JP2019143922A - Method for calculating initial value of guidance signal and navigation calculator using the method - Google Patents
Method for calculating initial value of guidance signal and navigation calculator using the method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019143922A JP2019143922A JP2018029884A JP2018029884A JP2019143922A JP 2019143922 A JP2019143922 A JP 2019143922A JP 2018029884 A JP2018029884 A JP 2018029884A JP 2018029884 A JP2018029884 A JP 2018029884A JP 2019143922 A JP2019143922 A JP 2019143922A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- initial value
- calculating
- flying object
- guidance signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
Abstract
Description
本発明は目標を検出、捕捉し目標に向かって飛しょうする誘導飛しょう体の誘導制御における誘導信号の初期値の算出方法、および該算出方法を用いた航法計算装置に関する。 The present invention relates to a method for calculating an initial value of a guidance signal in guidance control of a guided vehicle that detects, captures, and flies toward a target, and a navigation calculation apparatus using the calculation method.
誘導飛しょう体に搭載されるレーダは、目標の角度および目標の進行方向を検出する。また、誘導飛しょう体に搭載されるレーダは、目標の角度および目標の進行方向から、該レーダが搭載される誘導飛しょう体の加速度の指令値を決定する。目標の角度および目標の進行方向の時間変化をフィルタリングした、誘導飛しょう体の加速度の指令値の信号は、誘導信号と呼ばれる。誘導信号は、誘導飛しょう体と目標とが会合する終末誘導のために、レーダから誘導飛しょう体に送信される。誘導信号および誘導信号の初期値は、レーダに搭載される航法計算装置によって算出される。誘導信号の初期値は、先見情報から得た、目標の位置および目標の速度から算出されることが一般的である。先見情報は、誘導飛しょう体を射撃管制する射撃管制装置が生成する。 The radar mounted on the guided vehicle detects the target angle and the target traveling direction. Further, the radar mounted on the guided flying object determines the command value of the acceleration of the guided flying object on which the radar is mounted from the target angle and the traveling direction of the target. A signal of the command value of the acceleration of the guided flying object obtained by filtering the time change of the target angle and the target traveling direction is called a guidance signal. The guidance signal is transmitted from the radar to the guidance vehicle for terminal guidance where the guidance vehicle and the target meet. The guidance signal and the initial value of the guidance signal are calculated by a navigation calculation device mounted on the radar. Generally, the initial value of the guidance signal is calculated from the target position and the target speed obtained from the foresight information. The foresight information is generated by a shooting control device that controls the guided flying object.
誘導飛しょう体の終末誘導には、比例航法を用いることが一般的である。比例航法とは、誘導飛しょう体の目標に対する目視線角および目視線方向を、一定に保ちながら飛しょうする航法である。目視線角とは、誘導飛しょう体の目標への目視線と、誘導飛しょう体の機軸とがなす角である。従来の誘導飛しょう体の終末誘導時の誘導信号の初期値は、目標相対速度の目視線直交成分を目視線距離で除した値となる。目標相対速度の目視線直交成分および目視線距離は、射撃管制装置による先見情報、および誘導飛しょう体に搭載される慣性装置を用いて算出される。目標相対速度とは、誘導飛しょう体と目標との相対速度である。目視線直交成分とは、目視線に直交する目標相対速度の成分である。誘導信号の初期値算出後の誘導信号は、目標の追尾情報を基に、レーダに備わる推定フィルタにより、算出される。 Proportional navigation is generally used for terminal guidance of guided vehicles. Proportional navigation is navigation that flies while keeping the visual line angle and visual line direction with respect to the target of the guided flying object constant. The visual line angle is an angle formed by the visual line to the target of the guided flying object and the axis of the guided flying object. The initial value of the guidance signal at the time of terminal guidance of the conventional guided flying object is a value obtained by dividing the visual line orthogonal component of the target relative speed by the visual line distance. The line-of-sight orthogonal component and the line-of-sight distance of the target relative speed are calculated using foresight information from the shooting control device and an inertial device mounted on the guided flying object. The target relative speed is a relative speed between the guided flying object and the target. The visual line orthogonal component is a component of the target relative speed orthogonal to the visual line. The induced signal after the initial value of the induced signal is calculated is calculated by an estimation filter provided in the radar based on target tracking information.
特許文献1は、目標の位置、目標の速度、および目標の加速度を用いて推定フィルタにより算出された誘導信号を用いて、誘導飛しょう体を目標へ向けて誘導する航法計算装置を開示する。
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、誘導飛しょう体の目標が、攻撃対象を持つミサイルのようなものであるとき、誘導飛しょう体が、目標の攻撃対象に接近するタイミングで、目標が急速に旋回する場合がある。誘導飛しょう体は、目標の位置、目標の速度、および目標の加速度に基づいた誘導信号の初期値を設定した場合、目標の速度ベクトルの変化に対して推定フィルタによる追従が間に合わず、会合に至るまでの距離が長くなるという問題があった。
However, in the technique described in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、誘導飛しょう体と目標とが会合に至るまでの距離が長くなることを抑制することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at suppressing that the distance until a guidance flying object and a target reach a meeting becomes long.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る誘導信号の初期値の算出方法は、航法計算装置における誘導信号の初期値の算出方法であって、目標の旋回運動を考慮した、誘導飛しょう体と目標との予想会合位置および予想会合時間を射撃管制装置から受信する第1のステップと、予想会合位置および予想会合時間を用いて誘導信号の初期値を算出する第2のステップと、第2のステップで算出された初期値を用いて最終的な誘導信号を算出する第3のステップとを含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the calculation method of the initial value of the guidance signal according to the present invention is a calculation method of the initial value of the guidance signal in the navigation calculation device, and takes into account the target turning motion. A first step of receiving an expected meeting position and an expected meeting time between the guided vehicle and the target from the shooting control device, and a second step of calculating an initial value of the guidance signal using the predicted meeting position and the predicted meeting time. And a third step of calculating a final induction signal using the initial value calculated in the second step.
本発明によれば、誘導飛しょう体と目標とが会合に至るまでの距離が長くなることを抑制するという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect of suppressing an increase in the distance until the guided flying object and the target reach a meeting.
以下に、本発明の実施の形態に係る誘導信号の初期値の算出方法、および該算出方法を用いた航法計算装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, a method for calculating an initial value of a guidance signal and a navigation calculation apparatus using the calculation method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態.
図1は、実施の形態に係る航法計算装置の機能ブロックを示す図である。航法計算装置100は、初期化部1と、慣性装置2と、第1の受信部3と、第2の受信部4と、ノイズ算出部5と、角速度センサ部6と、追尾ゲイン部7と、推定フィルタ部8と、を備える。航法計算装置100は、誘導飛しょう体に搭載されるレーダに搭載される。航法計算装置100は、外部装置500との間で通信を行う。外部装置500は射撃管制装置を備える。
Embodiment.
FIG. 1 is a diagram illustrating functional blocks of the navigation calculation apparatus according to the embodiment. The
初期化部1は、誘導信号の初期値を算出する。慣性装置2は、誘導飛しょう体の自己位置および自己姿勢を検出し、初期化部1に、検出した結果を送信する。第1の受信部3は、目標の旋回運動を考慮した誘導飛しょう体と目標との予想会合位置および予想会合時間を、外部装置500の射撃管制装置から受信する。射撃管制装置は、先見情報を基に目標の旋回運動を考慮する。先見情報とは例えば、射撃管制装置が目標を追尾し、目標の運動を予測して生成した情報である。また、第1の受信部3は、予想会合位置および予想会合時間を初期化部1へ送信する。射撃管制装置は、例えば地上または航空機に設置されており、誘導飛しょう体を射撃管制し、航法計算装置100が誘導飛しょう体を目標へ誘導するために必要な情報を提供する。射撃管制装置は、目標の追尾により目標の位置の情報を生成するとともに、目標の旋回運動を考慮した誘導飛しょう体と目標との予想会合位置および予想会合時間を生成する。
The
第2の受信部4は、目標の位置の情報を外部装置500の射撃管制装置から受信する。また、第2の受信部4は、初期化部1に目標の位置の情報を送信する。ノイズ算出部5は、目標の受信電力を用いて目視線角の角度誤差のノイズを算出する。また、ノイズ算出部5は、角度誤差のノイズの算出結果を推定フィルタ部8に送信する。角速度センサ部6は、誘導飛しょう体の動揺に対しての姿勢角速度を検出し、姿勢角速度からビーム指向角を算出する。また、角速度センサ部6は、算出したビーム指向角を推定フィルタ部8に送信する。追尾ゲイン部7は、ノイズ算出部5が算出した角度誤差のノイズを用いて角度誤差に対する追尾ゲインを算出する。また、追尾ゲイン部7は、算出した追尾ゲインを推定フィルタ部8に送信する。推定フィルタ部8は、初期化部1から受信した誘導信号の初期値と、ノイズ算出部5から受信した角度誤差のノイズと、角速度センサ部6から受信したビーム指向角と、追尾ゲイン部7から受信した追尾ゲインとを用いて、最終的な誘導信号を算出する。
The second receiving
推定フィルタ部8は、カルマンフィルタ、あるいはこれに類似したフィルタを用いることが一般的である。推定フィルタ部8は、誘導飛しょう体シーカが追尾している目標の目視線角の時間変化を用いて誘導信号を算出する。推定フィルタ部8により算出された誘導信号は、誘導飛しょう体の加速度制御の指令値計算に用いられる。誘導飛しょう体シーカは、誘導飛しょう体に搭載されて、目標を探索する装置である。 The estimation filter unit 8 generally uses a Kalman filter or a similar filter. The estimation filter unit 8 calculates a guidance signal using a temporal change in the target visual line angle tracked by the guidance flying object seeker. The guidance signal calculated by the estimation filter unit 8 is used to calculate a command value for acceleration control of the guided flying object. The guided flying object seeker is a device that is mounted on the guided flying object and searches for a target.
実施の形態に係る航法計算装置100のハードウェア構成について説明する。初期化部1、ノイズ算出部5、角速度センサ部6、追尾ゲイン部7、および推定フィルタ部8は、各処理を行う電子回路である処理回路により実現される。第1の受信部3および第2の受信部4は、受信機である。
A hardware configuration of
本処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリ及びメモリに格納されるプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit、中央演算装置)を備える制御回路であってもよい。ここでメモリとは、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリなどの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスクなどが該当する。本処理回路がCPUを備える制御回路である場合、この制御回路は例えば、図2に示す構成の制御回路200となる。
The processing circuit may be dedicated hardware or a control circuit including a memory and a CPU (Central Processing Unit) that executes a program stored in the memory. Here, the memory corresponds to, for example, a nonvolatile or volatile semiconductor memory such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), or a flash memory, a magnetic disk, or an optical disk. When the processing circuit is a control circuit including a CPU, the control circuit is, for example, the
図2に示すように、制御回路200は、CPUであるプロセッサ200aと、メモリ200bとを備える。図2に示す制御回路200により実現される場合、プロセッサ200aがメモリ200bに記憶された、各処理に対応するプログラムを読みだして実行することにより実現される。また、メモリ200bは、プロセッサ200aが実施する各処理における一時メモリとしても使用される。
As shown in FIG. 2, the
本処理回路が、専用のハードウェアである場合、処理回路は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものである。 When the processing circuit is dedicated hardware, the processing circuit is, for example, an application specific integrated circuit (ASIC), a field programmable gate array (FPGA), or a combination thereof.
本実施の形態による初期化部1が、誘導信号の初期値を算出する一連の動作について具体的に説明する。
A series of operations in which the
初期化部1は、誘導飛しょう体の終末誘導の開始時から、誘導飛しょう体と目標との会合までの、誘導飛しょう体の速度の平均値に関する第1の値を算出する。第1の値は、第1の受信部3が射撃管制装置から受信した、目標の予想会合位置と、慣性装置2が検出した、誘導飛しょう体の位置との差を、誘導飛しょう体と目標とが予想会合位置に到達するまでの時間で割った商である。具体的に初期化部1は、式(1)により第1の値を算出する。
The
第1の値は、慣性座標における値である。第1の値を誘導信号の初期値にするためには、目視線を基準とした座標の値に変換する必要がある。第1の値を誘導信号の初期値とするために、まずは、初期化部1は、慣性装置2により算出された、誘導飛しょう体の自己姿勢の機軸直交座標の方向余弦行列を用い、誘導飛しょう体の機軸を基準とした機軸直交座標における、誘導飛しょう体の機軸から見た目標の方向を、式(2)により算出する。
The first value is a value in inertial coordinates. In order to set the first value as the initial value of the induction signal, it is necessary to convert the first value into a coordinate value based on the visual line. In order to use the first value as the initial value of the guidance signal, first, the
初期化部1は、式(3)により、目視線軸座標の方向余弦行列を算出する。
The
初期化部1は、式(4)により、機軸直交座標の方向余弦行列と、目視線軸座標の方向余弦行列と、第1の値とを乗ずることにより、目視線を基準とした座標における第1の値を算出する。以下では、誘導飛しょう体の目視線を基準とした座標における第1の値を、第2の値と呼ぶ。
The
初期化部1は、第2の値を、ピッチ系の誘導信号の初期値およびヨー系の誘導信号の初期値に分けて、式(5)によりピッチ系の誘導信号の初期値、およびヨー系の誘導信号の初期値をそれぞれ算出する。
The
以上説明したように、本実施の形態に係る誘導信号の初期化の方法で算出された誘導信号の初期値は、第1の受信部3が射撃管制装置から受信した目標の予想会合位置および予想到達時間を用いて算出されるため、終末誘導開始時の目標の速度を用いずに、予想会合位置に向けた、誘導飛しょう体の誘導が可能となる。 As described above, the initial value of the guide signal calculated by the method of initializing the guide signal according to the present embodiment is the predicted meeting position and the predicted target position received by the first receiver 3 from the shooting control device. Since it is calculated using the arrival time, it is possible to guide the guided vehicle toward the expected meeting position without using the target speed at the start of terminal guidance.
図3は、実施の形態に係る誘導飛しょう体10と目標20との終末誘導の関係を示す図である。本実施の形態では、初期化部1は、慣性装置2で得る飛しょう体の自己位置および自己姿勢の情報と、第2の受信部4で得る目標20の位置と、角速度センサ部6で得るビーム指向角とを用いて誘導信号の初期値を算出する。また、これらに加えて、初期化部1は、第1の受信部3が射撃管制装置から受信する予想会合位置、および予想会合時間を用い、誘導信号の初期値を算出する。つまり、初期化部1は、目標20の速度を用いず、射撃管制装置が予測した、誘導飛しょう体10と目標20との予想会合位置および予想会合時間を、誘導信号の初期値の算出に用いることができる。このため、初期化部1は、誘導信号の初期値を算出する時に、先見情報により目標20が高速旋回することを把握している場合、高速旋回前の目標20の速度を用いずに誘導信号の初期値を算出することができる。このため、誘導飛しょう体10と目標20とが接近するときの距離が長くなることを抑制することができる。また、誘導飛しょう体は、高速旋回前の目標20の速度を用いずに誘導信号の初期値を算出することができるため、目標20の速度ベクトルの変化に対して推定フィルタによる追従の遅れを抑制でき、会合に至るまでの距離が長くなることを抑制できる。
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship of terminal guidance between the guided flying
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
1 初期化部、2 慣性装置、3 第1の受信部、4 第2の受信部、5 ノイズ算出部、6 角速度センサ部、7 追尾ゲイン部、8 推定フィルタ部、10 誘導飛しょう体、20 目標、100 航法計算装置、200 制御回路、200a プロセッサ、200b メモリ、500 外部装置。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
目標の旋回運動を考慮した、誘導飛しょう体と目標との予想会合位置および予想会合時間を射撃管制装置から受信する第1のステップと、
前記予想会合位置および前記予想会合時間を用いて誘導信号の初期値を算出する第2のステップと、
前記第2のステップで算出された初期値を用いて最終的な誘導信号を算出する第3のステップと、
を含むことを特徴とする誘導信号の初期値の算出方法。 A method for calculating an initial value of a guidance signal in a navigation calculation device,
A first step of receiving an expected meeting position and an expected meeting time between the guided vehicle and the target, taking into account the turning motion of the target, from the fire control device;
A second step of calculating an initial value of a guidance signal using the predicted meeting position and the predicted meeting time;
A third step of calculating a final induction signal using the initial value calculated in the second step;
A method for calculating an initial value of an induction signal, comprising:
前記予想会合位置および前記予想会合時間を用いて、慣性座標における前記誘導飛しょう体の速度の平均値、および前記誘導飛しょう体の目視線を基準とした座標における前記平均値を算出することを特徴とする請求項1に記載の誘導信号の初期値の算出方法。 The second step includes
Using the predicted meeting position and the predicted meeting time, calculating the average value of the speed of the guided vehicle in inertia coordinates and the average value in coordinates based on the visual line of the guided vehicle The method for calculating an initial value of the induction signal according to claim 1.
前記予想会合位置および前記予想会合時間を用いて誘導信号の初期値を算出する初期化部と、
前記初期化部によって算出された初期値を用いて最終的な誘導信号を算出する推定フィルタ部と、
を備えることを特徴とする航法計算装置。 A first receiving unit for receiving an expected meeting position and an expected meeting time between the guided flying object and the target in consideration of the turning motion of the target from the shooting control device;
An initialization unit for calculating an initial value of a guidance signal using the predicted meeting position and the predicted meeting time;
An estimation filter unit that calculates a final induced signal using the initial value calculated by the initialization unit;
A navigation calculation apparatus comprising:
前記予想会合位置および前記予想会合時間を用いて、慣性座標における前記誘導飛しょう体の速度の平均値、および前記誘導飛しょう体の目視線を基準とした座標における前記平均値を算出することを特徴とする請求項3に記載の航法計算装置。 The initialization unit includes:
Using the predicted meeting position and the predicted meeting time, calculating the average value of the speed of the guided vehicle in inertia coordinates and the average value in coordinates based on the visual line of the guided vehicle The navigation calculation apparatus according to claim 3, wherein:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018029884A JP2019143922A (en) | 2018-02-22 | 2018-02-22 | Method for calculating initial value of guidance signal and navigation calculator using the method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018029884A JP2019143922A (en) | 2018-02-22 | 2018-02-22 | Method for calculating initial value of guidance signal and navigation calculator using the method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019143922A true JP2019143922A (en) | 2019-08-29 |
Family
ID=67773244
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018029884A Pending JP2019143922A (en) | 2018-02-22 | 2018-02-22 | Method for calculating initial value of guidance signal and navigation calculator using the method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019143922A (en) |
-
2018
- 2018-02-22 JP JP2018029884A patent/JP2019143922A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10853669B2 (en) | Object recognition device, object recognition method and self-driving system | |
KR102072356B1 (en) | Apparatus and method for controlling lane keeping | |
US10656661B2 (en) | Methods and apparatus of tracking moving targets from air vehicles | |
CN109716157B (en) | Shaft offset estimation device | |
EP3147629B1 (en) | Object detection device and object detection method | |
US10471961B2 (en) | Cruise control device and cruise control method for vehicles | |
US20190196474A1 (en) | Control method, control apparatus, control device, and movable platform | |
US10082800B2 (en) | Method for stabilizing mission equipment using unmanned aerial vehicle command and posture information | |
KR101052038B1 (en) | Image tracking apparatus and method for tracking target using the apparatus | |
KR101622260B1 (en) | Impact time control guidance method and device | |
US9582886B2 (en) | Object recognition device | |
JP2019143922A (en) | Method for calculating initial value of guidance signal and navigation calculator using the method | |
CN108731683B (en) | Unmanned aerial vehicle autonomous recovery target prediction method based on navigation information | |
JP2019184138A (en) | Guidance device, projectile and guidance system | |
JP6350229B2 (en) | Guidance device | |
JP2018151139A (en) | Missile guidance device and program of the same | |
JP6383817B2 (en) | Flying object position measuring device, flying object position measuring method and flying object position measuring program | |
KR101688064B1 (en) | A formation control method of multiple torpedos to deceive sensors of the target and control apparatus thereof | |
JP2015078771A (en) | Guided missile | |
JP7069079B2 (en) | Guidance system and guidance method | |
US10919569B2 (en) | Vehicle control system | |
JP2005291639A (en) | Flying object guidance system | |
JP5747442B2 (en) | TRACKING DEVICE, TRACKING METHOD, AND COMPUTER PROGRAM | |
JP2010019487A (en) | Missile guidance system | |
RU2781373C1 (en) | Method for correcting one's location and a device for correcting one's location |