JPH02504428A - 慣性空間中の目標の位置および速度を決定する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 慣性空間中の目標の位置および速度を決定する方法および装置 ［発明の背景］ 発明の分野 本発明は追跡および案内システムに関する。特に、本発明はレーダ追跡システム 等のためのデータ処理システムおよび技術に関する。

本発明はここにでは特定の適用の実施例を参照して記載されているが、本発明は それに限定されるものではないことが理解されなければならない。当業者はここ において本発明の技術的範囲内の付加的な修正、適用および実施例を認めるで目 標上に正確な追跡ファイルを維持する追跡システムに対して、システムは目標の 位置および移動に関して規則的な間隔でデータを受信しなければならない。残念 ながら多くの理由により、このような情報は常に継続ベースで利用できるとは限 らない。追跡データの流れが断続的、或はそうでなければ中断された場合、通常 の追跡システムは目標の手掛りを決定するために必要な全てのパラメータ（例え ば、距離、距離変化率およびアスペクト角度）を測定することができず、したが ってこれまでは単に目標がある“不確定なゾーン”内に存在しなければならない ということに基づいて動作されていた。この問題は、このようなデータが拡大し た時間期間に対して利用できない場合に特に決定的になる。

通常のシステムは典型的に結果として大き過ぎる不確定ゾーンとなる最悪の場合 の目標設定を想定する。これはデータ損失および長過ぎる目標探索時間をもたら す。さらに、これは商業用および軍事用に対して明らかに不所望の結果を伴う目 標弁別および関連問題を構成する。さらに、最初に目標を獲得し、システムの複 雑性を最小にする多パラメータ探索（すなわち距離、距離変化率および可能な角 度に対する）のために、不確定境界は可能な目標設定の制限内で最小化される。

したがって、目標追跡データの利用可能性を妨げる不確定ゾーンを最小にするシ ステムおよび技術が必要とされている。

［発明の要約コ 慣性空間において目標の位置および速度を決定するための本発明の改善された技 術は、実質的に技術分野における必要性に応じるものである。本発明は実際の目 標設定を評価するために距離、距離変化率および角度測定の任意の組合せおよび 最悪の場合の未知の目標設定を想定するのではなくを最小の不確定ゾーンを発達 させるために利用することができないパラメータ上のその結果を使用する。すな わち、目標データは目標角度を評価するために使用される。不確定の主な原因は 目標の横方向への加速であるため、追跡中の目標角度の知識は未知の目標加速を 任意の未知の状況ではなく実際の追跡幾何学に適用させる。したがって、本発明 は目標追跡をさらに容品にかつ正確に行うために提供される。

本発明の方法は（ａ）目標を追跡して慣性空間中の３つの直交速度成分を提供し 、（ｂ）直交速度成分の二乗の合計の二乗板を与えることによって慣性基準フレ ームにおける目標のスカラ速度ｖ丁を計算し、（Ｃ）このような追跡データが利 用できる場合、この直交成分の１つと７丁との比の逆正弦関数として目標のプラ ットフォームに対する視線に関する観測角度β１３．を計算し、そうでない場合 には、（ｄ）想定される最悪の場合の横方向の目標加速を使用して最小の不確定 ゾーンを発達させるように実際の目標設定を評価するステップを含む。観測角度 を限定して全体的な距離を提供する技術も開示されており、距離変化率はどちら が目標およびプラットフォーム距離および速度の測定において不確定を示すかを 評価する。

［図面の簡単な説明］ 第１図は、目標のプラットフォームに関する位置および移動のベクトル表示であ る。

第２図は本発明の方法の機能ブロック図である。

第３図は目標速度および角度が計算される本発明の方法原理を示すフローチャー トである。

第４図は一定の加速下にある目標のプラットフォームに関する位置および運動の ベクトル表示である。

第５図は最小および最大距離予測の目標軌道（目標加速結果）を示す。

Ｍ　６　Ｃｚ　＞図および第６（ｂ）図は、距離と距離変化率パラメータの反復 計算に対する角度制限を有する本発明の加速目標モデルの方法原理のフローチャ ートを提供する。

第７（ａ）図および第７（ｂ）図は、観測角度制限を有する角度パラメータを計 算する本発明の加速目標モデルの方法原理のフローチャートを提供する。

第８図は、本発明の各タイプの測定に対して距離および距離変化率の不確定入力 とその積分を制御する方法のフローチャートである。

［発明の説明］ 本発明は、空中の目標上の指示すなわち慣性空間中の目標位置および速度を発達 させて維持する方法および関連したシステムである。本発明は、以下の想定に基 づくものである。

（１）慣性空間における目標位置および速度を示す目標パラメータの全ての組は ある最初の時間期間中最小として利用することが可能であり、（２）目標スカラ 速度は本質的に飛行中一定であり、著しい縦方向の加速は存在せず、（３）最悪 の場合である目標の横方向の加速（瞬間的な目標速度ベクトルに対して９０″の ）はある時間期間にわたって知られ、（４）追跡しているプラットフォームの速 度および姿勢パラメータは正確に知られ、（５）目標全ての測定パラメータの正 確度の評価が利用することができ、（６）システム追跡関数は角度測定が利用で きる場合にプラットフォームから目標への視線に対するアンテナ視線の一致を維 持し、測定が利用できない場合には位置を推定し、（７）利用できる目標データ がない期間中に目標は不確定に関して最悪の場合の設定を行う。

本発明の方法の重要なステップは、測定時に目標スカラ速度Ｖ丁およびアスペク ト角度β。、、、を評価するために全ての利用可能な測定データを使用すること である。すなわち本発明の技術によると、目標速度Ｖ７および目標アスペクト角 度β１．、が知られ、追跡データの瞬間的損失が存在する場合、目標が加速した 時にアスペクト角度βｅｖｅを変化する（特に飛行中の目標に対して該当する） と仮定するならば、β１゜。

は再度計算されることができる。目標スカラ速度Ｖ丁は一定であると考えられる ため、新しい目標指示は最小の不確定ゾーンを与えられることができる。

本発明の技術は、３つのセクションにおいて以下のように提供されている。第１ に、上記の想定および追跡データの不変の流れに基づいて目標速度Ｖ丁およびア スペクト角度β、５．がどのように計算されるかが明らかにされる。次に、“加 速している目標モデル′および目標が追跡データの利用不可能な期間中に最大（ 最悪の場合）の設定を行うという仮定を使用して、距離変化率およびアスペクト 角度評価または境界（最小および最大）に関する目標の位置決定に対する方法原 理が提供される。最終的に、目標およびプラットフォーム距離変化率の測定にお ける不正確さによる距離変化率の不確定が決定されて加速モデル距離変化率パラ メータと組合せられ、目標を含む全体的な距離変化率間隔を決定する。プラット フォームおよび目標距離変化率不確定補正はまた距離不確定を決定するように別 々に積分され、全体的な（総）距離間隔を決定するために加速目標距離パラメー タに結合される。

第１図は、点Ｔにおける非設定目標の点Ｐにおけるプラットフォームに関する位 置および移動のベクトル表示である。

アンテナは指示された目標を追跡していると考えられるため、計算のために選択 された慣性フレームはＸ軸であるプラットフォームと目標との間の視線（ＬＯ５ ）に整列され、Ｙ軸は右（Ｘ軸およびこの紙面に垂直）に対して正であり、Ｚ軸 はＸ軸に対して垂直であり、上方（アンテナフレーム）に正である。７丁はアン テナ座標における目標の速度を表すベクトルである。それは最初に測定されたβ １１．のアスペクト角度、視線に沿った速度成分ＶＴＸＡおよびＶ７、−ＶＴｚ Ａである視線に垂直な交差速度成分を有する。簡単にするために、Ｙ軸に沿った 速度成分ＶＴＹＡは省略されている。プラットフォームは点Ｐに位置され、速度 ベクトルＶ、は視線に沿った成分Ｖ　、ＡおよびＺ軸に沿った成分ＶＰＺＡに等 しい交差成分ＶＰ、を有する。Ｙ軸に沿った速度成分ＶＰＹＡはまた簡単にする ために省略されている。したがって、第１図の非設定の場合は■、。”　Ｖ　Ｔ 　ｔの場合の、ある時間間隔に対する距離および角度パラメータの基本的な追跡 幾何学および予測を示すものである。

以下の式は、プラットフォーム測定パラメータに関して目標パラメータを定める ものである。

ＶＴＸＡ　＝Ｒ−ＦＴ十ＶＰＸＡ　　　　　　　　　　　　　　　　［１］Ｖ　 丁ＹＡ　　”　ＲＰＴ　＊　θ　″　ＡＺ＋ＶＰＹＡ　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　［２］Ｖ　ＴＺＡ　””　ＲＰＴ　＊θ−ＥＬ＋ＶＰＺＡ　　　 　　　　　　　　　［３］ＶＴ　　−（ＶＴＸＡ　　２　＋ＶＴＹＡ　　”　　 ＋ＶＴＺＡ　　’　　）”’　　　　［４コβｃ＋ｌ′ｃｏｓ−’　　（ｖＴＸ ／　ｖＴ　）”＝　　５ｉｎ−’［（Ｖ７．”　　十Ｖ、’　　）　　”’　　 ／Ｖｔ　　］　　　［５］ここで、Ｒｐ↑は目標とプラットフォームとの間の距 離であり、Ｒ＝　ＦＴは距離変化率であり、θ′い□は視線速度θ′の方位成分 であり、θ−ＥＬはその上下角成分である。

第２図は本発明の方法の機能的ブロック図１０を示す。目標速度データが利用で きる場合、目標速度７丁およびアスペクト角度β。、、は上記の式［４コおよび 式［５］にしたがって計算されることができる。第２図の機能的ブロックにおい て、距離ＲＭ％距離変化率Ｒ’、Ｔおよび視線角速度θ′は慣性空間における目 標速度７丁およびアスペクト角度β。、、を計算するように目標速度ＶＴＡおよ びプラットフォーム速度ＶＰＡと共に入力される。

第３図は、目標速度およびアスペクトが計算される本発明の方法原理を示すフロ ーチャートである。第３図のフローチャート３０に示されているように、目標速 度およびアスペクト角度の計算は、有効な目標速度データのあるソースが利用可 能な場合にブロック４０で実行される。上記の測定データか時間Ｔ−０で利用で きるならば、時間Ｔ１における目標の位置は以下の式にしたがって推定すること ができる。

ＲＰＴ（τ、）− （［Ｒｐｔ　　（Ｔｏ　　）　　十ＲＰＴＸＡ’　　　（Ｔｌ　　）（ＴＩ　　 　　Ｔｏ　　）コ２　＋［（ＲＰＴ−Ａ’　　　（Ｔ　ｒ　　）（Ｔユ　−’ｒ ｏ）コ２）！／２＝　（ＲＬ　２＋Ｒｃ　２１　”２ ここでＲＰＴＸＡ’　　（Ｔｌ　）はアンテナのＸ軸に沿った相対速度であり、 ＲｐＴｅＡ’　　（Ｔｌ　）はその交差成分である。同様に、時間ＴＯにおける 視線θの目標に対する慣性回転に関する時間Ｔ、のその慣性回転は次のように定 められる。

θ−ｔａｎ−’　（ＲＣ／ＲＬ　） 目標設定がない場合、レーダ追跡アンテナは角度θがゼロであるような視線速度 で回転する。（したがって、角度θは追跡システムの指示エラーを表す。）その とき、これは一般的な場合を表す。しかしながら、目標がデータ利用不可能期間 中に設定しないということは考えられないため、加速している目標モデルは以下 のように最後の有効なデータが最悪の場合の目標設定を仮定したと推測する。

加速している目標モデル 第２図の加速している目標モデル１４は、知られていない目標加速のために距離 、距離変化率および角度不確定境界ＲＰＴａ（ｗａ、）、ＲＰＴｍ＋ｍ１ｎ）、 Ｒ’　ＰＴｍ＋ｍ＊ｘ）、、Ｒ’　ＰＴａｉｍ＋＋＋）、θイ、８およびθｆｆ １ｌゎをそれぞれ提供するように機能する。計算が実行されて前の目標速度ｖＴ およびアスペクト角度β１１３、距離Ｒ４□の前の評価、最大目標加速Ａｍｍａ ｎおよびブラットフォー速度ベクトルＶＰＡが与えられる。距離および距離変化 率の評価は距離および距離変化率境界の中間点によって与えられる。以下に示さ れるように、距離および距離変化率の評価は目標速度およびアスペクト角度評価 に従来の技術によって与えられるものよりも小さい境界を提供する。

第３図を再び参照すると、追跡データ流が中断された場合、本発明は決定点３４ からの“目標速度データなし′に対応したバス３８に沿って進行する。次に、本 発明の方法は有効なＬＯＳ速度測定データθ′が決定点４２で利用できるかどう かを確認する。そうである場合、ブランチ４４における４８で本発明は目標追跡 からＬＯ８速度θ′θ′位および上下角成分θ′い□およびθ′、をそれぞれ計 算する。これらの値は、それ゛ぞれ上記の弐［２〕および［３コにしたがって目 標速度成分Ｖ７ＹＡおよびＶＴＺＡを提供するために距離ＲＰＴおよびプラット フォーム速度値と共に使用される。次に、これらの値は上記の変形された式［４ ］すなわちＶ７，２＝Ｖ７ｙＡ２＋ｖ、２Ａ２にしたがってＶＴｅを計算するた めに使用される。決定点５０において、有効な距離変化率データＲｐ丁が利用で きる場合、それは上記の式［１コを使用して速度ベクトルｖＴｘＡのＸ軸成分を 計算するために使用される。速度ベクトルｖＴＸＡはＶ□と組合せられて新しい 目標速度評価Ｖ丁を提供する。それから、新しい目標速度評価ｖＴは式［５コを 使用してβ１５．を計算するために使用される。有効な距離変化率測定データが ５０に存在しない場合には、βｔｕｔは前のｖ７の値に基づいて計算される。

決定点４２に戻ると、利用できるＬＯ５速度測定データがない場合、点６０にお いて本発明の方法は有効な距離変化率データに対する検査を行う。有効な距離変 化率データがステップ６６で利用できる場合、それは式［１］にしたがって新し いＸ軸目標速度成分を計算するために使用される。次にこの成分は、式［５コに したがってβｃｕｔを計算するために使用される。利用できる有効な距離変化率 データがない場合には、システムは前の値に基づいて新しい速度およびアスペク ト角度計算を推定する。多数のパラメータ目標測定（距離、距離変化率、角度） の可能な追跡レーダにおいて、ある方法が実行される。距離およびまたは距離変 化率測定のない場合には、角度測定は探査装置視線を制御し、例えばＥＣＭソー スのような放送目標に対する視線速度評価を得るように行われる。

しかしながら、目標に関する距離および距離変化率測定は典型的に角度データを 伴う。そうでなければ、測定のソースが所望の目標であることを確認することは 困難である。これらのシステムにおいて、ブロック６０および６６は最終的に第 ３図のフローチャートから除去されてもよい。

目標速度およびアスペクト角度値は距離、距離変化率および加速している目標モ デル１４からの指示エラー出力を提供するために使用される。これらの値は以下 のように計算される。

最初に、目標が加速した場合、それはそのアスペクト角度βを変更して以下のよ うに与えられるアスペクト角速度β′を発生することに留意すべきである。

β’ｗａＡ〒（カー、／Ｖｔ　　　　　　　　　　　　［６］ここでＡＴは目標 の（横方向の）加速であり、Ａ　ＴＬａｍ＠）は航空機操縦限界である。これは 、その速度ベクトルｖＴが第１図の点Ａから最大の負の加速に対して点已に、最 大の正の加速に対して点Ｃに移動するように目標のアスペクト角度を変化させる という影響を与える。点Ｂおよび点Ｃにおいて、目標速度はそれぞれベクトルＶ Ｔ　（＋ｅ　１　りおよびＶ　Ｔ　（ｗ　ａ　ｘ　）で表され、目標はアスペク ト角度β３．ゎおよびβ１．１を有する。以下の式に留意すべきである。

βヨ１．−β、９．−β′本（ΔＴ）　　　　　　　［７］β□、８−β、５． ＋β′＊（ΔＴ）　　　　　　　［８］ここでβ′はアスペクト速度であり、Δ Ｔは適切な時間間隔である。目標加速の極性は知られていないため、距離変化率 の計算は以下のようにβ′率（ΔＴ）の可能な両極性、すなわち最小および最大 の両目標アスペクトに対して実行される。

ベクトルｖＴ、１ｆｉ）およびＶＴ（ゆ、８）はそれぞれ負および正方向のβ、 、１ゎおよびβゆ、８のβ′率（ΔＴ）の開始アスペクト角度β。。、からの変 位を表す。ベクトルＶＴ（＋＋＋ｉ、、）およびＶ　Ｔ　（ｍ　ａ　ｘ　）はそ れぞれデータ遮断期間中の目標の最大の可能な変位を表す。ベクトルＶＴ＋１． ．およびＶ　Ｔ　（ｍ　ｓ　ｘ　、は、それぞれ■ＴＸＡ（ｓｎｌｅ）および■ ＴＸＡ（ａｓｓ）の視線成分を有する。第４図は、設定が継続することを許され た計算である場合の一定の目標加速状況下における追跡幾何学を示す。

視線に沿った距離変化率Ｒ／Ｌは目標とプラットフォームの視線に沿った速度成 分ＶＴＸＡおよびＶＰＸＡの差として定められている。

Ｒ’　Ｌ　−Ｖ７ＸＡ　　ＶＰＸＡ　　　　　　　　　　　［９］上記のような 速度成分の最小および最大値の置換は、視線に沿った距離変化率Ｒ／Ｌの対応し た最小および最大値を生成する。これらの最小および最大の値によって定められ 距離に対する距離変化率Ｒ／　Ｌの積分および最初の距離位置Ｒ８の加算により 、それぞれ最小および最大の視線距離値ＲＬ　（ｍ　＋　ｃ　）およびＲＬ（ｍ ａｙ）が生じる。

第１図において、視線角速度θ′は次のように与えられる。

ｅ’　＝　（ＶＴ−Ｖｐ、）　／Ｒ［１０１ここでＲは距離であり、交差成分ｖ 丁よおよびＶＰ。が、また速度ベクトルＶ７およびＶ、がそれぞれ等しい場合、 視線角速度θ′はβ−β１．、、に対してＯに等しいことが理解できる。

したがって、目標が横方向に加速した（アスペクト角度βを変化した）場合、そ れは速度の交差成分ＶＴ６の値を変化することは明らかである。本発明は、この ような目標加速を評価するためにデータの中断に応答して視線速度θ′を発達す ることによって反応する。

これに関して、目標設定の際に、視線の角速度θ′の変化および視線に沿った距 離変化率の変化が生じるため、交差速度項ｖ丁、の値を知る必要がある。視線を 横切る距離変化率Ｒ′。は以下の式［１１］によって近似される。

Ｒ’　　　ｃ　　＝Ｖｔ　　　［ｓｉｎβコ　　−　Ｖｐ−［１１コここで、Ｖ Ｔ　［ｓｉｎβコは目標交差速度積ｖ丁。の評価である。

式［１１］におけるβとβ、、１ゎおよびβ０．、との置換は目標設定能力の距 離を生成する。したがって、式［９コおよび［１１］はそれぞれＬＯＳに沿った およびＬＯＳを横切る距離変化率を提供する。以下における式［１２］および［ １８］は距ＭＲの計算を容易にする。全体距離Ｒは次のように与えられる。

Ｒ−（Ｒｃ　２＋ＲＬ　２）”’　　　　　　　　　　　［１２］ここでＲｅ　 −ＲＣ＋Ｒ’　ｃ　　（ΔＴ）である。式［１２コを微分することにより次の結 果が生じる。

Ｒ’　　　＋−＋　　　＝　　　（Ｒ’　　　ｃ　　Ｒｃｌ＋Ｒ’　　　Ｌ　　 ＲＬＩ）　　／Ｒ１［１３コこの式は、新しく計算された距離変化率Ｒ’　ｉｎ はＬＯＳを横切る距離変化率Ｒ／ｃとＬＯＳを横切る前の距離計算値ＲＣＩとの 積と、ＬＯＳに沿った距離変化率Ｒ′１とＬＯＳに沿った前の距離計算値ＲＬ１ との積とを加算し、その和を前の反復に対して計算された全体距離で割ったもの に等しいことを示している。したがって、これらのアスペクト角度に対して、Ｒ ′ｃは仮定された未知の目標設定および同一の設定に対して式［１１コを使用す ることによって与えられた距離中の中間点として計算され、Ｒ′□は式［９］を 使用することによって与えられた距離における中間点として計算され、Ｒ′ｃは Ｒｃを提供するように累算または積分され、Ｒ′ＬはＲＬを提供するようにオリ ジナルＲから累算され、アウトセットで与えられた距離Ｒは開始距離変化率Ｒ１ を提供するように正規化係数を提供するため、全体距離Ｒは式［１３コを積分す ることによって得られる。（したがって、得られた全体距離は下方距離（ＬＯＳ ）および交差距離成分を示す。）最小の距離変化率値の使用は最小距離を提供し 、一方最大の距離値は最大距離を提供する。

アスペクトの限定 推定時間間隔が自由に増加させられるならば、Ｒ′パラメータの値は、各成分の 周期的性質のために振動する。これは、一定の目標加速下における追跡幾何学の 一例を表した第４図に示されている。正の横方向加速を維持すると仮定されてい る目標はＬＯＳの下に示されたものと類似した振動軌道２００を有し、一方負の 横方向加速を維持すると仮定されている目標はＬＯＳの上方に示されたものと類 似した振動軌道２０２を有する。明らかに、これは目標位置および軌道に関して 著しいあいまい性を生成する。このあいまい性を解決する本発明の方法はβ′　 （ΔＴ）を伝播して、Ｒ′の傾斜が変化するまでそれを成長させることである。

これは第５図に示されている。例えば、最小距離に対するアスペクト回転は点Ａ で停止され、連続加速下の投影された最小距離が点Ｂに示され、実際の投影最小 距離軌道は点Ｃに示されている。同様に、対応した点は連続した正の横方向の加 速が第２の軌道２０２になるという仮定に対して示されている。論理は距離変化 率パラメータの傾斜が変化するときは必ず設定を終了するように与えられている 。これは当業者によって容易に実現されることができる。例えば、第６図は距離 および距離変化率パラメータの反復的な計算が加速目標モデル１４によって仮定 された設定加速終了（アスペクト回転限界）点を決定するために実行される説明 用のルーチンのフローチャート３００を示す。実際の限界は距離変化率パラメー タに基づいている、すなわち最小距離変化率は最小距離に伝播し、最大距離変化 率は最大距離に伝播するが、本発明のアスペクト回転限界特性は幾何学的意味に おける最小および最大距離に対して示されている。この方法によって、ｔ−０に おける未知の設定を開始する目標に対する距離変化率の絶対的最小および最大値 が計算され、これらの距離変化率の積分は距離の最小および最大値を提供する。

次に、β′率（ΔＴ）の累算された値がβ、。およびβ４ｏを提供するために上 記の式［７］および［８コにしたかって使用される。（β＋＋＋１ｍおよびβ０ ．１に対して別々の基準。） 類似の方法はアスペクト計算に関する限り目標指示エラー値に対して行われる。

目標設定によるＬＯＳ角度エラー〇は、θ　−ｊａｎ”　　（Ｒｃ　　／　ＲＬ 　　）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　［１４コここでＲ ｃおよびＲＬは上記に与えられている。この計算は、値が最大にされて設定が終 了されるまで連続したアスペクト速度で実行される。第７図は、ＬＯ５Ｏ５角度 ニラ−界が加速目標モデル１４による横方向の加速終了（アスペクト回転限界） を含む仮定された設定目標に対して計算される説明用のルーチンのフローチャー ト４００を示す。θｍｉｎおよびθｆｆｉ、１の値は以下のように与えられる。

θ、ｅ　−ｔａｎ−’　ＣＲｃ（ｍ＋ｎ）／ＲＬ（ｗＩ＋ｎ＞）および θｍａｎ　−ｔａｎ−’　ＣＲＣＩｍａｘ）／　ＲＬ＋ｗｎｈｔ〉）β０．ゎお よびβ５．１の値は、β、５．が計算に使用された測定のタイプに関わらず計算 されるときには必ずβ、９．に設定される。このとき、βＣ，，、の計算は未知 の目標設定の積分の評価なので、Ｒ′の最小および最大値はまた等しい。しかし ながら、実際の目標設定ヒストリィは分がっていないので、距離測定が入力され た場合には距離評価だけが更新される。

この状況に対して、ＲＰＴＡ＋ｍ１．）およびＲＰＴＡ（ゆ１、）の値は測定値 に設定される。

したがって、最悪の場合の目標設定に対する距離、距離変化率、および指示エラ ーおよびアスペクト角度境界が与えられる。

上記の計算は、計算データが完全であると仮定する。本発明は、測定されたパラ メータにおける不正確さによる不確定性を含む技術を提供するものである。

距離および距離変化率パラメータの測定が行われない場合、別々の計算が距離変 化率不確定に対する目標補正および距離変化率不確定に対するプラットフォーム 補正を決定するために実行される。これらのパラメータは、指定された目標を含 む全体的な距離変化率間隔を決定するために加速モデル距離変化率パラメータと 結合される。プラットフォームおよび目標補正はまた距離不確定を決定するため に別々に積分され、その後全体的な距離間隔を決定するために加速目標距離パラ メータに結合される。第２図の機能的ブロックの関連したブロック２０．２２お よび２４を参照。距離変化率不確定σＲ１・およびσＲＴ・に対するプラットフ ォームおよび目標補正はＲ’　ＦＴｆｍｓ＋＋）とＲ’ＰＴ（ｍｌ＊）との間の 距離変化率不確定間隔を更新するために加速目標モデルから出力された加速目標 距離変化率境界Ｒ’　ＰＴａ（ｗａｘ）およびＲ’　Ｉ”Ｔ＊ｌａ＋、）と結合 される。

（第２図のブロック１６を参照。）さらに、距離変化率不確定に対するプラット フォームおよび目標補正σＲＰ−およびσＲＴ−は目標距離不確定を提供するよ うにブロック２４で積分され、二乗され加算されてｌ／２乗される。

σＰＰＴ　　−（σＲＰ２　＋０３丁２　　）　　ｌ／２　　　　　　　　　　 　　　［１５］距離不確定σＲは、距離不確定間隔ＲＰＴ。ｉｎ）およびＲＰＴ （ｗａｘ）を提供するためにブロック１８で加速目標モデル距離境界Ｒ１↑＊（ ｔｍｈｘＩおよびＲＰＴｍ（ｍｉｆｉ）と結合される。これらの値ＲＰＴ（、わ ）およびＲＰＴＩｔ＋＊ｘ）の平均は距離の最良の評価ＲＰＴを提供する。

各タイプの測定に対する距離変化率不確定入力およびその積分を制御する（リセ ットする）方法は、第８図のフローチャート７０において提供されている。有効 データは、それがバス７Ｂに沿った外部ソースまたはバス９０を介したプラット フォーム測定のいずれかから利用できる程度まで不確定を最小にするために使用 される。すなわち、生のデータが利用できるならば、不確定パラメータは生のデ ータの有効性にしたがって設定される。したがって、決定点７８において目標速 度データがその不確定の表示を与えられた場合、距離変化率不確定の目標成分は 視線に沿って得られた目標成分中の不確定に設定される。プラットフォーム成分 は視線に沿ったプラットフォーム速度における不確定に設定される（ブロック８ ２参照）。

同様に、決定点８４で目標慣性位置データが与えられた場合、距離エラーの目標 成分はゼロに設定され、距離不確定のプラットフォーム成分は視線に沿った目標 位置における不確定と視線に沿ったプラットフォーム位置における不確定との結 合に設定される（ブロック８８参照）。０２ＲＴおよびσ２Ｒ−１の値は、後続 外部または生の測定データだけによって修正されることができる目標パラメータ の優先不確定評価である。

利用できる任意のソースからの新しいデータがない場合は、介してブロック９６ 中の距離エラーの目標成分を決定するために最後の有効距離測定から間隔全体に 対して伝播される。距離エラーのプラットフォーム成分は、生のデータの時間に おけるその不確定に等しい初期状態を有する最後の生のデータから間隔に対して プラットフォーム距離変化率不確定を積分することによって決定される。プラッ トフォーム距離変化率不確定は、バス１０４を介したブロック１０６における最 後の生のデータの時間におけるプラットフォーム距離変化率不確定に等しい初期 状態に関する測定なしの間隔に対してプラットフォーム加速不確定を積分するこ とによって計算される。

これらの計算において、ΔＴは反復時間間隔であり、Ｎ＊（ΔＴ）は最後の生の データ入力からの合計間隔である。

生の距離測定が利用できる場合、距離不確定パラメータはバス９８を介してブロ ック１００中のデータ有効性にしたがって設定される。距離中の全不確定は計算 の便宜上プラットフォームパラメータσ２ＦＩＰに割当てられ、目標成分σ２Ｒ Ｔおよび間隔パラメータＮはゼロに設定される。生の距離変化率データがバス１ ０８を介して決定点１０２から利用できる場合、距離変化率不確定パラメータは データ有効性にしたがってリセットされる。計算の便宜上、プラットフォーム成 分はゼロに設定され、全測定不確定は目標パラメータσ２Ｒ−７に割当てられる 。

有効な視線速度データが決定点１１２で利用できる場合、距離および距離変化率 不確定パラメータは目標アスペクトの計算におけるこのデータの使用にしたがっ て調節される（第２図のブロック１２）。視線速度データから得られた距離変化 率成分中のエラーはブロック１１６において決定され、目標成分に割当てられる 。視線速度データは、距離および距離変化率測定が利用できないときに導出され るため、瞬間的な目標距離変化率成分を決定する際にそれを使用すると、距離お よび距離変化率不確定のプラットフォーム成分はリセットされない。さらに、測 定間の間隔における優先目標距離変化率不確定による距離エラーの目標成分は、 目標軌道が分かっていないので現在の目標アスペクトを知ることによって除去さ れることができない。したがって、距離不確定の目標成分はプラットフォーム成 分に加算され、測定間隔パラメータはゼロに設定される。

したがって、上記の式［１５コによりσＲ１□は、最小および最大距離全体を計 算する距離不確定間隔計算ルーチン１８に与えられる。

ＲＰＴ＜１・、−ＲＰＴ・（−・ぬ）−に＊σＩＩＦＴ　　　　　［１６］ＲＰ Ｔ（ｍａ、）　−ＲＰＴ＊（ｍａｎ）＋　Ｋ　＊σＲＰＴ　　　　　［１７］こ こで、°データなし°の場合に関する目標距離パラメータに対する最少および最 大プラットフォームは加速モデルルーチン１４によって与えられ、Ｋは計算に使 用された標準偏差σの数に関する確定の所望のレベルに関与したスカラー（通常 ３）である。

交差速度および交差距離成分（交差速度の積分）におけるプラットフγ−ムエラ ーは、対応した目標設定誘導成分に比べると僅かであり、したがって第８図の計 算において無視されることに留意すべきである。第８図のフローチャートは、単 に計算が測定エラーを算出するために行われる方法を示すに過ぎないことにも留 意すべきである。限定された構造はいずれも内蔵されたシステムに依存するもの である。

本発明は、ここでは出願の説明のために特定の実施例を参照して記載されている 。当業者は本発明の技術的距離内の付加的な修正、適用および実施例を認識する であろう。このような適用、修正および実施例は、全て添付された請求の範囲の 各請求項によってカバーされるものである。

ＦＩＧ、　　６ａ 国際調査報告 ｌ５ｌｅ”＃ｌ’ｌ１Ｍ’　Ａｅ、ｍｊｈＭ　ｋｌｌ　　　　　？　Ｃτ／ＵＳ 　　ε９／：二＝ＯＢ国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）（ａ）目標を追跡して慣性空間中の３つの直交する速度成分を提供し、 （ｂ）直交する速度成分の二乗の和の平方根を与えることによって慣性基準フレ ーム中の目標のスカラ速度ＶＴを計算し、 （ｃ）このような追跡データが利用できる場合、前記直交する成分の１つとＶＴ との比の逆正弦関数としてプラットフォームまでの視線に関する目標のアスペク ト角度βｃｕｅを計算し、そうでなければ、 （ｄ）仮定上の最悪の場合の横方向の目標加速を使用して最小の不確定ゾーンを 生成するために実際の目標設定を評価するステップを含む慣性空間中の目標の位 置および速度を決定する方法。 （２）目標のアスペクト角度βｃｕｅを計算する前記ステップは、目標のスカラ 速度ＶＴに対する前記視線に沿った目標の速度成分ＶＴＸＡの比のアークコサイ ンに等しいアスペクト角度βｃｕｅを計算するステップを含む請求項１記載の方 法。 （３）追跡データが利用できない場合に実際の目標設定を評価する前記ステップ は、 （ｅ）前記プラットフォームに関する目標の距離変化率Ｒ′ＰＴの測定を行い、 （ｆ）視線に沿った前記プラットフォームの速度ＶｐｘＡに前記距離変化率Ｒ′ ＰＴを加算することによって前記視線に沿った目標の新しい速度成分ＶＴｘＡを 計算し、（ｇ）目標のスカラ速度ＶＴに対する前記視線に沿った目標の新しい速 度成分ＶＴｘＡの比のアークコサインに等しい目標のアスペクト角度βｃｕｅに よって新しいアスペクト角度を計算するステップを含む請求項１記載の方法。 （４）追跡データが利用できない場合に実際の目標設定を評価する前記ステップ は、 （ｅ）プラットフォームと目標との間の視線間の角度θ′の変化率の測定を行っ て、方位角θ′ＡＺおよび上昇成分θ′ＥＬを提供し、 （ｆ）プラットフォームと目標との間の視線に沿った距離ＲｐＴの評価をプラッ トフォームと目標との間の視線間の角速度の方位角成分θ′ＡＺと乗算し、前記 Ｙ軸に沿ったプラットフォームの任意の速度ＶＰＹＡをそれに加算することによ ってＹ軸に沿った前記目標の新しい速度成分ＶＴＹＡを計算し、（ｇ）プラット フォームと目標との間の視線に沿った距離ＲＰＴの評価をプラットフォームと目 標との間の視線間の角速度の上昇成分θ′ＥＬと乗算し、前記Ｚ軸に沿ったプラ ットフォームの任意の速度ＶＰＺＡをそれに加算することによってＺ軸に沿った 前記目標の新しい速度成分ＶＴＺＡを計算し、（ｈ）前記Ｙ軸およびＺ軸に沿っ た前記新しい速度成分ＶＴＹＡおよびＶＰＺＡの各二乗の和の平方根を得ること によって目標の交差速度ＶＴＣを計算するステップを含む請求項１記載の方法。 （５）追跡データが利用できない場合に実際の目標設定を評価する前記ステップ は、前記目標のスカラ速度ＶＴに対する前記目標の交差速度ＶＴＣの比のアーク サインに等しい新しいアスペクト角度βｃｕｅを計算するステップを含む請求項 ４記載の方法。 （６）追跡データが利用できない場合に実際の目標設定を評価する前記ステップ は、 （ｉ）視線に沿ったプラットフォームに関する目標の距離変化率Ｒ′の測定を行 い、 （ｊ）視線に沿ったプラットフォームの任意の速度ＶＰＸＡに距離変化率Ｒ′Ｐ Ｔを加算することによって視線に沿った目標の新しい速度成分ＶＴＸＡを計算し 、（ｋ）視線に沿った目標の新しい速度成分ＶＴＸＡと目標の交差速度ＶＴＣと の二乗の和の平方根を得ることによって新しいスカラ速度ＶＴを計算し、 （１）前記目標の新しいスカラ速度ＶＴに対する視線に沿った目標の新しい速度 成分ＶＴＸＡの比のアークコサインに等しい新しいアスペクト角度βｃｕｅを計 算するステップを含む請求項４記載の方法。 （７）距離変化率が傾斜を変化させる角度で目標の最小および最大距離変化率を 設定することによってアスペクト角度を限定するステップを含む請求項１記載の 方法。 （８）前記最小および最大距離変化率を積分することによってプラットフォーム に関する目標の最小および最大距離を設定することによってアスペクト角度を限 定するステップを含む請求項７記載の方法。 （９）視線に沿った目標の距離ＲＬに対する目標の任意の交差距離ＲＣの比のア ークタンジエントに等しいプラットフォームから目標までの視線の指示エラーθ を最大にすることによってアスペクト角度を限定するステップを含む請求項１記 載の方法。 （１０）目標を追跡して慣性空間における３つの直交する速度成分を提供する手 段と、 直交する速度成分の二乗の和の平方根を与えることによって慣性基準フレームに おける目標のスカラ速度ＶＴを計算する手段と、 このような追跡データが利用できる場合、前記直交する速度成分の１つとＶＴと の比の逆正弦関数としてプラットフォームまでの視線に関する目標のアスペクト 角度βｃｕｅを計算する手段と、 このような追跡データが利用できない場合、仮定上の最悪の場合の横方向の目標 加速を使用して最小の不確定ゾーンを生成するように実際の目標設定を評価する 手段とを含む慣性空間中の目標の位置および速度を決定するシステム。