予測会合時間算出部、９；撃墜確率算出部、１０；火器有効度算出部、１１；火力配分実行部。

Claims

レーダまたは通信で取得した観測時刻とその観測時刻における目標の位置、目標の速度、目標の種類を含む目標情報を記憶し、レーダまたは通信より新しい目標情報を入力する毎に更新記憶する目標情報記憶部、
通信で取得した火器の位置、火器の射程、火器から発射される火力の速力、火器から発射される火力の弾種、火器の目標割当可能数の上限、火器の目標割当数、火器の残弾数、防護対象の位置を含む火器情報を記憶し、新しい火器情報を入力する毎に更新記憶する火器情報記憶部、
目標情報記憶部に記憶されている目標情報と火器情報記憶部に記憶されている火器情報に基づいて、目標が防護対象や火器に及ぼす予測被害に関する指標である脅威度を算出する脅威度算出部、
目標情報記憶部に記憶されている目標情報と火器情報記憶部に記憶されている火器情報に基づいて、目標が既に射程圏内にいるか、今後、火器の射程圏内へ入ってくるならば「交戦性有り」と判定し、火器の射程圏内へ入ってこないならば「交戦性無し」と判定する交戦性判定部、
入力された目標に対する火器の交戦性判定結果と目標情報記憶部に記憶されている目標情報と火器情報記憶部に記憶されている火器情報に基づいて、目標が火器の射程内で会合可能となり、目標へ火力が発射可能となるまでの時間を算出する初弾発射待ち時間算出部、
入力された目標に対する火器の交戦性判定結果と目標情報記憶部に記憶されている目標情報と火器情報記憶部に記憶されている火器情報に基づいて、目標を射程内で撃墜できる最終時刻までの時間、または、目標が火器や防護対象に到達する前に目標を撃墜できる最終時刻までの時間のいずれか短い方の時間である最終弾発射限界時間を算出する最終弾発射限界時間算出部、
目標情報記憶部に記憶されている目標情報に基づいて、入力された予測時刻における目標の位置、目標の速度、目標の種類を含む目標状態を算出する目標状態予測部
入力された目標状態と火器情報記憶部に記憶されている火器情報に基づいて、火器から目標へ火力を発射してから目標と火力が会合するまでの予測会合時間時間を算出する予測会合時間算出部、
入力された目標状態と火器情報記憶部に記憶されている火器情報に基づいて、火器が目標を撃墜できる確率を算出する撃墜確率算出部、
目標情報記憶部からの目標情報と火器情報記憶部からの火器情報、交戦性判定部からの交戦性判定結果、初弾発射待ち時間算出部からの初弾発射待ち時間、最終弾発射限界時間算出部からの最終弾発射限界時間、予測会合時間算出部からの火力配分実行時刻における目標状態に対する予測会合時間、撃墜確率算出部からの火力配分実行時刻における目標に対する火力の撃墜確率予測会合時間算出部からの目標の再攻撃時刻において予測される目標状態に対する予測会合時間、撃墜確率算出部からの目標の再攻撃時刻において予測される目標状態に対する撃墜確率に基づき、火器へ目標を割当ててから、目標を撃墜するまでに要する予測時間を各目標に対する各火器の有効度として算出する火器有効度算出部、
火器情報記憶部に記憶されている火器情報、及び、脅威度算出部より得た各目標の脅威度と火器有効度算出部より得た各目標に対する各火器の有効度に基づいて、脅威度の高い目標順にその目標への有効度が高い火器を割当てる火力配分実行部
とを備え、
上記火器有効度算出部は、
交戦性判定部の判定結果が交戦性無しの場合には、定数値を火器有効度とし、火器の有効度の算出を完了し、交戦性有りの場合に、現在の時刻に、初弾発射待ち時間算出部からの初弾発射待ち時間を加えて予測時刻として、目標状態予測部に出力し、目標状態予測部がこの予測時刻における目標状態を予測し、予測された目標状態から撃墜確率算出部とが撃墜確率を算出し、火器有効度算出部はこの撃墜確率が予め設定された閾値を超えたら、その時の予測会合時間算出部の算出する予測会合時間に初弾発射待ち時間を加算した予測時間を火器有効度とし、火器有効度の算出を完了し、
撃墜確率が予め設定された閾値を未満であり、かつ最終弾発射限界時間算出部からの最終弾発射限界時間以内であれば、先に加算算出した予測時間を現在時刻に加算して新予測時刻として目標状態予測部に出力し、目標状態予測部がこの新予測時刻における目標状態を予測し、予測された目標状態から撃墜確率を算出し先回までの撃墜確率を加算して、累積撃墜確率を算出し、この累積撃墜確率が予め設定された閾値を超えたら、その時の予測会合時間算出部の算出する予測会合時間を先の予測時間に加算した新予測時間を火器有効度とし、火器有効度の算出を完了し、この処理を閾値を超えるか、最終弾発射限界時間を超えるまで繰り返し、閾値を超えた場合、この処理終了時の予測時間を火器有効度とし、最終弾発射限界時間を超えた場合、定数値を火器有効度とし、この処理を各目標と各火器毎に行うことを特徴とする火力配分装置。
火器における目標の攻撃方法は火力発射準備間隔で複数回連続発射攻撃する方法とし、
ｎ回目の攻撃の予測時刻は、ｎ-1と火力発射準備間隔時間の積と初弾発射待ち時間に現在時刻を加えたものとし、目標状態予測部がこの予測時刻における目標状態を予測し、予測された目標状態から予測会合時間算出部が予測会合時間を算出し、撃墜確率算出部が算出した撃墜確率からｎ回の累積撃墜確率を算出し、この累積撃墜確率が予め設定された閾値を超えたら、火器有効度算出部が、その時の予測会合時間にｎ-1と火力発射準備間隔時間の積と初弾発射待ち時間を加算した時間を火器有効度として、火器有効度の算出を完了し、
累積撃墜確率が予め設定された閾値を未満であり、かつ最終弾発射限界時間算出部からの最終弾発射限界時間以内であれば、ｎ＋１回目の攻撃の予測時刻を、ｎと火力発射準備間隔時間の積と初弾発射待ち時間に現在時刻を加えたものとし、目標状態予測部がこの予測時刻における目標状態を予測し、予測された目標状態から予測会合時間算出部が目標と火力の会合する予測時間を算出し、撃墜確率算出部が撃墜確率を算出する処理を累積撃墜確率が予め設定された閾値を超えるか、最終弾発射限界時間を超えるまで実行し、火器有効度算出部が、最後の予測時間にｎと火力発射準備間隔時間の積と初弾発射待ち時間を加算したものを火器有効度とし、火器有効度の算出を完了する構成にされたことを特徴とする請求項１記載の火力配分装置。
火器における目標の攻撃は、火器有効度算出部において、各目標に対する各火器の有効度を算出する際に、その火器で最終射撃限界時間まで目標への攻撃を繰り返しても、目標の撃墜が完了しない可能性があるとの結果となった場合、他の火器へ目標割当てを切り替えて、目標への再攻撃を継続する方法とし、火器有効度算出部はこの切り替えられた火器により火器有効度を算出する構成にされたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の火力配分装置。
火器有効度算出部は、脅威度算出部から各目標の脅威度を入力し、累積撃墜確率の閾値を目標の脅威度に応じて設定可能とする請求項１または請求項２記載の火力配分装置。