JP4738282B2 - Flying object guidance device - Google Patents
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本発明は、弾頭を搭載して移動する目標との会合点に向けて飛翔する飛翔体を、移動する目標に向けて誘導する飛翔体誘導装置に関する。 The present invention relates to a flying object guidance apparatus for guiding a flying object flying toward a meeting point with a moving target mounted with a warhead toward the moving target.
飛翔体に搭載された弾頭を起爆させ、飛来する敵ミサイルや戦闘機等の相手移動目標を破壊しようとするとき、弾頭を搭載したミサイル等の飛翔体は、相手移動目標に命中するように飛翔体誘導装置によって誘導制御されている。 When you try to detonate a warhead mounted on a flying object and destroy an opponent's moving target such as an enemy missile or a fighter plane, the flying object such as a missile mounted with a warhead will fly to hit the opponent's moving target. The guidance is controlled by a body guidance device.
しかしながら、飛翔体誘導装置による誘導制御では、空中を高速飛行している相手方の移動目標に対し、ミサイル等の飛翔体を100%命中するように誘導制御するのは容易でなく、飛翔体と移動目標とが、いわゆる離隔量(以下、本明細書では、ミスディスタンスという)を形成して、互いにすれ違うように交差してしまうことが多い。 However, in the guidance control by the flying object guidance device, it is not easy to perform guidance control so that the flying object such as a missile hits 100% against the moving target of the opponent flying at high speed in the air. In many cases, the target forms a so-called separation distance (hereinafter referred to as “mis-distance” in this specification) and crosses each other so as to pass each other.
そのため、飛翔体が移動目標に命中しない場合でも、相手方の移動目標を破壊させ、あるいはこれに多大な損傷を与えるには、飛翔体は、移動目標に最接近した位置、すなわち会合点近くに到達したタイミングで、弾頭を起爆させることが必要となる。 Therefore, even if the flying object does not hit the moving target, in order to destroy or damage the opponent's moving target, the flying object reaches the position closest to the moving target, that is, near the meeting point. It is necessary to detonate the warhead at the same timing.
なお、弾頭の起爆動作特性は弾頭の種類によって異なることが多いから、弾頭の種類や性能に則した起爆タイミングを会合点への到達時刻(会合時間)に対応して個々に設定する必要がある。 In addition, because the explosive behavior characteristics of warheads often differ depending on the type of warhead, it is necessary to set the initiation timing according to the warhead type and performance individually according to the arrival time (meeting time) at the meeting point. .
通常、飛翔体誘導装置では、飛翔体と移動する目標との最接近点(会合点)までの経過時間である会合時間を計算式により算出して予測し、この予測した会合時間を基に、飛翔体の起爆タイミングを決定している。 Usually, in the flying object guidance device, the meeting time which is the elapsed time to the closest point (meeting point) between the flying object and the moving target is calculated and calculated by a calculation formula, and based on the predicted meeting time, The timing of the detonation of the flying object is determined.
会合時間の予測に用いる計算式のデータは、飛翔体に設けられているシーカ等の追尾装置により得られる目標の速度や位置等の目標情報から取得している。 The data of the calculation formula used for predicting the meeting time is acquired from target information such as a target speed and position obtained by a tracking device such as a seeker provided in the flying object.
また、会合時間の算出による予測に用いる計算式の一例としては、「飛翔体及び目標はそれぞれ直線の軌道を移動し、その軌道がある点で交差し、その交差する点までの経過時間がそれぞれ等しい。」という前提条件(仮定事項)を基に計算して予測している。すなわち飛翔体と目標の最接近点でのミスディスタンスがゼロという前提条件(仮定事項)で計算する方法が使用されている。 In addition, as an example of the calculation formula used for prediction by calculating the meeting time, “The projectile and the target move in a straight path, intersect at a point where the trajectory is, and the elapsed time until the intersecting point respectively. It is calculated and predicted based on the precondition (assuming) of “equal”. That is, a method is used in which the calculation is performed under the precondition (assumed matter) that the miss distance at the point of closest approach between the flying object and the target is zero.
また、図11に説明図を示したように、従来、飛翔体1及び移動している目標Tがいずれも等速度直線飛行を行い、たとえば45度の交戦角θを形成し、会合点hでは離隔量を形成することなく飛翔体1が移動目標Tに命中すると仮定したとき、観測される両者間の相対距離Rc及び相対速度Vcから、会合時間Tcは、会合時間Tc=(相対距離Rc/相対速度Vc)の計算式で求められることが知られている。(例えば、特許文献1参照)
また、飛翔体の加速度についても、加速度を有さない、すなわち加速度がゼロという前提条件(仮定事項)で計算する方法が使用されている例がある。(例えば特許文献2参照)
In addition, there is an example in which the flying object acceleration is calculated using a precondition (assumed matter) having no acceleration, that is, no acceleration. (For example, see Patent Document 2)
上述に一例を示したように、従来方式の会合時間の予測計算の計算式では、ミスディスタンスはゼロであることが前提条件としている場合が多い。 As shown in the above example, the calculation formulas for predicting the meeting time in the conventional method often assume that the misdistance is zero.
すなわち、上述の図11に示したように、飛翔体1と移動目標Tとがともに直線上を等速度で飛行している場合、飛翔体1が移動目標Tに衝突し命中するとしたときには、理論上、会合時間Tc=(相対距離Rc/相対速度Vc)なる式が成立する。
That is, as shown in FIG. 11 described above, when both the
従って、飛翔体1及び移動目標Tの双方の現在位置や速度等の運動状態の検出に観測上の誤差がないものとすれば、飛翔体1に搭載したパルスレーダ装置による、飛翔体1と移動目標Tとの間の相対距離Rcや相対速度Vcの観測値から、上記式による計算により、実会合時間に近い会合時間Tcを得ることができる。
Therefore, if there is no observation error in the detection of the movement state such as the current position and speed of both the
上記のように、上記式(Tc=Rc/Vc)の成立条件は、飛翔体1及び移動している目標Tがともに直線上を等速度で飛行し、かつ、会合点hにおいて飛翔体1が移動目標2に命中して衝突することが前提である。
As described above, the condition for establishing the above formula (Tc = Rc / Vc) is that the
一般に、空中を飛行する飛翔体1や移動している目標Tには、重力や空力抵抗等の種々の外力が作用し、また両者ともに常に一定推力のもとで飛行しているとは限らないから、会合点に向けて飛行する飛翔体1と移動している目標Tとが共に、等速度直線飛行をしているものとは言い難い。もっとも、会合点hの間近の、例えば手前側数10m程度のごく短い区間領域に限れば、飛翔体1のみならず移動している目標Tも、直線上を等速度で移動していると見なすことができる。
In general, various external forces such as gravity and aerodynamic resistance act on the
しかしながら、上記式(Tc=Rc/Vc)は、たとえ飛翔体1及び移動している目標Tの直線上を等速度飛行を行っているとしても、会合点hにおいて、両者がすれ違うことなく命中して衝突するという条件が満足してはじめて成立するものである。
However, even if the above formula (Tc = Rc / Vc) is flying at a constant velocity on the straight line of the
つまり、実際には、飛翔体1の加速度等を考慮すると、「飛翔体1及び目標Tはそれぞれ直線の軌道を移動し、その軌道がある点で交差し、その交差する点までの経過時間がそれぞれ等しい。」という前提が成立しない場合がある。その結果、ミスディスタンスはゼロとならない場合が存在する。ミスディスタンスはゼロとならない場合、飛翔体1と目標Tとが最接近点に近づくほど、会合時間の計算値と実際の会合時間との誤差が大きくなってしまう。
In other words, in actuality, considering the acceleration of the
また、従来方式のように飛翔体の加速度を考慮していないと、飛翔体に加速度がある場合には、飛翔体と目標が最接近点から遠いほど、会合時間の計算値と実際の会合時間との誤差が大きくなってしまう。 If the acceleration of the flying object is not considered as in the conventional method, and the flying object has acceleration, the calculated value of the meeting time and the actual meeting time will be the farther the flying object and the target are from the closest point. And the error will increase.
このため、飛翔体と目標との最接近時におけるミスディスタンスがゼロでない場合に、最接近点で、従来方式よりも精度良く会合時間を計算できる方策が望まれていた。 For this reason, when the miss distance at the time of the closest approach between the flying object and the target is not zero, there has been a demand for a method capable of calculating the meeting time at the closest point more accurately than the conventional method.
また、飛翔体に加速度がある場合に、最接近点から遠くても、従来方式よりも精度良く会合時間を計算できて、最接近点から遠くても、直撃できるどうかを判定する方策が望まれていた。 In addition, when the flying object has acceleration, it is possible to calculate the meeting time more accurately than the conventional method even if it is far from the closest point, and to measure whether it can hit directly even if it is far from the closest point. It was.
本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、飛翔体と目標との最接近時におけるミスディスタンスがゼロでない場合でも、最接近点の近くでも精度良く会合時間を計算することができ、飛翔体に加速度がある場合に、最接近点から遠くても精度良く会合時間を計算することができ、更に、飛翔体が目標に再接近する前に目標形状を認識、目標半径を検出し、最接近点から遠くても精度よく直撃できるどうかを判定することのできる飛翔体誘導装置を提供することを目的としている。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and even when the miss distance at the time of closest approach between the flying object and the target is not zero, the meeting time can be calculated with high accuracy even near the closest point, When the flying object has acceleration, the meeting time can be calculated accurately even if it is far from the closest point, and the target shape is recognized before the flying object approaches the target again, the target radius is detected, An object of the present invention is to provide a flying object guiding apparatus capable of determining whether or not a direct hit can be made with accuracy even from a position closest to the closest point.
本発明の一態様によれば、
目標を追尾するセンサとして機能するシーカと、
このシーカで検出された目標を捕捉・追尾して飛翔体と該目標との会合点と会合時間を推定計算し、計算結果から所定時刻におけるミスディスタンスを求め、求めたミスディスタンスと前記シーカからの検出情報から算出して目標を検出できる角度範囲と比較して誘導信号を生成する演算処理装置と、
この演算処理装置で生成された前記誘導信号に基づいて前記飛翔体自体を前記目標に向けることにより該目標を追尾する前記飛翔体の操舵を行う操舵制御装置により制御される操舵装置と、
前記演算処理装置で推定計算された会合点近傍で爆薬の起爆タイミングを決定する起爆装置とを搭載した飛翔体誘導装置であって、
前記演算処理装置は、前記飛翔体の位置を基準とする相対座標系において、等速加速度直線運動する前記飛翔体と等速直線運動する前記目標との会合点と会合時間を推定計算することを特徴とする飛翔体誘導装置が提供される。
According to one aspect of the invention,
A seeker that functions as a sensor to track the target;
The target detected by this seeker is captured and tracked to estimate and calculate the meeting point and meeting time between the flying object and the target, and the misdistance at a predetermined time is obtained from the calculation result. An arithmetic processing unit that generates a guidance signal in comparison with an angular range in which a target can be detected by calculating from detection information;
A steering device controlled by a steering control device that steers the flying object that tracks the target by directing the flying object to the target based on the guidance signal generated by the arithmetic processing unit;
A flying object guidance device equipped with an initiation device for determining the initiation timing of the explosive in the vicinity of the meeting point estimated and calculated by the arithmetic processing unit,
In the relative coordinate system based on the position of the flying object, the arithmetic processing unit is configured to estimate and calculate an association point and an association time between the flying object that performs linear motion at constant speed and the target that performs linear motion at constant speed. A characteristic flying object guidance device is provided.
また、前記演算処理装置は、前記ミスディスタンスと前記目標を検出できる角度範囲と比較して、前記ミスディスタンスの方が小さい場合か等しい場合に直撃可能との誘導信号を生成することを特徴とする飛翔体誘導装置が提供される。 Further, the arithmetic processing unit, and wherein compared to miss distance and angular range capable of detecting the target, and generates induction signals possible hit if equal to case towards said mis de Isutansu small A flying object guidance device is provided.
また、前記演算処理装置は、前記ミスディスタンスと前記目標を検出できる角度範囲と比較して、前記ミスディスタンスの方が大きい場合に直撃不可能と判定することを特徴とする飛翔体誘導装置が提供される。 Further, the arithmetic processing unit, as compared to the angular range capable of detecting the target and the miss distance, the projectile guiding apparatus and judging impossible hit when towards the miss de Isutansu large Provided.
本発明の実施形態によれば、飛翔体と目標との最接近時におけるミスディスタンスがゼロでない場合に、最接近点の近くでも、精度良く会合時間を計算することができる。それにより、飛翔体に加速度がある場合に、最接近点から遠くても精度良く会合時間を計算することができ、最接近点から遠くても直撃できるどうかを判定することのできる飛翔体誘導装置が得られる。 According to the embodiment of the present invention, when the miss distance at the time of closest approach between the flying object and the target is not zero, the meeting time can be calculated with high accuracy even near the closest point. As a result, when the flying object has acceleration, the flying object guidance device can calculate the meeting time accurately even if it is far from the closest point, and can determine whether it can hit directly even if it is far from the closest point. Is obtained.
しかも、ミスディスタンスを、飛翔体の半径でなく、目標の半径と比較し、飛翔体が目標に会合するか否かを判定しているので、会合の有無を更に正確に判定できる効果が得られる。 Moreover, since the misdistance is compared not with the radius of the flying object but with the target radius to determine whether or not the flying object meets the target, it is possible to determine the presence or absence of the meeting more accurately. .
以下、本発明の実施するための最良の形態の一例を、図面参照して説明する。 Hereinafter, an example of the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明に係る飛翔体誘導装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a flying object guiding apparatus according to the present invention.
飛翔体誘導装置10は、飛翔体1に、目標T(例えば、図11で示した)を追尾するセンサとして機能するシーカ2、このシーカ2で検出された目標Tを捕捉・追尾して当該飛翔体1と目標Tとの会合時間と会合点を推定計算し、さらに、所定時刻におけるミスディスタンスを求め、そして、シーカ2からの検出情報から算出して目標Tを検出できる角度範囲を求め、さらに、この角度範囲とミスディスタンスとの比較結果に応じて誘導信号を生成する演算処理装置3、この演算処理装置3で生成された誘導信号に基づいて、飛翔体1自体を目標に向けることにより目標Tを追尾する飛翔体1の操舵を行うために操舵制御装置4により制御されている操舵装置5、および、演算処理装置3で推定計算された会合点近傍で効果的に爆薬の起爆タイミングを決定する起爆装置6を搭載して構成されている。
The flying
シーカ2は、その制御の要部を図2にブロック図を示したように、例えば、飛翔体1の弾頭部に搭載されている電波シーカで、目標Tに向けてビームを照射し目標Tからの反射電波に基づいて誘導信号を生成する。つまり、レーダ送信部2aからサーキュレータ2bおよびアンテナ2cを介して、レーダ電波が目標(図示せず)に向け照射される。目標Tからの反射波は、アンテナ2c、サーキュレータ2bを介してレーダ受信部2dにて受信され、受信信号が演算処理装置3の測角処理部3aに与えられる。測角処理部3aでは、与えられた受信信号よりレーダビームと目標とのなす角(誤差角:レーダ測角信号)εが算出される。
As shown in the block diagram of FIG. 2, the
なお、シーカ2は電波シーカの他に、赤外線シーカを用いることもできる。
In addition to the radio wave seeker, the
操舵装置5は操舵制御装置4により制御され、飛翔体1の胴体外周面から機体軸と直交する方向等,外方向に複数本の駆動軸を突出させて設け、この駆動軸の先端部に固定され、駆動軸の軸心まわりの回動により、飛翔時の大気方向に対する角度、いわゆる、舵角を変更できるようにした操舵翼の制御している。この制御により、操舵翼に発生する空気力を舵角の変更によって変え、飛翔体1の姿勢制御を行わせ、目標に向けて飛翔させることができるようにしている。
The
つまり、操舵装置5を設けた飛翔体1は、操舵制御装置4により胴体内部に設置した駆動手段としてのサーボ装置によって、駆動される駆動軸の軸心まわりの回動量を制御する。それにより、駆動軸の先端部に固着され、胴体外周面から、例えば十字状に突出させた、操舵翼のそれぞれの飛翔時における大気方向に対する角度である舵角を制御している。それらの制御により、大気方向に対する角度を変動させ、この舵角が変動した操舵翼に発生する空気力を制御することによって、飛翔体1の姿勢を急速に変え、飛翔体1が目標Tに向けて飛翔できる。
That is, the flying
起爆装置6は、起爆信号発生回路(不図示)より送られた起爆信号を火薬の発火エネルギーに変えて出力する。弾頭(不図示)は起爆装置6からの発火エネルギーにより爆発し、爆風圧力を発生させるとともに破片を生成する。弾頭の爆発により発生した爆風圧力と生成した破片により目標Tの内部機器を破壊する。
The
つまり、飛翔体1は目標Tの方向に誘導飛翔し、目標Tに命中する。飛翔体1が目標Tに命中すると目標Tの外板を貫通し、貫通後の存速にて目標Tの内部へ進入する。目標Tの内部へ進入した飛翔体1は目標Tに命中した時間を基準時間として、一定時間だけタイミングを遅らせて爆発し、爆風圧力及び破片の効果により目標Tの内部機器を破壊する。
That is, the flying
次に、上述の構成の飛翔体誘導装置10の動作について説明する。
Next, the operation of the flying
なお、飛翔体誘導装置10は動作の際に、以下の2つを前提条件としている。(1)目標T及び飛翔体1の運動については、目標Tに関しては等速直線運動とし、飛翔体1に関しては等加速度直線運動とする。(2)目標Tの半径をRtとしている。
Note that the flying
まず、図3を参照して飛翔体1と目標Tに関する座標系について説明する。なお、図3において、横軸は水平距離、縦軸は原点Oからの距離(二次元の場合は高度)を示しており、つまり、点Oは飛翔体1位置に相当する原点、点Pは目標Tの相対位置(x,y,z)、点Hは目標Tに対する飛翔体1の最接近点、Vは目標Tの相対座標系速度ベクトル、Vdは飛翔体1及び目標T間の相対速度ベクトル、Dは目標T位置−最接近点間距離(PH間距離)、Rは飛翔体1及び目標T間の相対距離(OP間距離)、Mは飛翔体1及び最接近点間のミスディスタンス(OH間距離)を表している。
First, a coordinate system related to the flying
次に、以下、図4に示したフローチャートに沿って、図3で示した座標系を用いて、予測計算の流れを説明する。 Next, the flow of prediction calculation will be described using the coordinate system shown in FIG. 3 along the flowchart shown in FIG.
まず、目標Tの相対位置P(x,y,z)は(1)式のように定義する。この目標位置Pの時間経過に伴う移動については、ここでは直線上を移動するものと見なし、以下のような直線の式で表現するものとする(ステップS1)。 First, the relative position P (x, y, z) of the target T is defined as in equation (1). The movement of the target position P with the passage of time is regarded as moving on a straight line here, and is expressed by the following straight line expression (step S1).
これは、飛翔体1に直線方向の加速度がある場合には、この目標位置Pの移動は厳密には直線上とはならないが、実際に起爆装置6により起爆を実施する領域内であれば、直線と見なすことによる誤差は少ないためである。
(1)式の直線と原点O(飛翔体1の位置)から(1)式へ下ろした垂線との交点H(最接近点)の座標を、以下のように表す。ここで、t0は最接近点Hに至る時刻を表している。 The coordinates of the intersection H (the closest point) between the straight line of the equation (1) and the perpendicular line drawn from the origin O (the position of the flying object 1) to the equation (1) are expressed as follows. Here, t0 represents the time to reach the closest point H.
H座標:(Vx・t0 +X,Vy・t0 +Y,Vz・t0 +Z)
(1)式の直線と原点Oから、(1)式の直線に下ろした垂線への交点をHとし、原点Oを通り、H座標を通るベクトル(OH)は、以下の(2)式で表現すことができる(ステップS2)。
The intersection point from the straight line of the equation (1) and the origin O to the perpendicular drawn to the straight line of the equation (1) is H, and a vector (OH) passing through the origin O and passing through the H coordinate is represented by the following equation (2) It can be expressed (step S2).
(1)式の直線の方向ベクトルと(2)式のベクトルとは互いに直交するので、その内積結果はゼロとなり、以下の(3)式のように表現できる。
上記の(3)式について、t0について解くと、以下の(4)式として表現することができる(ステップS3)。
求めた相対時刻t0の値を(1)式に代入すると以下の(5)式となる。この(5)式により求まる相対位置Pの座標(x0,y0,z0)を、飛翔体1と目標Tとの最接近点Hとする(ステップS4)。
次に、時刻tにおける相対位置Pから最接近点Hまでの距離(D)を、以下の(6)式により求める。
あるいは、時刻tにおける相対位置Pから最接近点Hまでの距離(D)は、飛翔体1と目標Tとの相対距離(R)を使用して、以下の(7)式で計算することも可能である(ステップS5)。
また、求めた時刻tにおける相対位置Pから最接近点Hまでの距離(D)は、会合時刻tにおける相対座標系速度の大きさ、相対座標系加速度の大きさ及び会合時刻tから、以下の(8)式のように表される。
この式を、以下の(9)式に示すように、時刻tについて解き、その時刻tの値を、会合時間とする(ステップS6)。
但し、時刻Tにおける相対座標系加速度の大きさAがゼロの場合は、以下の(9−1)式により時刻tの値を計算する。 However, when the magnitude A of the relative coordinate system acceleration at time T is zero, the value at time t is calculated by the following equation (9-1).
t=D/V …(9−1)
上記式(9−1)にて計算した会合時間について、会合時間誤差の例を、図5および図6に示す。図5は、「飛翔体1は加速度なし、観測誤差なし」を想定しており、図6は、「飛翔体1は加速度あり、観測誤差なし」を想定している。
t = D / V (9-1)
FIG. 5 and FIG. 6 show examples of the meeting time error for the meeting time calculated by the above equation (9-1). FIG. 5 assumes “the flying
すなわち、図5および図6において、飛翔体1について、飛翔体1の会合点hまでの距離(横軸)に対する、上記(9−1)式により算出した会合時間Toと実会合時間Tとの差ΔT(縦軸)を示したものである。
That is, in FIG. 5 and FIG. 6, for the flying
図5および図6に示したように、飛翔体1は、演算処理装置3の計算による会合時間Toの算出値が、会合点hに近い位置に到達しても、実会合時間Tとの差ΔTが殆ど生じないことを示している。
As shown in FIGS. 5 and 6, the flying
従って、この演算処理装置3により算出された会合時間Toを、起爆装置6に供給したとき、起爆装置6は、弾頭の動作特性に即した適切な起爆時刻を設定し、その設定された起爆時刻に従って起爆回路を作動させることができる。それにより、飛翔体1は搭載した弾頭を効果的に起爆して、相手移動目標Tを的確に破壊させることができる。
Accordingly, when the meeting time To calculated by the
なお、比較のため、図7および図8にそれぞれ従来方式による会合時間の誤差の例を示す。図7は、「飛翔体1は、加速度なし、観測誤差なし」を想定しており、図8は、「飛翔体1は、加速度あり、観測誤差なし」を想定している。
For comparison, FIGS. 7 and 8 show examples of meeting time errors according to the conventional method. 7 assumes that “the flying
図7及び図8は、会合点hからの距離(横軸)に関し、上記式(Tc=Rc/Vc)に基づく、従来の計算上の会合時間Tcと実会合時間Tとの差ΔT(縦軸)を示した特性曲線である。 7 and 8 show the difference ΔT (vertical axis) between the conventional calculated meeting time Tc and the actual meeting time T based on the above formula (Tc = Rc / Vc) with respect to the distance (horizontal axis) from the meeting point h. (Axis) is a characteristic curve.
なお、図7及び図8はいずれも、観測上の誤差がなく、飛翔体1及び移動目標Tのいずれもマッハ1.2の速度で飛行し、会合点hにおいては離隔量4mを有しつつ、45度の交戦角θで交差するものとし、また図7では、飛翔体1は加減速度はゼロで、図8では飛翔体1は−5Gの減速度を有して飛行するとして示したものである。
7 and 8 both have no observation error, both the flying
図7及び図8にも示したように、上記式(Tc=Rc/Vc)に基づく計算上の会合時間Tcと実会合時間Tとの差ΔTは、飛翔体1(あるいは、移動目標T)が会合点hにごく接近した位置において顕著であり、また図8に示したように、飛翔体1が加減速度を有して飛翔している場合には、会合点hからやや離れた領域においても発生する。
As shown in FIGS. 7 and 8, the difference ΔT between the calculated meeting time Tc and the actual meeting time T based on the above formula (Tc = Rc / Vc) is the flying object 1 (or the moving target T). Is prominent at a position very close to the meeting point h, and, as shown in FIG. 8, when the flying
つまり、図5および図6に示したように、本実施形態の予測計算によれば、飛翔体1と目標Tとの最接近点におけるミスディスタンスがゼロでない場合に最接近点に近づいても、会合時間の計算誤差は大きくならず、従来方式と比較して、より正確に会合時間を計算することが可能となる。また、飛翔体1に加速度がある場合に、最接近点から遠くても、会合時間の計算誤差は大きくならず、従来方式と比較して、より正確に会合時間を計算することが可能となる。
That is, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, according to the prediction calculation of the present embodiment, even when the closest distance between the flying
また、上記の予測計算で求まった時刻tを会合時間t1として(1)式に代入すると、以下の(10)式が成立する。この(10)式により求まる相対位置(x1,y1,z1)を、飛翔体1と目標Tとの最接近点Hとする(ステップS7)。
時刻t1における相対位置から原点までの距離(M):ミスディスタンスは、以下の(11)式により求める(ステップS8)。
飛翔体1と目標Tが最接近する前にビーム走査数を増大させることにより、データレートを向上させて、ビームを角度方向に走査すると図9に示すように目標Tの形状に従い、ビーム走査結果が得られ、目標Tを検出できる角度範囲(Δθ)を得る。
By increasing the number of beam scans before the flying
(ステップS9)
目標Tと飛翔体1の関係は図10に示す関係となるので、目標Tを検出できる角度範囲(Δθ)と目標Tとの相対距離(R)から、目標T半径(Rt)を以下の(12)式より、求める(ステップS10)。
(Step S9)
Since the relationship between the target T and the flying
Rt=R×Tan−1(Δθ/2) ・・・(12)
次に、先に求めたミスディスタンスMが上記の目標T半径(Rt)を満足しているか否かを判断する(ステップS11)。
Rt = R × Tan−1 (Δθ / 2) (12)
Next, it is determined whether or not the previously obtained miss distance M satisfies the target T radius (Rt) (step S11).
判断結果に従って、先に求めたミスディスタンスMが上記の目標T半径(Rt)を満足している場合には、直撃可能と判定する(ステップS12)。 If the previously determined misdistance M satisfies the target T radius (Rt) according to the determination result, it is determined that direct hit is possible (step S12).
一方、満足していない場合は直撃不可能と判定する(ステップS13)。 On the other hand, if not satisfied, it is determined that direct hit is impossible (step S13).
M(ミスディスタンス)≦Rt(目標T半径)
以上述べたように、本発明の飛翔体誘導装置によれば、ミスディスタンスを使用して会合時間を計算することができるので、ミスディスタンスがゼロとならない場合に、最接近点近くでも、従来方式よりも精度よく会合時間の計算を行うことができる。
M (miss distance) ≤ Rt (target T radius)
As described above, according to the flying object guiding apparatus of the present invention, since the meeting time can be calculated using the misdistance, the conventional method can be used even if the misdistance is not zero, even near the closest point. It is possible to calculate the meeting time with higher accuracy.
また、飛翔体1に加速度がある場合に、最接近点から遠くても、従来方式よりも精度よく会合時間の計算を行うことができる。
Further, when the flying
上述のように、本実施形態による飛翔体誘導装置10は、会合時間の計算時に、最接近点におけるミスディスタンスを計算し、その値を使用して会合時間の計算を行っている。
As described above, the flying
また、飛翔体1の加速度を考慮して会合時間の計算を行い、その会合時間に従って正確なミスディスタンスを求め、更に、目標Tの形状を認識して、目標半径を算出し、直撃できるかどうかを判定している。
In addition, the meeting time is calculated in consideration of the acceleration of the flying
つまり、本実施形態によれば、飛翔体1と目標Tとの最接近時におけるミスディスタンスがゼロでない場合に、最接近点の近くでも精度良く会合時間を計算することができ、飛翔体1に加速度がある場合に、最接近点から遠くても精度良く会合時間を計算することができ、最接近点から遠くても直撃できるどうかを判定することのできる飛翔体誘導装置10が得られる。
That is, according to the present embodiment, when the miss distance at the time of the closest approach between the flying
また、シーカ2も、上記実施形態では、ミスディスタンスを、飛翔体1の半径でなく、目標Tの半径と比較し、飛翔体1が目標Tに会合するか否かを判定しているので、会合の有無を更に正確に判定できる効果が得られる。
In addition, the
なお、本発明は上記の実施形態のそのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
1…飛翔体、2…シーカ、3…演算処理装置、4…操舵制御装置、5…操舵装置、6…起爆装置、10…飛翔体誘導装置。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
このシーカで検出された目標を捕捉・追尾して飛翔体と該目標との会合点と会合時間を推定計算し、計算結果から所定時刻におけるミスディスタンスを求め、求めたミスディスタンスと前記シーカからの検出情報から算出して目標を検出できる角度範囲と比較して誘導信号を生成する演算処理装置と、
この演算処理装置で生成された前記誘導信号に基づいて前記飛翔体自体を前記目標に向けることにより該目標を追尾する前記飛翔体の操舵を行う操舵制御装置により制御される操舵装置と、
前記演算処理装置で推定計算された会合点近傍で爆薬の起爆タイミングを決定する起爆装置とを搭載した飛翔体誘導装置であって、
前記演算処理装置は、前記飛翔体の位置を基準とする相対座標系において、等速加速度直線運動する前記飛翔体と等速直線運動する前記目標との会合点と会合時間を推定計算することを特徴とする飛翔体誘導装置。 A seeker that functions as a sensor to track the target;
The target detected by this seeker is captured and tracked to estimate and calculate the meeting point and meeting time between the flying object and the target, and the misdistance at a predetermined time is obtained from the calculation result. An arithmetic processing unit that generates a guidance signal in comparison with an angular range in which a target can be detected by calculating from detection information;
A steering device controlled by a steering control device that steers the flying object that tracks the target by directing the flying object to the target based on the guidance signal generated by the arithmetic processing unit;
A flying object guidance device equipped with an initiation device for determining the initiation timing of the explosive in the vicinity of the meeting point estimated and calculated by the arithmetic processing unit,
In the relative coordinate system based on the position of the flying object, the arithmetic processing unit is configured to estimate and calculate an association point and an association time between the flying object that performs linear motion at constant speed and the target that performs linear motion at constant speed. Characteristic flying object guidance device.
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