JP2643265B2 - 火器割当て装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は火器割当て装置に関し、特に戦闘システムに
おける火器割当て装置において、防護対象の被害を抑制
するように火器割当てを行う火器割当て装置に関する。

〔従来の技術〕

防護すべきある特定の地点に向って航空機または艦船
等の脅威が侵入してきた場合、これを防護するため味方
の火器に対して攻撃すべき対象を適切に指示するという
ことが行われる。これが火器割当てと呼ばれ、その手順
は第５図のように、レーダセンサ系33などによる目標の
位置とその速度とを含む目標情報と、火器系34からの位
置および射程範囲を含む火器情報とをもとに、火器割当
て装置200の有効度算出手段31において、目標に対する
火器の射撃の有効度を目標と火器との組合せごとについ
て求め、その結果を目標・火器組合せ判定手段32で有効
度を総合的に判断し（例えば有効度の総和が最大となる
組合せを作る）火器と目標との組合せを決定して、その
結果を表示系35で表示監視するとともに火器系34へ伝達
する。

従来、このための有効度の算出は、目標情報と火器情
報をもとに目標に対する火器の射撃の可能性を判定し、
判定の結果、可能性のない場合は有効度を０とし、可能
性のある場合は、火器が射撃可能な範囲を目標が通過す
る時間と火器が射撃可能な範囲に目標が到達するまでの
時間に基づき有効度算出手段31で算出していた。すなわ
ち、第２図のように、目標Ｔの位置と速度V_Tから求めた
目標の（直線と仮定した）予測進路Ｅが火器Ｆの位置を
中心とし最大射撃R_Tを半径とする火器の射程範囲Ｊを通
過するか否かを判定し、通過しない場合には射撃可能性
なしとして有効度を０とする。

予測進路Ｅが、火器の射程範囲Ｊを通過する場合、予
測進路Ｅの火器の射程範囲Ｊへの突入点Ａおよび離脱点
Ｂを求め、突入点Ａおよび離脱点Ｂに対する発射対応点
C,Dを求める。ここで、発射対応点C,Dは、目標Ｔが発射
対応点ＣまたはＤにあるときに火器Ｆからミサイル、砲
弾等の飛翔体を突入点Ａまたは離脱点Ｂに向って発射す
れば、目標Ｔも火器Ｆから発射された飛翔体も同時に突
入点Ａまたは離脱点Ｂに達する、すなわち目標Ｔの突入
時または離脱時に火器Ｆの最大射程距離R_Fで目標Ｔを撃
破できる点である。

すなわち、目標Ｔが発射対応点ＣおよびＤの間（火器
が射撃可能な範囲）を移動する時間が射撃可能時間T_Pで
あり、目標Ｔが現在の位置から火器が射撃可能な範囲
（発射対応点Ｃ）へ到達するまでの時間が射撃待合せ時
間T_Rである。従って、目標Ｔが既に発射対応点Ｄを通過
している場合は、火器が射撃可能な範囲を離脱している
ため、射撃可能性なしとして有効度を０とする。これに
対し、目標Ｔが発射対応点Ｄを通過していない場合、射
撃待合せ時間T_Rおよび射撃可能時間T_Pから（１）式によ
り有効度Ｍを算出する。

Ｍ＝Ｍ（T_P,T_R） ……（１） ただし、有効度Ｍは射撃可能時間T_Pに関して増加し、
射撃待合せ時間T_Rに関しては減少する正の値の関数であ
る。ここで、射撃可能時間T_Pおよび射撃待合せ時間T
_Rは、目標Ｔが発射対応点Ｃを通過する前後で次のよう
に異なる。

すなわち、目標Ｔが発射対応点Ｃを通過する前は、T_R
は目標Ｔの位置から発射対応点Ｃまで目標Ｔが移動する
時間であり、T_Pは目標Ｔが発射対応点ＣからＤまで移動
する時間である。また、目標が発射対応点Ｃを通過した
後は、T_Rは０とし、T_Pは目標Ｔの位置から発射対応点Ｄ
まで目標Ｔが移動する時間である。

このように、従来の有効度算出方式では、目標Ｔが発
射対応点Ｃを通過した後の有効度は射撃可能時間T_Pにの
み依存するため、T_Pが小さいほど有効度Ｍも小さくな
る。したがって、第６図のように２つの目標T₁,T₂があ
り各々発射対応点C₁,C₂を通過している場合、目標T₂に
対する有効度よりも目標T₁に対する有効度の方が大きく
なる。すなわち、目標・火器組合せ判定手段32では、上
記の有効度に基づき目標T₁が火器Ｆと組合される（火器
割当てされる）ことになる。しかし、本来防護すべき防
護地点への危険度としては目標T₂の法が目標T₁よりも防
護地点に近いので大きいため、防護地点が爆撃等により
破壊される危険性が大きくなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のように従来の火器割当て装置は、目標が火器の
射撃可能範囲内に到達した後は火器が射撃可能な時間の
みに応じて有効度を算出し、その算出結果に基づき目標
・火器組合せ判定を行い火器割当てを行うという形式で
火器の射撃の有効性のみを考慮した火器割当てを行って
おり、本来防護すべき防護対象に対する目標の危険度を
全く考慮していない。このため、目標の爆撃により防護
対象が被害を受ける危険性が避けられないという欠点が
ある。

本発明の目的は上述の欠点を解決し、本来防護すべき
防護対象に対する目標の危険度を考慮した火器割当て装
置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の装置は、レーダ等のセンサにより得られる飛
行目標、地上目標または水上目標等目標の位置と速度と
を含む目標情報信号と、火器の位置および射程範囲を含
む火器情報信号と防護地点の位置を含む防護地点情報信
号を入力し、火器に対し射撃する目標を割当てる火器割
当信号を出力する火器割当装置において、前記目標の通
過予測線が前記火器の射程範囲から外れる場合と前記火
器の射程範囲から離脱する離脱点で前記火器から発射さ
れる飛翔体により前記目標が撃破され得る離脱側の発射
対応点を通過した後にある場合とのうちいずれか一つを
満足しているときは前記目標に対する前記火器の射撃の
有効度を零とする有効度零信号を出力する射撃可能性判
定手段と、前記目標の通過予測線が前記火器の射程範囲
を通過する場合と前記目標が前記離脱側の発射対応点を
通過する前にある場合とのいずれをも満足しているとき
は前記目標と前記火器の組合せごとに前記目標が前記火
器の射程範囲に突入する突入点で前記火器から発射され
る飛翔体より撃破され得る突入側の発射対応点まで到達
するまでの射撃待合せ時間と前記目標が前記突入側の発
射対応点と前記離脱側の発射対応点の間を移動する時間
である射撃可能時間を算出し前記射撃待合せ時間の増加
に対し減少し前記射撃可能時間の増加に対し増加する正
の関数で表わされる前記目標に対する前記火器の有効度
を示す有効度信号を出力する有効度算出手段と、前記目
標情報信号と前記防護情報信号とから前記目標と前記防
護地点の組合せごとに前記目標の速度の増加に対して増
加し前記目標と前記防護地点との距離および前記目標の
通過予測線と前記目標と前記防護地点とを結ぶ線とのな
す角度の増加に対し減少する正の関数で表わされる前記
防護地点に対する前記目標の危険性を示す危険度を算出
し、前記危険度がある一定の閾値以上の場合には前記目
標の番号を含む危険度信号を出力する危険度判定手段
と、前記危険度信号と前記有効度信号とから前記閾値以
上の危険度をもつ目標に対して最大の前記有効度をもつ
火器と前記目標を優先的に火器割当てする火器割当て信
号を出力する優先組合せ判定手段と、前記危険度が前記
閾値未満の場合には前記優先的に火器割当てした目標と
火器の組合せに対応する有効度を除いた有効度信号から
前記有効度の総和が最大となる唯一の前記火器と前記目
標の組合せを判定し前記唯一の組合せを示す火器割当て
信号を出力する目標・火器組合せ判定手段とを備えて構
成される。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例構成を示すブロック図であ
る。第１図に示すように本発明の一実施例は、目標情報
記憶部１、火器情報記憶部２、射撃可能性判定部３、有
効度算出部４、有効度バッファ５、防護地点情報記憶部
６、危険度判定部７、優先組合せ判定部８、目標・火器
組合せ判定部９を備えて構成され、その動作は以下のと
おりである。

目標情報記憶部１は、レーダセンサ等から周期的に入
力される１個以上の目標の位置、速度、番号を含む目標
情報信号100を入力、記憶し、記憶した目標情報を目標
情報信号102として１目標ずつ順次出力する。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
る周期ごとに更新される。

火器情報記憶部２は、１個以上の火器の位置、射程範
囲、番号を含む火器情報信号101を入力記憶し、記憶し
た火器情報を火器情報信号103として一火器ずつ順次出
力する。火器情報記憶部２に記憶される火器情報は、火
器の状況が変化するごとに更新される。

目標情報信号102と火器情報信号103が入力する射撃可
能性判定部３は、火器と目標の組合せごとに射撃可能性
に関する判定を行う。射撃可能性の判定について第２図
を参照して説明する。まず、第一の判定として、目標Ｔ
の位置と速度V_Tから求めた目標の（直線と仮定した）予
測進路Ｅが、火器Ｆの位置を中心とし最大射程距離R_Fを
半径とする火器Ｆの射程範囲Ｊを通過するか否かを判定
し、通過しない場合は射撃可能なしと判定する。

また、第二の判定として、目標の予測進路Ｅが火器Ｆ
の射程範囲Ｊを通過する場合、目標の予測進路Ｅの射撃
範囲Ｊへの突入点Ａおよび離脱点Ｂを求め、突入点Ａお
よび離脱点Ｂに対する発射対応点ＣおよびＤを求める。

ここで、発射対応点ＣおよびＤは目標Ｔが発射対応点
ＣまたはＤにあるときに火器Ｆからミサイル、砲弾等の
飛翔体を突入点Ａまたは離脱点Ｂに向って発射すれば、
目標Ｔも火器Ｆから発射された飛翔体も同時に突入点Ａ
または離脱点Ｂに達する、すなわち目標Ｔの突入時また
は離脱時に火器Ｆの最大射程距離R_Fで目標Ｔを撃破でき
る点であり、発射対応点ＣおよびＤの間が火器の射撃可
能な範囲となる。目標Ｔが既に発射対応点Ｄを通過して
いる場合は火器が射撃可能な範囲を離脱しているため射
撃可能なしと判定する。更に、火器がレーダを備えてい
るときは、第三の判定として第一および第二の判定に先
立って、目標Ｔと火器Ｆとの距離が火器レーダの捕捉範
囲（一般に火器Ｆを中心とした円で表わされる，の内側
にあるか否かを判定し、内側にないときは射撃可能性な
しと判定する。

以上の第一〜第三の判定を行い、少なくとも一個の判
定において射撃可能性なしとの結果が出たときはその火
器と目標の組合せについての有効度０とする有効度零信
号104を出力する。すべての判定に射撃可能性ありとの
結果が出たときは、その火器と目標の組合せについての
目標・火器情報信号105を出力する。ここで上述の第一
から第一〜第三の判定方法の詳細について述べる。

まず第一の判定方法は、目標Ｔの位置を（x_T,y_T）、
その速度V_Tのx,y成分を（_T,_Ｔ）、火器の位置を（x
_F,y_F）とすれば、等速直線運動と仮定した目標Ｔと予測
進路Ｅを（x,y）で表わすと（２）式のようになる。

（ｙ−y_T）＝_T/_Ｔ）（ｘ−x_T） ……（２） また、射程範囲Ｊを表わす位置（x,y）は、円となり
火器Ｆの位置を（x_F,y_F）とし、最大射程範囲をR₁とす
れば（３）式で表わされる。

（ｘ−x_F）^２＋（ｙ−y_F）_２＝R_F ² ……（３） ここで（２）および（３）式を建立方程式として解く
ことにより、解があれば突入点Ａおよび離脱点Ｂが求ま
り射撃可能性ありと判定する。解がなければ予測進路Ｅ
が火器の射程範囲Ｊを通らないので射撃可能性なしと判
定する。

第二の判定方法は、発射対応点Ｃ・Ｄを求めこの間に
おいて目標Ｔの有無を判定する。まず、突入点Ａおよび
離脱点Ｂを求める。これには（２）式および（３）式の
連立方程式を解きその解を（x₁,y₁）および（x₂,y₂）と
すると、突入点Ａ（x_A,y_A）および離脱点Ｂ（x_B,y_B）は
（４）式のようになる。

つぎに、目標Ｔが発射対応点Ｃから速度V_Tで突入点Ａ
まで到達するのに要する時間と、火器Ｆから速度V_Fで発
射された飛翔体が突入点Ａまで到達するのに要する時間
とが等しいと置いて、発射対応点Ｃ（x_C,y_C）を求め
る。また、発射対応点Ｄ（x_D,y_D）も同様にして求めこ
れらの結果を（５）式に示す。

ところが、発射対応点Ｃ・Ｄは目標Ｔが通過する予測
進路Ｅの上にあるため、目標Ｔが攻撃可能範囲（すなわ
ち発射対応点Ｃ・Ｄの間）から離脱しているかどうかの
判定は、（６）式により行なう。

第三の判定方法は目標Ｔと火器Ｆとの距離R_Tを算出し
（（７）式参照）、火器レーダの最大捕捉距離R_Sと比較
する。従ってR_T≦R_Sのとき捕捉範囲内で射撃可能性あり
と判定し、R_T＞R_Sのとき捕捉範囲外で射撃可能性なしと
判定する。

射撃可能性ありと判定された目標と火器に関する目標
・火器情報信号105が入力される有効度算出部４では、
第２図に示すような目標Ｔが発射対応点ＣおよびＤの
間、すなわち火器の射撃可能範囲を移動する時間（射撃
可能時間T_P）と目標Ｔが現在の位置から発射対応点Ｃま
で移動する時間（射撃待合せ時間T_R）を算出する。

射撃可能時間T_Pは目標Ｔが突入側の発射対応点Ｃの通
過前後によって異り（５）式のようになる。

射撃待合せ時間T_Rは攻撃可能時間T_Pと同様に（６）式
のようになる。

目標が発射対応通過点Ｃを通過前後の判定は（７）式
で行う。

T_PおよびT_R算出後、（８）式により目標に対する火器
の有効度Ｍを算出し、有効度信号106を出力する。

Ｍ＝Ｍ（T_P,T_R） ……（８） ここでＭはT_Pの増加に対して増加し、T_Rの増加に対し
て減少する正の値の関数である。有効度Ｍを求める計算
式の一例を（９）式に示す。

Ｍ＝αT_P＋β（T_RMAX−T_R） ……（９） ここで（９）式におけるα，βはそれぞれT_P,T_Rに対
する重み付けを調整できるようにするための係数であり
T_RMAXは探知した目標に対して考えうる最大のT_Rであ
る。

有効度バッファ５は、目標と火器の組合せごとに順次
有効度算出部４から出力される有効度信号106と射撃可
能性判定部３から出力される有効度零信号104を入力
し、目標と火器の組合せごとの有効度を目標と火器の番
号に対応して記憶し、（10）式に示すような有効度行列
を有効度行列信号108としてまとめて出力する。

M_ij:i番目の火器とｊ番目の目標の組合せに対する有効
度 これまで述べた説明は従来の方式と同様であるが、以
下の従来の方式とは異る。

防護地点情報記憶部６は、１個以上の防護地点の位置
を含む防護地点情報信号109を入力，記憶し、記憶した
防護地点情報を１つずつ防護地点情報信号110として順
次出力する。

目標情報信号102と防護地点情報信号110が入力する危
険度判定部７では、全ての目標と防護地点の組合せにお
いて防護地点に対する目標の危険度を算出し、危険度が
ある閾値以上の場合、その目標は危険ありと判定し、そ
の目標の番号を含む危険度信号111を出力する。防護地
点に対する目標の危険度Ｋは、第３図に示すように、目
標の速度をV_T、目標Ｔと防護地点Ｖとの距離をR_T、目標
Ｔの進行方向と目標からみた防護地点Ｖとのなす角をO_T
とすると（11）式により行う。

Ｋ＝Ｋ（V_T,R_T,O_T） ……（11） ここで、ＫはV_Tの増加に対して増加しR_TおよびO_Tの増
加に対して減少する正の値の関数である。Ｋを求める計
算式の一例を（12）式に示す。

算出されたＫに対し、（13）式により防護地点に対す
る目標の危険の有無を判定する。ここでK_Aは設定変更可
能なある一定の閾置である。

（13）式による判定の結果危険ありと判定された場
合、危険度判定部７は危険のある目標の番号を含む危険
度信号111を出力する。

有効度行列信号108と危険度信号111が入力する優先組
合せ判定部では、危険度判定部７で危険ありと判定され
た目標の番号と（10）式の有効度行列に基づき、危険あ
りと判定された目標とその目標に対する有効度Ｍが最も
大きい火器とを優先的に組合せ、その目標の火器の組合
せ結果を火器割当て信号112として出力する。また、こ
れら優先的に組合せた目標と火器の組合せに対応する有
効度を除いた有効度行列を示す有効度行列信号113を出
力する。

有効度行列113が入力する目標・火器組合せ判定部で
は、優先組合せ判定部８で優先的に組合せた目標と火器
の組合せに対応する有効度を除いた有効度行列に基づ
き、優先的に決定された組合せ以外の目標・火器組合せ
を決定する。その動作は従来の方式と同じであり、組合
せの判定は最終的な目標と火器の組合せ結果において各
組合せの有効度の総和が最大となるような組合せを決定
することにより行なう。

第４図は第１図の実施例における目標と火器の組合せ
決定の手順を示す説明図である。

第４図に示すように、有効度行列の各行における最大
の有効度Ｍと２番目に大きい有効度Ｍとの有効度ΔＭを
算出する。これら各行におけるΔＭの中で最大となる行
における最大のＭに対応する目標と火器の組合せをまず
決定する。以下決定された目標と火器の組合せを除き同
様の手順をくり返すことにより残りの組合せを順次決定
していく。決定した目標と火器の組合せ結果は火器割当
て信号114として出力する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、目標に対し火器が射撃
可能な場合に、射撃の有効度のみによる火器割当てを行
なう前に防護対象に対する目標の危険性の有無を判定
し、危険性がある場合にはその目標に対する射撃の有効
度が最も大きい火器に優先的に火器割当てすることによ
り、目標が防護対象を爆撃等により破壊する危険性を抑
制し防護対象の被害を少なくする火器割当てを行うこと
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は第１図の実施例の動作の原理を示す説明図、第３
図は防護地点に対する目標の危険度の説明図、第４図は
第１図の実施例における目標と火器の組合せ決定の手順
を示す説明図、第５図は従来の火器割当て装置の構成を
示すブロック図、第６図は従来の火器割当て装置の動作
の原理を示す説明図である。 １……目標情報記憶部、２……火器情報記憶部、３……
射撃可能性判定部、４……有効度算出部、５……有効度
バッファ、６……防護地点情報記憶部、７……危険度判
定部、８……優先組合せ判定部、９……目標・火器組合
せ判定部、31……有効度算出手段、32……目標・火器組
合せ判定手段、33……レーダセンサ系、34……火器系、
35……表示系、200……火器割当て装置。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーダ等のセンサにより得られる飛行目
   標、地上目標または水上目標等目標の位置と速度とを含
   む目標情報信号と、火器の位置および射程範囲を含む火
   器情報信号と防護地点の位置を含む防護地点情報信号と
   を入力し、火器に対し射撃する目標を割当てる火器割当
   信号を出力する火器割当装置において、 前記目標の通過予測線が前記火器の射程範囲から外れる
   場合と前記火器の射程範囲から離脱する離脱点で前記火
   器から発射される飛翔体により前記目標が撃破され得る
   離脱側の発射対応点を通過した後にある場合とのうちい
   ずれか一つを満足しているときは前記目標に対する前記
   火器の射撃の有効度を零とする有効度零信号を出力する
   射撃可能性判定手段と、 前記目標の通過予測線が前記火器の射程範囲を通過する
   場合と前記目標が前記離脱側の発射対応点を通過する前
   にある場合とのいずれをも満足しているときは前記目標
   と前記火器の組合せごとに前記目標が前記火器の射程範
   囲に突入する突入点で前記火器から発射される飛翔体に
   より撃破され得る突入側の発射対応点まで到達するまで
   の射撃待合せ時間と前記目標が前記突入側の発射対応点
   と前記離脱側の発射対応点の間を移動する時間である射
   撃可能時間を算出し前記射撃待合せ時間の増加に対し減
   少し前記射撃可能時間の増加に対し増加する正の関数で
   表わされる前記目標に対する前記火器の有効度を示す有
   効度信号を出力する有効度算出手段と、 前記目標情報信号と前記防護情報信号とから前記目標と
   前記防護地点の組分せごとに前記目標の速度の増加に対
   して増加し前記目標と前記防護地点との距離および前記
   目標の通過予測線と前記目標と前記防護地点とを結ぶ線
   とのなす角度の増加に対し減少する正の関数で表わされ
   る前記防護地点に対する前記目標の危険性を示す危険度
   を算出し前記危険度がある一定の閾値以上の場合には前
   記目標の番号を含む危険度信号を出力する危険度判定手
   段と、 前記危険度信号と前記有効度信号とから前記閾値以上の
   危険度をもつ目標に対して最大の前記有効度をもつ火器
   と前記目標を優先的に火器割当てする火器割当て信号を
   出力する優先組合せ判定手段と、 前記危険度が前記閾値未満の場合には前記優先的に火器
   割当てした目標と火器の組合せに対応する有効度を除い
   た有効度信号から前記有効度の総和が最大となる唯一の
   前記火器と前記目標の組合せを判定し前記唯一の組合せ
   を示す火器割当て信号を出力する目標・火器組合せ判定
   手段とを備えて成ることを特徴とする火器割当て装置。
2. 【請求項２】前記射撃可能性判定手段において、前記目
   標の位置が前記火器のレーダ等のセンサの捕捉範囲にな
   い場合をも有効度零信号を出力する条件に加え、前記目
   標の位置が前記火器のレーダの捕捉範囲にある場合をも
   射撃可能性ありと判定する条件に加えることを特徴とす
   る請求項１記載の火器割当て装置。