JPH07505219A - 超音速投射物軌跡判定方法および装置 - Google Patents

超音速投射物軌跡判定方法および装置

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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】 超音速投射物軌跡判定方法および装置 技術分野 本発明は、雑多な中で、超音速投射物の軌跡、的外れおよび速度を判定するため の方法および装置に関するとともに、そのような投射物の大体の発射位置を判定 することに関する。
背景技術 当該技術においては、音響手段が投射物の軌跡の一部分を判定するのに適してい ると長い間考えられていて、小火器の精度に点数を付けるための訓練用標的を、 投射物が射止める、あるいは近くを通過した時の位置を突き止める目的で、その ような音響手段を従来からの紙製の標的に代わって用いていた。前述の一例とし ては、米国特許第4.514.621号がある。基本的に、このような装置は、 投射物、例えばライフルの銃弾の軌跡に対して垂直なセンサの面がある音響セン サのグリッドにより動作するようになっている。銃弾が、そのようなセンサのグ リッドを通過すると、センサは、センサにおける時間的推移を計算することりよ り、センナのグリッドを通過する銃弾の通過位置を確認することができる。
一方が他方の背後となるように間隔を開けてそのような2つのグリッドが設けら れているとともに、銃弾の進路が両方のグリッドを通過する場合には、銃弾の軌 跡の一部分も判定可能であり、米国特許第4.445.808号はその代表例で ある。当該特許は、そのような二重グリッドシステムが軍用車両、例えばヘリコ プタに配備され、敵砲撃が間隔を開けて設けられた2つのグリッド間を通過した ならば、砲撃の軌跡の大体の方向は判定可能であることも指摘している。
銃弾の通過位置をめるための同様な方法では、音響変換器よりむしろ電気抵抗素 子等の他のタイプのセンサを使用していて、米国特許第3.585.497号お よび第3、656.056号はその代表例である。
音響センサのグリッドを使用するのではなく、音響変換器の端部において曲げ伸 ばされた輪が使用されている。銃弾が湾曲された輪の近くを通過したときに、そ のように湾曲された輪を通過する銃弾の位置が算出される。米国特許第4、35 1.026号はその代表例である。
湾曲された輪は、輪に対して垂直な限定された領域内を標的が移動するような状 況で使用することもでき、米国特許第5.025.424号はその代表例である 。
多少似たものとして、米国特許第4.885.725号は、複数の三角形に並べ られて機械的に接続された音響変換器を湾曲された輪に代わって示唆していて、 銃弾が標的のある領域を通過する位置を判定するとともに、その銃弾の速度を表 示するようになっている。
これまでに述べた特許は、本来、訓練を受ける人の射撃の正確性に得点を付ける ための訓練用装置に対してであるが、既に述べたように米国特許第3.445. 808号では、ヘリコプタ等の軍事用装置に向けられた敵砲撃の大体の方向を判 定するための二重音響グリッドを示唆している。
さらに、米国特許第4.659.034号では、移動する(曳航する)標的に設 けられた複数の変換器の使用を示唆していて、その変換器の使用により、標的に 向けられた射撃の正確性を判定している。そのような射撃正確性には、投射物が 曳航標的にどれだけ接近するかということを含んでいる(以下、「的外れ」と称 す)。同様に、米国特許第4.323.993号でも、音響変換器によって的外 れを判定していて、具体的には、当該特許では、投射物が完全に曳航的を外して いても、的外れが計算でまる。
米国特許第4.805.159号は、投射物と移動可能な訓練用標的との間での 的外れを推定するための方法を提供している。その推定時には、少なくとも投射 物の一部軌跡が推定される。しかしながら、その特許が指摘しているように、最 低でも投射物の一部軌跡を推定するということは、実際の投射物の進路を多数推 定するとともに、間違った推定を除外することを内容的に含んでいて、変換器が 、間違った推定から正しい推定を連続的に選択するために、付加的に使用されて いる。
したがって、概して言えば、従来の技術では、主としてセンナ、具体的には音響 変換器を様々に空間配置して、標的を射止めるまたは近くを通過したりする投射 物の的外れを判定するようにしている。当該技術におけるこれらの装置のいくつ かは、投射物の局部的軌跡の大体の方向を出すことができるが、投射物の全進路 に関する正確な情報を提供することはできず、よって、当該投射物の発射地点も まらない。また、形がどうであろうとも、これらの従来装置においては、投射物 の局部的軌跡を判定するためには、投射物の方向および/または速度に関して事 前に知っていることを必ず要している。
つまり、従来技術の装置は、投射物の方向または速度のいずれか一方または両方 が解るような訓練演習の場合にのみ基本的に役立ち、そのような装置はそのよう な演習でのみ活用されていた。従って、当該装置は、投射物の軌跡の完璧な方向 、その投射物が的外れなのか、その投射物のおよその外径または大きさ、および その投射物の出所であるおよその発射地点を知ることに本質的な重きがある戦争 状態、しかも投射物の速度および/または方向が解らないような状況下には適用 することはできない。攻撃を受けている軍部隊が、視覚的あるいは他の感覚器官 により敵砲撃の方向、的外れ、外径および出所を判定することが出来ないような 戦争状態においては、このような情報のすべてが最も有用である。
このようなことは、近代戦においてよくある。例えば、近代の戦車戦においては 、戦場は何キロにも拡大していて、敵の砲撃、例えば砲火は、他のまわりの戦闘 騒音および味方の砲火による騒音との区別がつかなくなる。例えば、戦車の指揮 官が至近距離の砲弾の特色ある音を聞いても、混乱した戦闘騒音の中では、戦車 の指揮官が、砲弾の軌跡の大体の方位や高ささえも判定できないこともある。
したがって、戦車の指揮官は、弾が遠くから、あるいは非常に近くから発射され ているのか、また、射撃が前方、後方あるいは側方からなのか、さらには、砲弾 のおよその外径さえも特定することができない。そのような情報が無いと、例え ば、戦車の指揮官はそのような敵の砲火に対して迅速に、かつ果敢に対応するこ とができず、先の至近距離の砲弾による危険性は、連続砲火により際立って増し 、最も重要である応射のきっかけとなる。
また、従来技術の装置では、速度および/または方向の判らない訓練射撃のスコ アをつけることができない。これは、通常、移動警戒中の戦車が、標的、例えば 廃戦車に向かって発射するような機動演習中での状況である。
これまで考察してきたように、砲火あるいは小火器のような速度と方向の判らな い超音速投射物の全体軌跡を本質的に判定するための装置および方法を提供する ことは、当該技術においては実質的に有用なことである。その軌跡は、向かって 来る敵砲火発射地点の大体の位置の手掛かりとなる。さらに、そのような向かっ て来る敵砲火の的外れが計算でまれば、付加的に非常に正確に敵の砲火を判定す る見込みがでてくる。このことは、迅速で有効な応射の好機を与えるものである 。また、機動演習にも適用可能な装置および方法を提供できることにおいても優 れている。
発明の開示 本発明は、3つの基本的なものと幾つかの補助的な発見に基づいている。超音速 投射物により出された衝撃波と遭遇するように位置された少なくとも3つの間隔 を開けて設けられたセンサは、各センサから衝撃波源への単位照準ベクトルの方 位角および仰角に関連している衝撃波に応じた信号を生成するように構成するこ とができることをまず最初に発見した。当然に、単位ベクトルは方位性を有して はいるが、大きさを有してはいないく本件の場合には、距離)。従って、各セン サから衝撃波源への距離、および軌跡は、結果としてわからないままであり、こ れらの単位照準ベクトルは、潜在的に実現性のある多くの軌跡に向けられる。
2番目の重要な発見は、驚くべきことに、各単位照準ベクトルは、軌跡の方位角 および仰角に関して軌跡と同じになることがわがったことであり、多くの可能性 のある軌跡をめることなく、単一の実際の軌跡を計算でめることができる。
補助的な発見としては、そのようなセンサは、3つの間隔を開けて設けられた変 換器によって最も適切に構成されることがわかったことである。各センサは、衝 撃波が各変換器と遭遇したときに作られる各変換器への連続的な圧力に応じて信 号を連続的に出すようになっている。つまり、各センサにおける3つの変換器は 、各センサの単位照準ベクトルの方位角および仰角に関係する信号を出している a 3つのそのようなセンサを組み合わせれば、3つの正確な衝撃波源への単位 照準ベクトル、最終的には、投射物の軌跡が判定可能となる。
本実施例においては、各センサの単位照準ベクトルは、衝撃波がセンサの各変換 器と遭遇した時の時間を測定することにより決定することができ、3つの変換器 の時間的関係は、センサから投射物の軌跡への正確な単位照準ベクトルを与える 。これらの単位照準ベクトルが軌跡と同じ角度となるという重要な本願における 発見により、単位照準ベクトルの大きさく本件の場合は距離)が計算可能となる 。
大きさが計算されると、空間の3つの点は明確にされるので、空間のこれらの3 つの点は、投射物の局部的な軌跡の方位角および仰角をいかなる状況下にあって も明確にすることができる。
ある補助的な発見により、そのような判定に最も適合する衝撃擾乱部分は前縁( 衝撃波面とも呼ばれる)であり、最も適合する衝撃擾乱は、センサにより受けら れた第1衝撃波(主衝撃波とも呼ばれる)であることが解った。
他の補助的な発見により、投射物の軌跡を判定するには3つのセンサが必要であ るが、3つのセンサが軌跡を決定できないような非常に限定された状態があって 、軌跡の判定の信頼性を向上させるには、それぞれが、複数の各センサから投射 物の軌跡への単位照準ベクトルのようなものを出す複数の3以上のセンサが使用 されることが解った。さらに、そのような複数のセンサがそのように配設されて も、所定の状況下においては、複数のセンサから選択されたものだけが、どれか の具体的軌跡に対して複数のセンサ全てを使用するよりも、投射物の軌跡を判断 するのに使用されるのに適していることも解った。
もっと重要な基本的な発見としては、先のセンサの構成により、投射物の速度は 判定され、さらに、主衝撃波通過の時間的推移およびセンサを越える投射物の周 辺密度線を決定することにより、投射物の長さは相対的に正確に計算されること が解った。更にこの点に関しては、的外れに標準化した主衝撃波面の強度、投射 物速度、および投射物の長さは十分な情報を与え、それにより、知得されている 投射物の特徴から、有望な投射物自信を判定することができるということが解っ た。投射物(および、その具体的特徴)を知るとともに、その局部的速度および 局部的軌跡を判定することにより、全体の軌跡が計算可能となり、これにより、 投射物の発射位置に非常に近いところが出される。
従って、投射物の的外れが判定され、投射物の軌跡が判定され、投射物のクラス または投射物それ事態が判定されて、投射物の発射位置の大体の位置が判定可能 となる。この判定情報により、例えば、関心事の投射物があらかじめ知られてい ない速度および方向のものである戦争状態においてさえも、戦車の司令官は効果 的に投射物の発射地点に向けて応射を指示することができる。
したがって、端的に言えば、本発明は速度および方向が知られていない超音速投 射物の軌跡を判定するための装置を提供している。本装置においては、少なくと も間隔を開けて設けられているセンサが、近傍を通過する超音速投射物により出 された衝撃波と遭遇するようになっている。また、センサは、衝撃波に応じた信 号を出すこともでき、その信号は、各センサから衝撃波源への単位照準ベクトル の方位角および仰角に関連している。各センサから衝撃波源への単位照準ベクト ルの方位角および仰角を前記信号から計算するための手段が設けられている。
3つの各センサの単位照準ベクトルから、投射物の局部的な軌跡の方位角および 仰角を計算するための手段も設けられている。
同様に、速度および方向が知られていない超音速投射物の軌跡を判定するための 方法が提供されている。当該方法においては、少なくとも3つの間隔を開けて設 けられたセンサが設けられ、そのセンサは、近くを通過する超音速投射物により 生じる衝撃波と遭遇するようになっている。センサは、衝撃波に応じた信号を出 すようにもなっていて、その信号は、各センサから衝撃波源への単位照準ベクト ルの方位角および仰角に関連している。各センサから衝撃波源への単位照準ベク トルの方位角および仰角は、信号より計算される。3つの各センナの単位照準ベ クトルから、投射物の局部的な軌跡の方位角および仰角を計算する。
図面の簡単な説明 図1は、超音速投射物により作られる音響的障害を図示したものである。
図2は、超音速投射物により作られる主要な周知の障害を図示したものである。
図3は、通過する衝撃波と遭遇する音響変換器から出される信号のオシロスコー プ跡を示したものである。
図4Aは、3つの間隔を開けて設けられているセンサから出されるベクトルから 、投射物の軌跡が計算でまる方法を図示したものである。
図4Bは、図4Aのベクトルの一部を取り出したものである。
図5は、通過する超音速投射物の軌跡に対するベクトルを計算するための方法を 図示したものである。
図6は、適切なセンサの構成を示したものである。
図7は、適切な装置の構成を示したものである。
図8は、投射物の軌跡が本発明の3つのセンサのうちの2つに対して平行である 場合の計算のための特別な状況を図示したものである。
図9は、衝撃波が遭遇通過する間に、本発明のセンサにより出される信号の理想 状態を図示したものである。
図10は、本発明のセンサの戦闘車両への配置を図示するとともに、併せて通過 する投射物を図示したものである。
図11は、図10と同様なものを図示しているが、戦闘車両がヘリコプタである 。
図12は、小火器、すなわちライフルにおける本発明のセンサの使用を図示して いる。
図13は、ライフルへの本発明のセンサの他の配設を示している。
図14は、携帯装置に配設された本発明のセンサを示している。
発明を実施するための最良の形態 本装置および方法の詳細を考察する前に、本発明が作用するための仮説の説明を 先ず行うが、本願出願人は当該理論に拘束されるものではない。
周知のように、超音速投射物が大気中を進行する時には、連続した衝撃擾乱が発 生する。投射物が、前部すなわち先端または突端を有する弾道投射物である場合 には、このような擾乱は明瞭である。前部からの擾乱が主衝撃波であって、当該 主衝撃波の明確な前縁は、主衝撃波面と呼ばれている。
衝撃波は、図1に図示されているように、当該衝撃波面に対して垂直に音の早さ で伝わっていく。衝撃角度5in(θ)1は、以下のように、音速v8を投射物 速度Vで割ることにより与えられる。
5in(θ)=V5/V (1) 図2は、実際の投射物、衝撃擾乱およびその通過跡のシュリーレン写真を図示し たものである。図から理解されるように、投射物の前部からであるが通常は突端 から出る主衝撃波により形成される主衝撃波面に、極めてはっきりとした境界線 が現れる。この境界線の始まりは、きまって長さ1〜1oの分子平均自由行程と なるので非常に明確である。この衝撃波面は、例えばセンサーで測定すると、非 常に急激な圧力上昇を示し、その急激な圧力上昇はサブナノセカンド程度であ投 射物の基部の角部より出ているとともに主衝撃波面とほぼ平行な線は、周辺密度 線と呼ばれているが、実際には円錐状である。この線は、周辺空気圧と基本的に 同じである等圧線の位置を表している。一部において、弱い衝撃波2oが、主衝 撃波面の背後であって、かつ、周辺密度線の前方において、投射物に沿って発生 している。周辺密度線の背後であって、弛緩衝撃波面に接近して、僅かながらに 従衝撃波も発生していて、その地点において、それらの波は投射物の後流22内 に入り込んでいる。
これらの衝撃波および波面の作用状態は、図3で示されているようなオシログラ フ図から理解される。その線は、M−16型ライフルより発射された5、56m m銃弾により作り出された衝撃波による弾道マイクロフォンに掛かる圧力の測定 値である。A点において、周辺圧力より高い初期値に迄上昇する急激な圧力増が 認められ、主衝撃波の衝撃波面の通過を示している。銃弾がマクロフォンを通過 すると、圧力がB点の周辺圧力以下に落ち込み、周辺密度線を示している。弛緩 衝撃波面および後流の圧力は、C点で示されている。
種々の衝撃波の速度は、波が伝搬するガスの濃度を左右する。圧力、すなわち濃 度が、周辺密度線の前側において周辺圧力よりも高い場合には、周辺密度線と主 衝撃波面との間の領域(図2参照)での衝撃波は、主衝撃波面からの波よりも早 く進行し、ついには、その主衝撃波面に追い付く。その一方で、周辺密度線と弛 緩衝撃波面との間で発生する衝撃波は、低い圧力すなわち濃度間を進行し、主衝 撃波面からの波よりもゆっくりと伝わるので、C点で従後流に落ち込む。
以上の観点より、投射物の基部から出る周辺密度線は、投射物の長さを図3の軌 跡から推定するのに十分であることを示している。例えば、クロノグラフ判定装 置では、試験用銃弾の速度は、およそ3.150 ft/seeだった。このこ とは、衝撃円錐角度である5in(θ)は、1.050/3.150、すなわち θは、19.5°になる(式1参照)。銃弾のおよその長さLBは、以下の式で 表される。
LB =V、t/5in(θ) = Vt (2)なお、tは図2の主衝撃波面 と直交する線に沿ったA点とB点と間の時間であって、■は投射物の速度である 。図2における各区切りは4.1マイクロセカンドだから、時間にしておよそ1 6,4マイクロセカンドとなり、0.62インチの長さとなる。
5.56mm銃弾の実際の長さは、0.678インチである。
独立したセンサを起動させる衝撃波を起こすのは、衝撃波の衝撃波面が伝わる法 線である。最初は、独立したセンサを起動させる円錐衝撃波の一部は平面波であ ると仮定されるが、このことは、衝撃波がセンサから適当な距離を開けて通過す る投射物より出されているとすれば、合理的な推測である。例えば、銃弾の軌跡 が3インチセンサから1フイートのところを通過しているならば、この仮定は1 度よりも小さいエラーを引き起こす。このエラーは、センサから銃弾までの距離 が増えるにつれて急激に減る。しかしながら、投射物がセンサの近くを通過する と、平面波であるとの仮定は許容できないようなエラーを招き、一度、的外れは センサに近いものであると判定されると、反復計算が行われて衝撃波の形状が修 正されるようになっている。
同様の長さおよび方向を与えている。当該平面の上方であって、平面に対する空 間的位置が解っていないところに、速度が判っていない投射物の軌跡がある。以 下に詳述するように、各センサの照準ベクトルは各センサにより決定されている 。
当然のことながら、照準ベクトルは方位性のみを有し、大きさく本件の場合は長 さ)は有しておらず、従って、単位照準ベクトルと呼ばれている。よって、これ らの単位照準ベクトルは、空間内に3つの異なる点の集まりを構成し、結果とし て、可能性のある軌跡の集まりを構成する。すなわち、もつとないと、これらの 単位照準ベクトルは役に立たない。
しかしながら先にも簡単に触れたが、驚いたことに、各単位照準ベクトルは、衝 撃波の元となる投射物が所定速度にあるときに、同じ角度になることが判った( つまりは、軌跡)。この発見によって、各単位照準ベクトルの大きさく長さ)を 計算することが可能となり、大きさを決定することで、単位照準ベクトルが全照 準ベクトル(方向および大きさを示すもの)となり、図4に示すような全照準ペ クトあった。そのような全照準ベクトルが決定されると、図4に示されているよ うに、各全照準ベクトルは空間の唯1点に収束され、各全照準ベクトルからの空 間内の3点が、はとんど全ての場合において、投射物の実際の軌跡を作り出す。
まず最初に実測の手掛かりとなるのは、単位照準ベクトルが丁度cos(Φ)で ある軌跡ベクトルdのベクトル内積であって、ここにおいて、Φ=θ+90″( θ(4,4) cos(Φ)=sin(θ)となるので、これらのベクトル内積 は単にVS/Vと等しくなる。図4Bより、式(4,3)は、以下のようになる 。
式(4,5)から式(4,7)までを、式(4,8)から式(4,10)に置き 換えて、ベクトル内積を行うと以下のようになる。
(4,13) −1E21+IE)□3・↑2+lL3+↑2・↑3あるいは、 以下のようになる。
さらに簡単にすると、以下のような式の組みが引き出される。
(4,18) IE、l+IE31=I513・(↑r 13)/(1−↑1・ ↑3) = KI3なお、ここにおいてKは、定数である。
式(4,17)から(4,19)の中央の項は、各センサから軌跡まで、および センサの既知の位置からの単位照準ベクトルの方位角や仰角から算出した数量を 含んでいる。
従って、センサが「照Jを一度合わせると、定数にのに1゜、K13およびに2 3が設定される。よって、[1、′L2および[3の大きさをめることは、定数 にの面から見れば簡単なことである。
1.1□および13は、各センサの信号から算出された方位角および仰角から決 定される。
これらのベクトルLのうち2つだけが、はとんどの場合において局部的な軌跡ぶ ことが判る。これにより、式(4,3)のベクトル内積は成立し、V、/Vの値 がまる。音速の想定が出来れば、あるいは測定が出来れば、投射物の速度を計算 することが可能となる。
先に述べたように、それぞれが単位照準ベクトルの方位角および仰角に関する信 号を出して入衝撃波の法線方向の方位角および仰角を決定することができる少な くとも3つのセンサを用いることにより、軌跡および投射物速度の解決策がまる 。
上記のものを現実に使用する場合、および優良な実施例として、三角形、すなわ ち正三角形、の頂点に3つの圧力検出変換器(3つのそのような変換器により1 つのセンサを構成している)を配置することにより請求める信号が出される。こ れらの信号は、衝撃波面が第1の変換器を起動する(以下、ヒントと称す)時と 第2の変換器をヒツトする時との時間的相違(1F)、第1にヒツトされた変換 器および最後にヒツトされた変換器間の時間差(t、)、第1にヒツトされた変 換器の照合、および第2にヒツトされた変換器の照合、といったものを含む測定 を可能としている。
図5に示されているように、変換器3に原点が置かれている。平面衝撃波は、最 初に変換器l、2番目に変換器2、そして最後に変換器3をヒツトすると仮定す る。この順序の変更は座標の回転を必要とし、正しいフォードラント内に方位角 および仰角を向けるようになっている。平面波が変換器1を起動したその時に幾 何学的配置が「凍結」されるならば、時間tFは、平面波が変換器2からS2ミ t(V、であって変換器3からS3ミt LV、であることを意味する。このこ とは、図5に図示されているように、入平面波との線S3の交点におけるx、y および2座標を決めることにより達成される。
変換器が正三角形に配設されているので、本実施例では以下のような結果となる 。
(4,31) X ” S 3 (S 2 S 3)/ S(4,32) y  = −(S2S3+S3”)/(S(3)”勺(4,33) Z ” [(S3 ”(S2(S3 32)2)/S” y2] l/2ここにおいて、Sは各変換 器間の距離である。当然、他の三角形状配置が取られたならば、Sはx、y、お よび2に対して同じではない。
入平面波に対する法線ベクトルの方位角φおよび仰角φは、以下で与えられる。
(4,34) tb = t a n−1(y/x)(4,35) ψ ==  tan−’(z/(x2+72)17勺投射物の確認、例えば少なくとも外径も 上記により得られる。既に述べたように、式の最初の解は、投射物の局部軌跡お よび速度を、すなわち、図4Aおよび4Bにおいて示されているベクトルにより 与える。また、既に論じたように、投射物、例えば、上述した5、56mm銃弾 のものの長さを決定することができる。
的外れを標準にした場合には、衝撃波の初期の大きさは質量に関連する。これら の3つの断片的情報、すなわち標準化された大きさ、速度および投射物長さは、 少なくとも可能性が限定されている段階内において、投射物の確認を導きだすの に十分である。
この点に関し、世界中で作られているほとんどの軍用投射物の寸法、飛行力学お よび波の発生が知られているか、あるいは確認可能である。投射物の長さが決定 されれば、その投射物は明確なりラスに入る。主衝撃波面の大きさに関連する主 衝撃波の初期の大きさは、投射物の質量を決定するとともに、当該クラスのサブ クラスに投射物を入れる。そして、速度は、投射物を特別な投射物か、あるいは 少なくとも投射物のサブクラスかに分ける。例えば、判定した投射物の長さは、 小火器による射撃なのか大火器による射撃なのかを区別して、例えば、大火器に よる射撃を、大体の長さを有するそのような射撃の明確なグループまたはクラス 内に位置づける。衝撃波の最初の大きさは、投射物の質量に関係していて、投射 物の長さに関係付けて大体の径を決定している。長さおよび径が、投射物のより 限定されたグループまたはサブクラスを決めている。速度が、更に投射物のより 限定されたグループを決め、長さと径とがあれば、十分に具体的な投射物を決定 することができる。
そのような確認は、全体軌跡を決定することにだけに有効なのではなく、以下に 述べるように、敵方と味方の砲火を区別するということに最も役立ち、味方の砲 火が味方の部隊に向けられるという戦場での事故を避けるようにしている。
投射物の確認がなされると、投射物の速度減率および具体的な質量が、知得され ているデータおよび確認されたデータから確認できる。これら2つの断片的情報 は、投射物の軌跡の起源(投射物の的外れを考慮にいれる)を逆算するのに十分 なデータとなる。このことは、標準的な発射制御アルゴリズムにより達成される 。
温度や気擦等の他の周囲の情報は、そのような計算の精度を高めるうえで必要に 応じて用いてもよい。最終的に、具体的な投射物の明確な確認が得られなくとも 、クラスの確認により一般的な速度減率を出すことはできるので、原点(pai nt−of−origin)計算におけるほんの僅かな間違いに終わる。
図6には、優良なセンサの典型的な具体例が示されているが、センサは、以上に 述べたような、および以下に詳述するような要求と一致すればどんな形状であっ てもよい。図6に示されている例においては、各変換器60.61および62( 3つは図6内に図示されている)は、(以下で詳述する)支持材63に取付けら れている。変換器は、衝撃波が変換器と出会うことにより作り出される変換器に 与える圧力に応じた信号を生成することができればどんな音響変換器であっても よい。変換器は、光信号、音響信号、電気信号その他の信号を出すものであれば 良いが、この場合には、経済的にみて圧電結晶が最適である。例えば、図6に図 示されている変換器は、電気セラミックス製のそのような圧電水晶振動子であっ て、必要とされるいかなる形状であってもよいが、厚さ0.125インチ、直径 1インチのものとする。水晶振動子の表面が、「スコッチ・ブライト(Scot chBrite) J等の研磨材で仕上げられた後、ワイヤ64が水晶振動子の 各端部にはんだ付けされている。各水晶振動子の極性は、以下に述べるように、 水晶振動子への各入力は探知電子に向かうという同じ極性を有していることが知 られている。
明確な出力電圧が、衝撃波による水晶振動子へ圧力が掛かつている間に発生して いる。水晶振動子は、シリコンをベースにした接着剤等で支持材63に接着され ていて、好ましくは、支持材は、従来からの緩衝材、例えば「イソダンプ(Is odamp) Jが良い。この材料は、音を弱める特性を有しており、以下に詳 述するように有用である。各変換水晶振動子は、図4Aおよび4Bでも触れたよ うに、支持材63上で周知の幾何学的に、例えば1辺が3インチの正三角形状に 配置されているが、いかなる周知の幾何学的であっても、また、水晶振動子間距 離がどれだけあってもよい。しかしながら、前述したように、正三角形が計算を 簡単にし、よって優良な実施例となる。
3つの各変換器60.61および62から2つづつの6本のワイヤ64が、図7 に示すようにデータ収集モジュールに入力されていて、1つのデータ収集モジュ ールに対して1変換器となっている。これらのモジュールは、どの変換器が主衝 撃波でヒツトされたのかを判定し、好ましくはその主衝撃波により、どの変換器 がその衝撃波により2番目にヒツトされたのかを判定して、最初のヒツトと最後 のヒツトとの間の時間も判定する。この情報は、上述したように必要とされる計 算を行うために、図7でも図示されているように、必要とされる電源を備えた並 列−直列アダプタへの並列ボートマルチプレクサ等の従来装置によってコンピュ ータに送られる。例えば、この装置は、12の8−ビットパラレルの入力ポート および各スイッチを有する一方で、単一の8−ビットパラレルの出力ポートを備 えるようにしてもよい。出力は、並列−直列アダプタを介してコンピュータに送 られる。センサを除く本装置の構成全てが、経済的に可能であり、当該技術分野 において良く知られている。よって、これ以上の説明は必要ない。
一度コンピュータの中に入ると、データは上述の計算に使用され、データを各セ ンサの変換器のための方位角および仰角情報に変換するようになっている。さら に、上述したように、少なくとも3つのセンサがあって、上述したのと同様な構 成が各センサに適用されている。コンピュータは、上述したように、各センサか らデータを取り込んで、各センサから出された全照準ベクトルの方位角および仰 角のための数学的計算を行う。例えば、図6に示されている構成においては、ベ クトルの元は、図4で示されているように、投射物軌跡方向に延出する変換器の 全照準ベクトルを存する3つの変換器の中央位置66である。その計算により、 センサの近傍における投射物の局部軌跡の位置、方位角および仰角、さらには、 投射物の速度が得られる。
上述のような発明の有用な実施例がある一方で、衝撃波が少なくとも3つのセン サの各変換器を起動した場合の時間を判定する他の手段の使用は可能であり、そ れには、衝撃波がセンサの各変換器を起動した場合の時間を判定するように幾つ かの手段が設けられている必要がある。明らかに、それは具体的な手段ではない が、本発明にとっては重要であるそれらの手段による時間の判定である。
なお、投射物の軌跡の方位角および仰角を判定された時間から計算するためのど んな手段の使用も可能である。図7に示されている構成ならば十分であって、優 良な実施例であるが、そのような計算を行うための他の構成の使用も可能である 。
同様にして、投射物の軌跡の方位角および仰角を計算するためにコンピュータが 使用されるが、一般的な数学的解法によって計算されてもよい。しかしながら、 大抵の場合あまりにも遅すぎ、戦争状態ではなおさらである。従って、そのよう な計算にはコンピュータが通常使用される。
また、特に戦争状態では、非常に多くの音響波が出ている。よって、他の音響波 を起こす周辺戦闘音と、通過投射物により作り出される関心事の衝撃波とを区別 することができる装置であることが重要である。従って、センサは、通過投射物 により出される衝撃波に対して敏感でなければならず、また、上述したように、 いくつかの情報が周辺密度線から得られるので、センサは周辺密度線に対して敏 感でなければならず、それによって、投射物の長さを計算するための手段を提供 している。その一方で、センサおよび/または附帯装置は、通過投射物の衝撃波 と、周辺戦闘音との区別をつけなければならない。
従来の手段は、そのような感度を出せる。変換器またはデータ収集モジュールま たはコンピュータは、変換器で作られた信号がコンピュータにだけ受け取られる のが、例えばサブナノセカンドの範囲で通過する投射物の衝撃波面と一致する昇 時間を、周辺戦闘音の非常に長い昇時間に対抗するようにそれらの信号が有する 時となるようになっていてもよい。あるいは、通過する投射物の衝撃波面に対し て敏感であって沸立つ周辺戦闘音に対して反応しない個別のセンサを、センサか らコンピュータへの信号の配信または伝送中断を行うためのゲートとして用いて もよい。
先の内容からも分かるように、また、背景技術の欄で述べた従来技術と直接的に 対向するように、センサの変換器間またはセンナ間の「混線jは、ここにおいて 、出来るだけ小さくすべきである。すなわち、従来技術とは反対に、本変換器/ センサは、互いに実質的音響的に分離されているべきである。図6において図示 され、かつ、図6との関係で述べられているように、変換器の支持材は、従来か らのイソダンプ等の音響緩衝材である。支持材が、例えば、戦車上に取付けられ ている場合には、音響緩衝材は、3つの変換器の組みを互いに分離しているとと もに、戦車自体からも離している。あるいは、変換器間またはセンサ間の「混線 」は、入衝撃波以外からの音響衝撃エネルギーを生じさせるだけではなく、変換 器における圧力上昇を分散して、衝撃波と周辺戦闘音との区別を不可能にしてい る。
図8に図示されているように、例えば通常の検出面内に配置された少なくとも3 つのセンサ80.81および82は、投射物87の軌跡86への少なくとも3つ の全照準ベクトルを作り出すのに必要であり、投射物87は衝撃波88を出して いる。しかしながら、図8に示されているように、機会は少ないが、2つのセン サ線に平行な軌跡上で、投射物が2つのセンサを通過することはある。そのよう な場合、上述のような軌跡の解法は無理である。実例として、上記の数学的分析 において、12・↑3=1とする。この場合、1□および13だけが平行または 等しくなる。すなわち、センサ81および82が、軌跡ではなくてセンサ80が その平面に無い時に同一平面内に入る。よって、上記の式(4,19)は用いら れず、2つの式が未知のものとして残される。しかしながら、センサ81および 82における最初の到着時間(Δt1□)の差に関する情報を用いることにより 、以下の関係が成り立つ。
従来は、信号がセンサ82よりも先にセンサ81に到達すると、Δt13が明確 と式(4,25)および(4,26)を等式化して、内積を出すと、項を再編す ると、 式(4,17)よりIll、11−−IL2I+に1□であることを用いて、式 (4,27)に代入して、+1−2+について解くと、 再度、式(4,17)および(4,18)を用いて、以上のようにして、全照準 ベクトルの大きさが式(4,28)から(4,30)により計算でめられ、これ らのベクトルの単位方向はセンサ出力である。このような解決可能な悪化した事 態は、投射物が3つの全てのセンサ面内、および、3つのセンサで占められる領 域の外側(殆ど起こりそうもない)にある場合を除き、3つのセンサがあらゆる 事態での軌跡および速度を出すという密接な関係を示している。同一平面にない 4つのセンサによるシステムならば、その内の少なくとも1つを軌跡の面内に置 かないで、3つのセンサを使用することにより、全ての場合で解決することがで きようになっている。
察知されるように、一平面内に3つのセンサを配設することは、全ての軍事的用 途に対して実行性がなく、軍事的用途においては、戦闘器材の一部分を接近通過 する投射物の衝撃波が、戦車等の砲塔等の戦闘器材により、1つ以上のセンサか らいくらか遮断されている。したがって、そのような用途においては、3つ以上 の複数のものが設けられ、軌跡の方位角および仰角を計算するために、複数のセ ンサから少なくとも3つを選択するための手段が設けられる。例えば、複数のセ ンサが使用されていて、データが各変換器および/またはセンサのための各デー タ収集モジュールに取込まれても、コンピュータは3つの選択されたセンサから でのみ計算を行う。そのような選択は、変換器および/またはセンサにより出さ れた信号の明瞭さ、または昇時間に関してコンピュータによって行われるか、あ るいは識別手段のような池のものによって行われる。
図9に図示したように、理想のかたちではあるが、識別手段は、時間単位1(図 で示すためだけの任意の単位)で示されているように、サブナノセカンド以下の 範囲でピークに昇りつめる第1の衝撃波を有していない全ての信号を除いている 。
あるいは、全ての戦争用投射物が規定長さ範囲内での長さを有しているのならば 、規定時間(図9における任意の時間単位の1〜2.5)内で、周辺密度線から 昇圧して元に戻らないような信号は除かれる。あるいは、どんな投射物でも航跡 があるので、周辺密度線以下には落ちないで周辺密度線より高くなるような信号 は、どんなものでも除外される。他の基準の適用は可能である。
したがって、コンピュータは全てのセンサを詳細に調べ、計算上そのような規定 の基準に合わないような信号を除去している。基準に合致するそれらのセンサに より、先の線に沿った第2または第3あるいは他の基準の組が、計算上受は取る 信号を3または4あるいはそれ程度のセンサだけに絞りこみ、例えば3つのセン サ信号だけが計算のために受取られている。
以上のように、センサから送られる信号は、衝撃波の昇圧に比例するどんな信号 、例えば、音による信号、光による信号、電気による信号等であってもよいこと がわかる。同様に、センサは、そのような比例信号をだすものとする。
先にも述べたように、センサの優良な実施例では、各センサは、3つの間を開け て設けられた、好ましくは同一平面上に設けられる変換器を有するところにある 。しかしながら以上の内容から理解できるように、センサは、必要とされる単位 照準ベクトルまたは単位照準ベクトルを算出することができる信号を出すように なっている限り、それからどのような必要とされる形状を採っていてもよい。
例えば、たくさんの変換器を半円の表面へ、単位照準ベクトルの元である半円の 中心に取付けてもよい。どの変換器が最初に衝撃波によりヒツトされたかを検知 することにより、元への最初にヒツトされた変換器の位置が、単位照準ベクトル となる。内部的に単位照準ベクトルを作りだす水晶振動子を用いたり、他のセン サであってもよい。
軍事的な使用においては、センサは近い距離であったり、ある程度離れていたり する。例えば、ライフルに用いられるならば、センサは少なくとも1cm離れて いなければならないが、一般的には、センサは少なくとも3cm離し、大抵は、 センサは少なくとも100cm離すのが好ましく、そうでない場合には、3つ以 上の多くのセンサが使用されている状況では、選択されたセンサが少なくとも1 00cm離れているようにする。中央戦場検知ユニットならば、センサは少なけ れば200cm離れていたり、30メ一トル離れているようなこともある。
以上の例として、図10には、センサが戦車に取付けられ、そのような複数のセ ンサが戦車の回りに配置されている本発明の適用例が示されている。たくさんの そのようなセンサのそのような配置をとると、投射物が例えどのような角度また は方角で戦車を通過しようとも、少なくとも3つのセンサが、衝撃波の時間およ びラップタイムを正確に計ることのできる位置にあることがわかる。以上に述べ たように選択された基準における複数のセンナのうち、3つ、またはそれ以上の センサが、通過する投射物の軌跡の方位角および仰角を計算するために選択され る。上述の計算を行うことにより、戦車の指揮官は応射を行うことができる。
更に、そのような計算は戦車の指揮官に検知装置、例えば、IR検知器(狭い視 野をもったもの)を砲火の方向に向けるとともに、その方向、例えば戦車にむけ ることが出来るようにしている。
図11は、戦闘器材の異なる部材が図示されていて、3つのセンサがへリコプタ のリアストラットに取付けられている。そのようなリアストラットは、投射物が 例えどのような角度または方角でセンサを通過しようとも、基本的に正確に投射 物の軌跡を決定するような位置にある。
図12は、ライフルに設けられた3つのセンサ120.121および122を適 切なデータ処理ユニット123とともに開示していて、音響信号処理ユニット( ASPU)と称されている。センサの内の1つは、ライフルの銃身124に設け られているが、2つのセンサは格納可能なセンサアーム125および126に設 けられている。これにより、センサは、小火器のような投射物の方向を決めるこ とができる。
図13は許容可能であるが、図12とは対称的なあまり望ましくない実施例を示 していて、3つの全てのセンサ130.131および132がライフルの銃身1 33に設けられている。当然のことながら、投射物がセンサ線に沿って、あるい はそのセンサ線の非常に近くを来るようならば、データ処理ユニット134(A SPU)による今のような計算はできない。
図14は携帯ユニッ+が用いられた他の適用例を示していて、例えば、分隊少佐 が向かってくる砲火の方向を決定できるようにセンサ140.141および14 2が設けられている。
センサの組み付は構成は、センサを置く実際上の利用を考慮しながら、センサが 置かれる具体的な戦闘器材に依存している。センサがモータ駆動する車両に取付 けられる図10に示した戦車のような場合には、センサは車両の表面に取付けら れ、標準的な高履歴衝撃遮断技術および材料によって、車両の出す騒音から物理 的に離されていなければならない。(図示しない)配線ハーネスは戦車内部に戦 車の弱い位置で通され、センサで出された信号を音響信号処理ユニット(ASP U)(図10には図示しない)に送っている。ASPUは、上述したように、必 要とされる従来からのタイミング回路、識別回路、および投射物の軌跡、距離違 いおよび発射源の位置をめるためのコンピュタ−アルゴリズムを備えている。そ のASPUは、先に述べたように、本発明により得られた情報を敵味方の通常の 軌跡とを比較する弾道データペースも有している。
図12および13に図示されているASPUは、戦車に取り付けられているAS PUと同じまたは簡易型である。例えば、図12および13のASPUは、投射 物軌跡の方位角および仰角を示すような簡単なものであればよく、投射物が破裂 弾か、あるいは小火器であるかの表示が出来ればよい。
すなわち、本発明は非常に正確で、かつ容易に達成可能な、投射物の軌跡を決定 するための手段および方法を提供するものである。本装置は、経済性があって、 かつ、幅広く活用できるような様々な形態に組み立てられるような構成を採って いる。本装置は、組み立てるのに相対的に高価でなく、また操作は簡単であり、 戦争状態には必要なことである。従って、本発明は、当該技術において多大なる 進歩をもたらしている。
以上のような発明によれば、本発明は、具体例、上述の具体的説明を趣えて様々 に適用されることは明らかでり、それらのものは、以下の特許請求の範囲の概念 および領域に含まれるものである。
図1 図2 図3 図4A 図8 図9 (81)指定国 EP(AT、BE、CH,DE。
DK、ES、FR,GB、GR,IE、IT、LU、MC,NL、PT、SE) 、0A(BF、BJ、CF、CG、CI、CM、GA、GN、ML、MR,SN 、TD。
TG)、AT、AU、BB、BG、BR,CA、CH。
CZ、DE、DK、ES、FI、GB、HU、JP、KP、KR,LK、LU、 MG、MN、MW、NL、N。
、NZ、PL、PT、R○、RU、SD、SE、SK。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.速度および方向が知られていない超音速投射物の軌跡を判定するための装置 であって、 (1)近くを通過する超音速投射物により生じる衝撃波と遭遇するとともに、そ の衝撃波に応じた信号を出す少なくとも3つの間隔を開けて設けられ、当該信号 は、各センサから衝撃波源への単位照準ベクトルの方位角および仰角に関連して いるようなセンサと、(2)各センサから衝撃波源への単位照準ベクトルの方位 角および仰角を前記信号から計算するための手段と、 (3)3つの各センサの単位照準ベクトルから、投射物の局部的な軌跡の方位角 および仰角を計算するための手段と、を備えることを特徴とする装置。 2.請求の範囲1の装置において、センサが、投射物によって伝搬される衝撃波 を検出可能であることを特徴とする装置。 3.請求の範囲2の装置が、センサの変換器を通過する衝撃波の時間的推移を測 定する手段を含むことを特徴とする装置。 4.請求の範囲3の装置が、変換器を通過するときの衝撃波の時間的推移におけ る差違を測定する手段を含むことを特徴とする装置。 5.請求の範囲4の装置において、変換器が衝撃波の衝撃波面を検出可能である ことを特徴とする装置。 6.請求の範囲1の装置において、センサが、衝撃波および周辺密度線を検出す るとともに、衝撃波通過の時間的推移およびセンサを越える周辺密度線から投射 物の長さを計算するための手段が設けられていることを特徴とする装置。 7.請求の範囲2の装置において、各センサには3つの変換器があることを特徴 とする装置。 8.請求の範囲7の装置において、変換器が正三角形に配置されていることを特 徴とする装置。 9.請求の範囲1の装置において、少なくとも3つのセンサが三角形を構成する ように配置されていることを特徴とする装置。 10.請求の範囲1の装置において、3つ以上の複数のセンサがあり、複数のセ ンサから少なくとも3つのセンサを選択するような手段が設けられて、投射物の 局部的な軌跡の方位角および仰角が計算されるようになっていることを特徴とす る装置。 11.請求の範囲2の装置において、センサの変換器は、少なくとも3cmの間 隔を開けて設けられていることを特徴とする装置。 12.請求の範囲11の装置において、センサは、少なくとも200cm、最大 で30メートルの間隔を開けて設けられていることを特徴とする装置。 13.請求の範囲1の装置において、センサは、互いに実質的音響的に隔絶され ていることを特徴とする装置。 14.請求の範囲2の装置において、変換器は、互いに実質的音響的に隔絶され ていることを特徴とする装置。 15.請求の範囲1の装置において、センサは、モータ駆動する車両、小銃、ラ イフルまたは携帯基地に取付けられることを特徴とする装置。 16.請求の範囲15の装置において、センサは、戦車に取付けられていること を特徴とする装置。 17.請求の範囲2の装置において、変換機は、圧電水晶振動子であることを特 徴とする装置。 18.請求の範囲17の装置において、水晶振動子は、音響緩衝材上に取付けら れることを特徴とする装置。 19.速度および方向が知られていない超音速投射物の軌跡を判定するための方 法であって、 (1)近くを通過する超音速投射物により生じる衝撃波と遭遇するとともに、そ の衝撃波に応じた信号を出す少なくとも3つの間隔を開けて設けられ、当該信号 は、各センサから衝撃波源への単位照準ベクトルの方位角および仰角に関連して いるような少なくとも3つの間隔を開けて設けられているセンサを備え、 (2)各センサから衝撃波源への単位照準ベクトルの方位角および仰角を前記信 号から計算し、 (3)3つの各センサの単位照準ベクトルから、投射物の局部的な軌跡の方位角 および仰角を計算する、ことを特徴とする方法。 20.請求の範囲19の方法において、センサが、投射物によって伝搬される衝 撃波を検出可能である変換器を有することを特徴とする方法。 21.請求の範囲20の方法が、センサの変換器を通過する衝撃波の時間的推移 を測定することを含むことを特徴とする方法。 22.請求の範囲21の方法が、変換器を通過するときの衝撃波の時間的推移に おける差違を測定することを含むことを特徴とする方法。 23.請求の範囲22の方法において、変換器が衝撃波の衝撃波面を検出可能で あることを特徴とする方法。 24.請求の範囲19の方法において、センサが、衝撃波および周辺密度線を検 出するとともに、衝撃波通過の時間的推移およびセンサを越える周辺密度線から 投射物の長さを計算することを特徴とする方法。 25.請求の範囲20の方法において、各センサには3つの変換器があることを 特徴とする方法。 26.請求の範囲25の方法において、変換器が正三角形に配置されていること を特徴とする方法。 27.請求の範囲19の方法において、少なくとも3つのセンサが三角形を構成 するように配置されていることを特徴とする方法。 28.請求の範囲19の方法において、3つ以上の複数のセンサがあり、複数の センサから少なくとも3つのセンサを選択して、投射物の局部的な軌跡の方位角 および仰角が計算されるようになっていることを特徴とする方法。 29.請求の範囲20の方法において、センサの変換器は、少なくとも3cmの 間隔を開けて設けられていることを特徴とする方法。 30.請求の範囲19の方法において、センサは、互いに実質的音響的に隔絶さ れていることを特徴とする方法。 31.請求の範囲20の方法において、変換器は、互いに実質的音響的に隔絶さ れていることを特徴とする方法。 32.請求の範囲29の方法において、センサは、少なくとも200cm、最大 で30メートルの間隔を開けて設けられていることを特徴とする方法。 33.請求の範囲19の方法において、センサは、モータ駆動する車両、小銃、 ライフルまたは携帯基地に取付けられることを特徴とする方法。 34.請求の範囲33の方法において、センサは、戦車に取付けられていること を特徴とする方法。 35.請求の範囲20の方法において、変換機は、圧電水晶振動子であることを 特徴とする方法。 36.請求の範囲35の方法において、水晶振動子は、音響緩衝材上に取付けら れることを特徴とする方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008510995A (ja) * 2004-08-24 2008-04-10 ビービーエヌ テクノロジーズ コーポレーション 自己較正砲撃体推定
JP2008512650A (ja) * 2004-08-24 2008-04-24 ビービーエヌ テクノロジーズ コーポレーション 砲撃体位置明確化のためのシステムおよび方法
JP2012021821A (ja) * 2010-07-12 2012-02-02 Nec Network & Sensor Systems Ltd 砲撃体検出装置、砲撃体検出方法及び砲撃体検出プログラム

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2720513B1 (fr) * 1994-05-27 1996-08-14 Metravib Sa Procédé et système pour localiser une arme à feu à partir d'une détection acoustique.
US5544129A (en) * 1994-08-30 1996-08-06 Aai Corporation Method and apparatus for determining the general direction of the origin of a projectile
US5638298A (en) * 1995-07-21 1997-06-10 Edwards; David G. Shot-tracking device and method
NO307013B1 (no) * 1995-09-26 2000-01-24 Arve Gustavsen Fremgangsmåte til passiv automatisk posisjonsbestemmelse av snikskytteres våpen ved bruk av prosjektilets sjokkboelge
SE506657C2 (sv) 1996-03-29 1998-01-26 Haakan Appelgren Sätt och anordning vid projektilinmätning
IL118846A (en) * 1996-07-14 2000-07-16 Levanon Nadav Method and apparatus for acoustic monitoring of the trajectory of a supersonic projectile
US6178141B1 (en) 1996-11-20 2001-01-23 Gte Internetworking Incorporated Acoustic counter-sniper system
US5930202A (en) * 1996-11-20 1999-07-27 Gte Internetworking Incorporated Acoustic counter-sniper system
US5781505A (en) * 1997-10-14 1998-07-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy System and method for locating a trajectory and a source of a projectile
US6563763B2 (en) * 2001-04-03 2003-05-13 Aai Corporation Method and system for correcting for curvature in determining the trajectory of a projectile
WO2003027683A2 (en) * 2001-09-28 2003-04-03 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc Aircraft electrostatic discharge test system
EP1461789A4 (en) * 2001-12-10 2010-10-06 Bae Systems Information SENSOR FOR ELECTRIC FIELDS
EP1546758A2 (en) * 2002-09-06 2005-06-29 Inesa Inc. Acoustic method and device for distance measurement
US6697300B1 (en) 2002-09-13 2004-02-24 General Dynamics Advanced Information Systems, Inc. Method and apparatus for determining the positioning of volumetric sensor array lines
US7719428B2 (en) * 2003-01-24 2010-05-18 Shotspotter, Inc. Systems and methods of communications for weapon detection systems
US7750814B2 (en) * 2003-01-24 2010-07-06 Shotspotter, Inc. Highly portable system for acoustic event detection
US7266045B2 (en) * 2004-01-22 2007-09-04 Shotspotter, Inc. Gunshot detection sensor with display
US6925887B1 (en) * 2003-04-17 2005-08-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Blast pressure gauge
US6956523B2 (en) * 2003-06-16 2005-10-18 Veridian Systems Method and apparatus for remotely deriving the velocity vector of an in-flight ballistic projectile
US7126877B2 (en) * 2004-08-24 2006-10-24 Bbn Technologies Corp. System and method for disambiguating shooter locations
US7292501B2 (en) * 2004-08-24 2007-11-06 Bbn Technologies Corp. Compact shooter localization system and method
US7359285B2 (en) * 2005-08-23 2008-04-15 Bbn Technologies Corp. Systems and methods for determining shooter locations with weak muzzle detection
GB0503212D0 (en) * 2005-02-15 2005-11-23 Ultra Electronics Ltd Improvements relating to target direction indication and acoustic pulse analysis
US20070040062A1 (en) * 2005-05-25 2007-02-22 Lau Daniel L Projectile tracking system
KR100653091B1 (ko) * 2005-07-26 2006-12-01 삼성전자주식회사 입체 음향을 이용한 위치 인지 시스템, 시스템에 구비되는송신부, 수신부 및 위치 인지 방법
US8050141B1 (en) * 2008-01-15 2011-11-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Direction finder for incoming gunfire
US9366503B2 (en) * 2008-04-07 2016-06-14 Foster-Miller, Inc. Gunshot detection stabilized turret robot
US8984664B2 (en) * 2008-07-08 2015-03-24 Lawrence Livermore National Security, Llc Helmet blastometer
US8437223B2 (en) * 2008-07-28 2013-05-07 Raytheon Bbn Technologies Corp. System and methods for detecting shooter locations from an aircraft
US20120182834A1 (en) * 2008-10-06 2012-07-19 Bbn Technologies Corp. Wearable shooter localization system
US8111582B2 (en) * 2008-12-05 2012-02-07 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Projectile-detection collars and methods
US8320217B1 (en) 2009-10-01 2012-11-27 Raytheon Bbn Technologies Corp. Systems and methods for disambiguating shooter locations with shockwave-only location
US8861311B2 (en) * 2010-04-23 2014-10-14 Vanderbilt University System and method for estimating projectile trajectory and source location
US8995227B1 (en) 2010-08-15 2015-03-31 Shotspotter, Inc. Systems and methods of processing information regarding weapon fire location using projectile shockwave and muzzle blast times of arrival data
US8408115B2 (en) * 2010-09-20 2013-04-02 Raytheon Bbn Technologies Corp. Systems and methods for an indicator for a weapon sight
US8817577B2 (en) 2011-05-26 2014-08-26 Mahmood R. Azimi-Sadjadi Gunshot locating system and method
RU2522426C2 (ru) * 2011-10-05 2014-07-10 Виктор Леонидович Семенов Способ измерения изменения скорости движения цели по дальности и устройства для его реализации
US9714815B2 (en) 2012-06-19 2017-07-25 Lockheed Martin Corporation Visual disruption network and system, method, and computer program product thereof
US9632168B2 (en) 2012-06-19 2017-04-25 Lockheed Martin Corporation Visual disruption system, method, and computer program product
US9135831B2 (en) * 2013-01-24 2015-09-15 Bryan P. O'Keefe System and method for demonstrating a path of a projectile
US9196041B2 (en) 2013-03-14 2015-11-24 Lockheed Martin Corporation System, method, and computer program product for indicating hostile fire
US9103628B1 (en) 2013-03-14 2015-08-11 Lockheed Martin Corporation System, method, and computer program product for hostile fire strike indication
US9146251B2 (en) 2013-03-14 2015-09-29 Lockheed Martin Corporation System, method, and computer program product for indicating hostile fire
US10191136B2 (en) 2014-08-06 2019-01-29 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Determining miss distance and bullet speed of a burst of bullets
US10054576B2 (en) 2014-08-29 2018-08-21 Tracer Technology Systems Inc. System and device for nearfield gunshot and explosion detection
CA2965666C (en) * 2014-10-24 2023-06-27 Abb Schweiz Ag A hardened inductive device and systems and methods for protecting the inductive device from catastrophic events
RU2610908C2 (ru) * 2015-06-29 2017-02-17 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский военный институт внутренних войск Министерства внутренних дел Российской Федерации" Способ определения местоположения стрелка по звуку выстрела
US10543511B2 (en) 2015-10-07 2020-01-28 Abb Power Grids Switzerland Ag Material coating system and method
RU2642526C1 (ru) * 2017-01-31 2018-01-25 Владимир Иванович Винокуров Способ распознавания разрушения (подрыва) самолета и устройство для его осуществления
EP3514478A1 (en) 2017-12-26 2019-07-24 Aselsan Elektronik Sanayi ve Ticaret Anonim Sirketi A method for acoustic detection of shooter location
GB2575830B (en) 2018-07-24 2022-04-13 Thales Holdings Uk Plc Wake and shockwave gunshot detection
GB2575831B (en) * 2018-07-24 2022-04-13 Thales Holdings Uk Plc Projectile detection
IL295152A (en) 2022-07-27 2024-02-01 Synchrosense Ltd Mobile ultrasonic sling tracking

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3445808A (en) * 1968-04-05 1969-05-20 Us Army Small arms locator
US3656056A (en) * 1969-04-07 1972-04-11 Us Army Bullet hole locator-resistance type
US3585497A (en) * 1969-04-07 1971-06-15 Eugene W Dalzell Jr Bullet hole locator-open circuit type
GB1580253A (en) * 1977-02-21 1980-11-26 Australasian Training Aids Pty Firing range
SE7714913L (sv) * 1977-12-29 1979-06-30 Swedair Ab Forfarande jemte anordning for bestemning av bomavstandet
DE3061871D1 (en) * 1979-05-10 1983-03-17 Australasian Training Aids Pty Projectile locating apparatus
DE3341549A1 (de) * 1983-11-17 1985-05-30 Rhein-Flugzeugbau GmbH, 4050 Mönchengladbach Luftschleppzielanordnung
DE3612352A1 (de) * 1986-02-08 1987-08-13 Rhein Flugzeugbau Gmbh Anordnung zur akustischen erfassung von geschossbahnen und zur ermittlung des kuerzesten abstandes geschoss / ziel
GB8606100D0 (en) * 1986-03-12 1986-04-16 Louis Newmark Plc Position measuring apparatus
SE467550B (sv) * 1990-01-18 1992-08-03 Lasse Kristian Karlsen Indikatoranordning foer bestaemning av projektilers bana
US5025424A (en) * 1990-05-21 1991-06-18 Rohrbaugh George W Shock wave scoring apparatus employing curved rod sensors

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008510995A (ja) * 2004-08-24 2008-04-10 ビービーエヌ テクノロジーズ コーポレーション 自己較正砲撃体推定
JP2008512650A (ja) * 2004-08-24 2008-04-24 ビービーエヌ テクノロジーズ コーポレーション 砲撃体位置明確化のためのシステムおよび方法
JP2011059128A (ja) * 2004-08-24 2011-03-24 Raytheon Bbn Technologies Corp 砲撃体位置明確化のためのシステムおよび方法
JP4662290B2 (ja) * 2004-08-24 2011-03-30 レイセオン ビービーエヌ テクノロジーズ コーポレーション 砲撃体位置明確化のためのシステムおよび方法
JP4812764B2 (ja) * 2004-08-24 2011-11-09 レイセオン ビービーエヌ テクノロジーズ コーポレーション 自己較正砲撃体推定
US8149649B1 (en) 2004-08-24 2012-04-03 Raytheon Bbn Technologies Corp. Self calibrating shooter estimation
JP2012021821A (ja) * 2010-07-12 2012-02-02 Nec Network & Sensor Systems Ltd 砲撃体検出装置、砲撃体検出方法及び砲撃体検出プログラム

Also Published As

Publication number Publication date
AU656504B2 (en) 1995-02-02
WO1993016395A1 (en) 1993-08-19
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CA2128333A1 (en) 1993-08-19
DE69332878T2 (de) 2007-09-06

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