JPH0213238B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、戦車、自走砲及び艦船等の射撃制御
方式に関するものである。

本発明を第１図ないし第１１図に示す実施例に
ついて説明する。

第１図において、４０１は固定目標に対する照
準器で固定目標を照準して、その方位角と高位角
（仰角とも言う）を計算機へ出力する。４０２は
測距装置で、４０１で照準された固定目標まで自
車からの距離を測り計算機に出力する。４０３は
移動目標に対する照準器で、移動目標を照準し
て、その方位角と高位角を計算機に出力する。４
０４は測距装置で、４０３で照準された移動目標
までの距離を測り、計算機に出力する。４０５は
砲及び砲塔で、計算機からの指令（進角も含む）
で、移動目標を射撃する。

４０６は感知装置で風、大気圧、温度、弾丸温
度、ドループ、砲耳傾斜及び自車速度など弾道計
算及び座標変換のために必要な状態量を感知する
装置で、それらの値を計算機に出力する。４０７
は操作パネルで、操縦者の操作によつて各種の操
作信号を計算機へ出力したり、操縦者に必要な各
種の表示信号を計算機から入力する。

４０８は計算機で、自車及び他車が移動中であ
つても、砲及び砲塔が高い精度と信頼度と高度の
反復性と安定性で射撃できるようにするため固定
目標照準器４０１、測距装置402、移動目標照準
器４０３、測距装置４０４、砲及び砲塔４０５、
感知装置４０６及び操作パネル４０７と相互に信
号の入出力を行なう。

第２図において、５１０は自動追跡制御装置
で、固定目標を固定目標照準器４０１が照準する
ため、固定目標までの視線信号５１１と照準器の
十字線角度信号５１２との差から速度命令又は位
置命令信号５１３を作り、照準駆動装置５１４に
出力する。

また自動追跡制御装置５１０は計算機４０８に
対して、照準している固定目標の方位角と仰角の
位置に関する信号５１５を出力する。

５１４は照準駆動装置で固定目標までの視線信
号５１１と照準十字線角度信号５１２を一致させ
るため、速度命令信号５１３とジヤイロ５１６か
ら出力される測定速度信号の差によつて照準器を
駆動させる。

５１６はジヤイロで照準器の速度を検出して測
定速度信号５１７を出力する。

５３０は手動追跡制御装置で移動目標を移動目
標照準器４０３が照準するため、移動目標までの
視線信号５３１と照準器の十字線角度信号５３２
との差から速度命令又は位置命令信号５３３を作
り、照準駆動装置５３４に出力する。また、手動
追跡制御装置５３０は計算機４０８に対して、照
準している移動目標の方位角と仰角の位置に関す
る信号５３５を出力する。

５３４は照準駆動装置で移動目標までの視線信
号５３１と照準十字線角度信号５３２を一致させ
るため、速度指令信号５３３とジヤイロ５３６か
ら出力される測定速度信号の差によつて照準器を
駆動させる。

５３６はジヤイロで照準器の速度を検出して測
定速度信号５３７を出力する。

４０２，４０４は測距装置としてのレーザ測遠
器でそれぞれ固定目標、移動目標までの距離を測
定し、距離信号５２１、距離信号５４１を計算機
４０８に出力する。

５５０は砲及び砲塔の制御装置で、計算機４０
８からの位置命令信号５５１と砲及び砲塔の角度
信号５５２との差から速度命令信号５５３を作
り、砲及び砲塔駆動装置５５４へ出力する。

５５４は砲及び砲塔駆動装置で砲及び砲塔制御
装置５５０からの速度命令信号５５３と測定速度
信号５５５との差によつて、砲及び砲塔を駆動
し、砲及び砲塔の角度信号５５２を出力する。

５５６はジヤイロで砲及び砲塔の速度を検出し
て測定速度信号５５５を出力する。

５８０は弾道計算装置で、目標距離信号５８
１、弾種信号５８２、風信号５８３などから弾道
の計算を行ない座標変換でタンク座標系での弾道
進角信号５８４を出力する。

５８５は未来修正計算装置で距離５２１、距離
５４１、位置５１５、位置５３５、飛行時間信号
５８６などから、移動目標の未来位置に弾を命中
させるために必要な未来修正量信号５８７を出力
する。

５８８は、計算機４０８の含まれる計算装置で
移動目標に対する照準器角度信号５８９に弾道進
角信号５８４及び未来修正量信号５８７を加算
し、砲及び砲塔４０５に位置指令５５１を出力す
る。

第３図において、６１０は固定目標で、６６１
は十字線を備えた視野を示す。

６１２は視野６１１を通して固定目標６１０の
像を検出する装置で、レーザ測遠機４０２の測距
のためレンズ系を合せ持つている。

６１３は旋回方向の速度信号すなわち、固定目
標の方位角速度信号である。

６１４は俯仰方向の速度信号すなわち、固定目
標の高位角速度である。６２７は旋回方向の照準
器駆動装置で、ジヤイロ６１５からの旋回方向の
測定速度６１８と方位角速度６１３との差を増巾
器６１６で増巾し、駆動モータ６１７で照準視線
６２５が固定目標６１０に照準するために照準器
を駆動する。６２８は、俯仰方向の照準器駆動装
置でジヤイロ６２３からの俯仰方向の測定速度６
２２と高位角速度６１４との差を増巾器６２０で
増巾し、駆動モータ６２１で照準視線６２５が固
定目標６１０に照準するために照準器を駆動す
る。

６３０は移動目標で、６３１は十字線を備えた
視野を示し、６３２は視野６３１を通して移動目
標６３０の像を検出する装置で、レーザ測遠機４
０４の測距のため、レンズ系を合せ持つている。

６３３は旋回方向の速度信号すなわち、移動目
標の方位角速度である。６３４は俯仰方向の速度
信号、すなわち、移動目標の高位角速度である。

６４７は旋回方向の照準器駆動装置で、ジヤイ
ロ６３５からの旋回方向の測定速度６３８と方位
角速度６３３との差を増巾器６３６で増巾し、駆
動モータ６３７で照準視線６４５が移動目標６３
０に照準するために、照準器を駆動する。

６４８は俯仰方向の照準器駆動装置で、ジヤイ
ロ６４３からの俯仰方向の測定速度６４２と高位
角速度６３４との差を増巾器６４０で増巾し、駆
動モータ６４１で照準視線６４５が移動目標６３
０に照準するために、照準器を駆動する。

６５０は方位角指令値で、６５８は砲塔の方位
位置を示す。

６５２は砲塔の旋回速度を検出するジヤイロで
ある。

６７６は砲塔の旋回位置を検出するシンクロ又
はリゾルバである。

６６６は砲塔の制御装置と駆動装置を一体化し
た装置で、シンクロ６７６からの砲塔の旋回位置
信号６７８と指令値６５０との差を利得増巾器６
７４で増巾し、速度指令６６６を作り、ジヤイロ
６５２からの砲塔の旋回速度信号６６８との差を
増巾器６５４で増巾し、砲塔駆動モータ６５５を
駆動する。

６５１は高位角指令値で、６５９は砲の俯仰位
置を示し、６５３は砲の俯仰速度を検出するジヤ
イロで、６７７は砲の俯仰位置を検出するシンク
ロ又はリゾルバである。

６６７は砲の制御装置と駆動装置を一体化した
装置で、シンクロ６７７からの砲の俯仰位置信号
６７９と指令値６５１との差を利得増巾器６７５
で増巾し、速度指令６６７を作り、ジヤイロ６５
３からの砲の俯仰速度信号６６９との差を増巾器
６５６で増巾し、砲駆動モータ６５７を駆動す
る。

６６０は感知装置４０６から得られる大気圧力
で、６６１，６６２，６６３も同様、それぞれ、
大気温度、風速度及び弾の温度で、これらは弾道
諸元と呼ばれ、弾道計算に利用される。

６７１は操作パネル４０７によつて操作員によ
つて選択される弾種であり、６７２，６７３は方
位及び高位の指令値６５０，６５１の補正を操作
員が可能とするための視差ドロープジヤンブ信号
等である。

弾道計算装置５８０は目標までの距離５８１、
目標までの高低角（自車から目標までの視線と水
平線のなす角）６８０、大気圧６６０、大気温度
６６１、風速度６６２、弾の温度６６３及び弾種
６７１等の弾道諸元から弾道計算を行ない、座標
変換装置６８１でタンク座標系での弾道進角６８
７及び６８９を出力する。

５２１はレーザ測遠機４０２から出力される固
定目標までの距離信号で、５３５はレーザ測遠機
４０４から出力される移動目標までの距離信号で
あり、６９８，６９９はそれぞれ自動追跡制御装
置５１０から出力される固定目標までの方位角、
高位角である。

６９７，６９６はそれぞれ手動追跡制御装置５
３０から出力される移動目標までの方位角、高位
角である。

６４６は操作員が手動照準器で移動目標をとら
えている状態を示す信号で、操作員の操作によつ
てON／OFFされる。

６９０，６９１は信号６４６がON（移動目標
をとらえている状態）のとき、それぞれ方位角６
９７及び高位角６９６、距離５３５を有効とする
ゲートである。

５８５は未来修正計算装置で、時刻t₁、t₂及び
t₃で固定目標までの距離５２１、移動目標までの
距離５３５、固定目標の方位角６９８及び高位角
６９９、移動目標の方位角６９７及び高位角６９
６の信号を得て、自車及び移動目標の旋回走行
（直線走行も含む）の角速度及び旋回半径（直線
走行の場合は無限大なる）を計算し、弾道計算装
置から得られる弾丸飛行時間５８６後の自車及び
移動目標の位置を推定し、砲及び砲塔の方位角及
び高位角に対して、方位角未来修正量６８６及び
高位角未来修正量６８８を計算し出力する。

６８３はタンク座標系の固定目標の方位角６９
８及び高位角６９９、移動目標の方位角６９７及
び高位角６９６を地球座標系の信号に変換する装
置である。

６８２は地球座標系の方位角未来修正量及び高
位角未来修正量をタンク座標系の信号に変換する
装置である。

時刻t₁、t₂及びt₃ではゲート６９０及び６９１
が閉じている状態すなわち移動目標及び固定目標
を照準器が照準しその距離が測定されている。６
６４はパララツクス計算装置で、移動目標の方位
角６９７と方位角未来修正量６８６の和、高位角
６９６と高位角未来修正量６８８の和に照準器４
０３と砲及び砲塔４０５の回転軸の物理的位置関
係によつて生じるパララツクス量を計算し、加算
し、指令値のベースとなる方位角信号６２９及び
高位角信号６４９を出力する。

６８４及び６８５は加算器でそれぞれ方位角信
号６２９と弾道の方位進角６８７及び方位の視差
ドロープジヤンプ量６７２の加算、高位角信号６
４９と弾道の俯仰進角６８９及び俯仰の視差ドロ
ープジヤンプ量６７３の加算を行ない、それぞ
れ、方位角指令値６５０、高位角指令値６５１を
出力する。

上記のように構成せられた本実施例において、
まず記号について定義する。

Ps₁、Ps₂、Ps₃；それぞれt₁時刻、t₂時刻、t₃時
刻の自車の位置 Pe₁、Pe₂、Pe₃、Pe₄；それぞれt₁時刻、t₂時
刻、t₃時刻（t₃＋tf）時刻の移動目標の位置 Af₁、Af₂、Af₃；それぞれt₁時刻、t₂時刻、t₃
時刻の自車から固定目標を照準したときの方位
角（自車の進行方向を基準とした） Rf₁、Rf₂、Rf₃；それぞれt₁時刻、t₂時刻、t₃時
刻の自車から固定目標までの距離 Os、Oe、Of；それぞれ自車の旋回走行中心、
移動目標の旋回走行中心、固定目標の位置。

rs、re；それぞれ自車の旋回走行半径、移動目
標の旋回走行半径 ws、we；それぞれ自車の旋回走行角速度、移
動目標の旋回走行角速度 d₁、d₂；それぞれPs₁とPs₂間の距離、Ps₂とPs₃
間の距離 △t₁、△t₂；それぞれt₁とt₂の時間差、t₂とt₃の
時間差 R₁、R₂、R₃、R₄；それぞれ固定目標から移動
目標Pe₁、Pe₂、Pe₃、Pe₄までの距離 α₁、α₂、α₃；それぞれ角度∠Ps₁OfPe₁、∠
Ps₂OfPe₂ ∠Ps₃OfPe₃ Re₁、Re₂、Re₃；それぞれt₁時刻、t₂時刻、t₃
時刻の自車から移動目標までの距離 R₀；固定目標Ofから移動目標の旋回走行中心
までの距離 θ₀、θ₁、θ₂、θ₃、θ₄；それぞれ角度∠Ps₁OfOe、
∠Ps₁OfPe₁ ∠Ps₁OfPe₂、∠Ps₁OfPe₃ ∠
Ps₁OfPe₄ Re₄；自車Ps₃からt₃時刻からtf時間後の移動目
標Pe₄までの距離 Ae₁、Ae₂、Ae₃；それぞれt₁時刻、t₂時刻、t₃
時刻の自車から移動目標を照準したときの方位
角（自車の進行方向を基準とした） α₄；時刻t₃の自車と固定目標とtf時間後に予測
される移動目標との関係を示す角度、すなわち
∠Ps₃OfPe₄ β；時刻t₃の自車と移動目標との方位角Ae₃と
tf時間後に予測される移動目標の方位角Ae₄と
の差、すなわち、未来修正量である。ただし地
球座標系での量である。

次に、時刻t₃からtf時間（弾丸の飛行時間）後
の移動目標の方位角の計算において、次の事が充
分、仮定できる。

１ 自車及び移動目標の旋回（後述するが直線で
も可）走行は等角速度運動と仮定できる。

２ 自車、移動目標及び固定目標は同一平面上に
あり、地平面に平行であると仮定できる。これ
らの仮定はt₁時刻から（t₃＋tf）時刻まで成立
てば充分である。

以下の説明では、式を簡単にするため△ｔ＝△
t₁＝△t₂とする、すなわちt₂−t₁＝t₃−t₂とする。

第４図を参照すると、７０１は自車７０３の走
行を示す曲線で、t₁、t₂、t₃時刻で、固定目標ま
での距離Rf₁、Rf₂ Rf₂及び方位角Af₁、Af₂、Af₃
を前記固定目標照準器４０１を利用して測定する
と、次の（５・２・１）式で、自車の旋回半径rs
と角速度wsを求めることができる。

第５図を参照すると、７０２は移動目標７０４
の走行を示す。

曲線で、t₁、t₂、t₃時刻で自車から、移動目標
までの距離Re₁、Re₂、Re₃及方位角Ae₁、Ae₂、
Ae₃を前記移動目標照準器４０３を利用して測定
すると、次の（５・２・２）式で、固定目標から
移動目標までの距離R₁、R₂、R₃及び角度α₁、α₂、
α₃を求めることができる。

Ri＝√²＋²−2 （
−） αi＝cos^-1｛Ri²−Rfi²−Rei²／2RfiRei｝ ただし、ｉ＝１、２、３ （５・２・２） 第６図を参照すると、自車の角速度ws、固定
目標から移動目標までの距離R₁、R₂、R₃及び角
度α₁、α₂、α₃を利用して、移動目標の旋回走行半
径re及び角速度weを、（５・２・３）式から求め
ることができる。

re＝√₀ ²＋₁ ²−2_{0 1}（₁−₀） ここでR₀（固定目標と移動目標の旋回中心間の距
離） R₀＝R₂ ²−R₁ ²／２｛R₂cos（θ₂−θ₀）−R₁cos（θ₁
−θ₀）｝ θ₀＝−tan^-1｛（R₃ ²−R₂ ²）R₁cosθ₁＋（R₁ ²−R₃ ²）R₂
cosθ₂＋（R₂ ²−R₁ ²）R₃cosθ₃／（R₃ ²−R₂ ²）R₁sinθ₁
＋（R₁ ²−R₃ ²）R₂sinθ₂＋（R₂ ²−R₁ ²）R₃sinθ₃｝ θ₁＝α₁ θ₂＝α₂−（Af₂−Af₁−ws△ｔ） θ₃＝α₃−（Af₃−Af₁−2ws△ｔ） wc＝cos^-1｛2re²−R₁ ²−R₂ ²＋2R₁R₂cos（θ₁−θ₂）／2
re｝ （５・２・３） 第７図を参照すると、固定目標からtf時間後の
移動目標の距離R₄及び角度θ₄は（５・２・４）
式で求めることができる。

第８図を参照すると、自車（Ps₃）からtf時間
後の移動目標の距離Re₄及び未来修正量βは
（５・２・５）式で求めることができる。

Re₄＝√₄ ²＋₃ ²−2_{4 3}｛₃−（₃
−₄）｝ β＝Af₃−Ae₃＋cos^-1｛Rf₄ ²＋Rf₃ ²−R₄ ²／2Rf₄Rf₃｝ （５・２・３） なお、弾丸飛行時間tfは、第３図において先述
したように移動目標までの距離Re₄などから弾道
計算装置５８０で弾道計算の計算周期毎に刻々と
計算され、未来修正計算装置５８５に入力され
る。

以上、地球座標系での未来修正量βの計算方法
を説明したが、本実施例は １ 自車及び移動目標の少なくとも一方が直線走
行しているとき、 ２ △t₁≒△t₂のとき及び ３ tf時間（弾丸の飛行時間）がtf₁（経過時間）＋
tf₂時間（弾丸の飛行時間）であるときにも容
易に適用できる。

本発明は以上実施例に設明したとおり、地球座
標系で方位角未来修正量βが得られると、前述し
たように、座標変換装置でタンク座標系の方位角
未来修正量β_A及び高位角未来修正量β_Eに変換し、
照準器が測定した移動目標の方位角、高位角に加
算され、さらにパララツクス量、弾道進角及び視
差ドロープジヤンプが加算され、砲及び砲塔へそ
れぞれ方位角指令値及び高位角指令値として与え
られる。

これによつて、自車及び移動目標が直線又は旋
回走行において等速又は等角速度運動をしている
と近似することによつて、ほとんど自由な走行を
している場合でも、より精度のよい射撃を可能と
する照準及び射撃を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は本発明の一実施例を示
し、第１図は本実施例のブロツクダイヤグラム、
第２図は本実施例における射撃制御ブロツクダイ
ヤグラム、第３図は第２図の詳細なブロツクダイ
ヤグラム、第４図は自車と固定目標との関係を示
す説明図、第５図は固定目標と移動目標との関係
を示す説明図、第６図は自車と移動目標の関係を
示す説明図、第７図はtf時間後の固定目標と移動
目標との関係を示す説明図、第８図はtf時間後の
自車と移動目標との関係を示す説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 測遠器を備えた２本の照準器と、自車と移動
   目標の相対位置を予測する未来修正計算装置と、
   弾道計算装置と、砲及び砲塔制御装置からなる車
   輌に搭載された砲の射撃制御方式において、前記
   照準器の１本は地球に固定された固定目標を照準
   し、追跡し車輌に関連した前記固定目標の方位角
   及び仰角を測定し、それについての距離を測定
   し、他の１本の照準器は移動目標を照準し、追跡
   し、車輌に関連した前記移動目標の方位角及仰角
   を測定し、それについての距離を測定し、前記弾
   道計算装置は、車輌に関連した前記移動目標の距
   離、方位角及び仰角と大気圧、温度、風、弾種な
   ど弾道計算に必要な弾道諸元から、弾道の方位進
   角、仰角進角及び弾丸飛行時間を計算し、前記未
   来計算装置は、前記２本の照準器で測定された車
   輌に関連した固定目標及び移動目標の方位角、及
   び距離を利用し、地球に関連した自車及び移動目
   標の旋回半径、角速度を決め、前記弾丸飛行時間
   後の車輌に関連した移動目標の方位角、及び距離
   を予測し、未来修正量を計算し前記移動目標照準
   器からの方位角、仰角と前記未来修正量と、前記
   弾道の進角とパララツクス量及び手動修正量を加
   算した車輌に関連した方位角、仰角制御信号で砲
   及び砲塔を制御することを特徴とする射撃制御方
   式。