JPS58198699A - 自動弾着観測装置 - Google Patents

自動弾着観測装置

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JPS58198699A
JPS58198699A JP8101582A JP8101582A JPS58198699A JP S58198699 A JPS58198699 A JP S58198699A JP 8101582 A JP8101582 A JP 8101582A JP 8101582 A JP8101582 A JP 8101582A JP S58198699 A JPS58198699 A JP S58198699A
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  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

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】 この発明は、レーダ(主としてペンシル・ビームを有す
るレーダ)を使用しての目標追尾(以後レーダ追尾と略
す。)と、光学センサー(主としてテレビカメラ、又は
赤外線カメラ)と光学信号処理系とを使用しての目標追
尾(以後、光学追尾と略す。)との機能を有するシステ
ムにおいて。
対空目標を追尾している際に、目標の運動を時々刻々算
出して目標の未来位tを予測し、武器としての砲を管制
し目標に対して弾丸を発射しつつ。
目標と弾丸とを追尾することによって、目標と弾丸との
間の誤差を自動的に観測する手段の改良に特徴を有する
自動弾観システムである。
従来、艦載砲を管制し目標に対して弾丸を発射する場合
には、目標の位置ベクトル、速度ベクトル、曲率等を考
慮した弾道計算の結果得られる弾丸の飛行秒時(T11
1be of flight)  の分だけの未来位置
に砲を指向して弾丸を発射する。この場合。
弾丸が目標の命中領域に至る確率は修正されなければ極
めて低くなる。この原因灯、各種の要因か等なると考え
られているが1弾丸が飛行中に目標が予測した軌道を動
くわけでないこと、途中の風の効果が予測できないこと
1弾丸自身の形状の微妙なばらつきや目標追尾誤差や砲
を管制する際の誤差があること2等が主要な要因と考え
られている。この問題を解決する手段として1弾丸の発
射後追尾している目標距離の近傍に弾丸用の距離ゲート
f設けることによって弾丸を追尾し、追尾目標との間の
角度誤差を算出することが必要となってくる。この弾着
観測の1手段として2点拝観万式がある。この方式は第
1図に示す様にレーダと追尾目標を結ぶ線上、追尾目標
距@Hの両all(距離ΔR)に2つの弾丸用距離ゲー
) (BGI及びB10と略す。)′f設けて9弾丸が
BGl  を通過した時に拝観処理の起動がか\す9弾
丸がBGlを通過した時に拝観処理及び角度誤差算出処
理が1回終了するものであった。従って弾丸がBGIか
らB10 K至るtでo時−tg = 2 ΔR/vo
 (VGは目標地点での弾道計算による弾の存速)だけ
は不感時間帯となり2弾丸が連続する場合には連続処理
が不可能である欠点を有していた。近年艦載砲の様な砲
においても自動胞化が進み、さらに発射速度の向上と同
時に発射弾数の向上がはかられている。従って弾丸が連
続する上記の状況が存在してきた。
この発明は、2点拝観万式の上記の欠点を改良して連続
的に拝観処理が可能である様にし、さらに拝観プロセッ
サにより弾ごとのBGI、B10に対する相関処理を行
い、また弾機誤差を統計的に地理し1拝観誤差を表示す
ると共に砲の管制諸元に自動的にフィードバックするこ
とによって2弾丸が目標の命中領域に入る確率を高める
手段に特徴を有する弾着観測システムである。
この発明の詳細について、第2図から第6図までを用い
て説明する。
纂2図において(1)は射撃指揮装置(以後「FC8」
と略す。)の全体ブロック図を示し、(21Fi艦載砲
システム(以後「GUN」と略す。)を示し、+31f
lその他の武器システムを示している。
第2図の(4+は708オペレータ・インターフェース
部でありFClオペレータが操作するためのスイッチ、
ダイアル、表示器等から構成されている。の)はFC8
のレーダ系をILIIllするレーダ・10セッサ部(
以後RDPと略す、)でるfi、(61はFC8全体を
管制する管制計算機であり、信号変換器1IIIを介し
てGUM(2)及び(3)に対して管制データを送出す
る制御を行う。(7)はレーダ系の送信機。
(81Fiマイクロ波立体回路部、(9)はアンテナ部
、lI・はレーダ系の受信機、Qlt;tビデオ分配部
、Uは距離・角度追尾処理S(以後1’−RATUJと
略す。)。
Uは拝観処理部(以後[5rOTJと略す。)、uはム
Go処理部(以後ムGOと略す。)、四はレーダ表示処
理部、叫はレーダ表示器工ある。ま危纂2図の(2)は
光学センサ送受信機、Uは光学信号処理部、@は光学表
示器、である。
第2図においてP08オペレータがオペレータ・インタ
ーフェース(4)を介してIPC8全系を起動した後、
レーダ送信指令信号(至)をレーダ送信機(7)。
RDP(5i、  RATU(116に送る。レーダ送
信機(71fiRAT U B21からの送信ツIJ 
) IJガ信号(至)を畳重て送信を開始し、マイクロ
波立体回路部(atに送信電gasを送り、同時にRA
TUas及び5POT(13に対しては送信トリガ信号
aを送出する。送信電波@はアンテナ部(9)から空間
に放出され目標反射波はアンテナStSで受信し立体回
路部体〉を経由してレーダ受信機部に入力する。レーダ
受信機UはAGCQ4  からの制御信号aにもとすい
て、ビデオ信号、レンジ・ビデオ信号−、エレベー7ヨ
ン娯差ビデオ信号(以wk「Δ元ビデオ信号」と略す。
)(至)、ベアリング誤差ビデオ信号(以vk「ΔBビ
デオ信号」と略す。)B71.?形成しビデオ分配部Q
llに送る。
ビデオ分配部α11は、上記目標ピテオ信号icm@會
Rムチ[1u、  8POT(13,AGCQ41. 
 L/−ダミ示器部(至)へと分配する。後に示す様に
、ビデオ信号は目標を追尾している場合と9弾丸を追尾
している場合とで切換えられた信号となる。
第2図においてオペレータが目標追尾のみを指令してい
る場合には、上記のビデオ信号−−(ロ)に対してRA
TU(1mとムGCα尋 とが作動してレーダ受信機龜
時からの信号は目標ビデオ信号となり、RムTUu K
て目標距離R,エレベーション−走角度ΔE、ベアリン
グ誤差角度ΔBとして検出され。
目標データ(至)としてRD P (5+  に送られ
る。RD P@1は目標データ(至)にもとすいて目標
追尾処理、測的計算を実行し、きらに目標追尾のために
信号変換器−を経由してレーダ・光学系駆動部aυに対
してサーボ駆動!I11御信号@を送受する。レーダ・
光学系駆動部@は、Olに従って、レーダ・アンテナ系
光学センサ系を駆動し、目標をアンテナ軸、光学センナ
軸の中心又は近傍に捉えるようになる。
菖2図においてオペレータが追尾目標に対してGUNの
管制9弾着観測を指令した場合には。
RD P (5) は目標情報1tit−管制計算機(
61に送っていて管制計算機#1GUN(2)管制のた
めの弾道計算を実行している。弾道計算の結果1JRT
P(51に対しても信号(至)(弾丸飛行秒時T2が含
まれる。)として刻々フィードバックされる。オペレー
タが発砲を指令すると、RDP(5jiRATU112
1及び8POTQ3、、戸・1□ に対して発砲信号から時間を数えてT2−2秒後から2
発砲信号の終った時間から数えてT2+2秒後、までの
時間間隔で弾装指令信号(2)を発生し。
RATUU及び8POTQ3に送る。RTU(1211
弾拝観令信号l!lを受けて主追尾/弾追尾切換ゲート
信号−(第5図参IN)を発生しS P OT O3、
A G O(14ニ送る。上記のタイミング信号−に従
って、RATUazit目標のレーダ追尾データ(R,
ムE、ΔB)を検出信号(至)としてRDP(5jに送
J)、  5POTQ3  (,1弾丸のエレベーショ
ン角度誤差信号△EB、ベアリング角度誤差信号ΔBB
 として後に詳述する方式によって検出し、信号−(△
EB、ΔBB)として送り、RDP(51は目標データ
町弾丸データ關として、オペレータ・インターフェース
部(4)及びレーダ表示処理部−へ送りレーダ表示器(
lυに表示する。また8 P OT (:i3 Fi弾
丸レンジ・ビデオ信号@をレーダ表示処理部−へ送り、
レーダ表示器06に目標レンジ・ビデオと交互に表示す
る。
812図で光学センナ(5)、光学信号処理部−がレー
ダ追尾目標を同時に、坤、、捉・追尾している場合には
、光学信号処理S輪は光学追尾データ(Rt。
△”L+’ΔB 1 )をRD P (5+及び管制計
算機(6)に送プ、オペレータ・インターフェース部か
らの指令によって光学追尾データをレーダ追尾データの
代りに使用する。
以下にこの自動弾装システムの特徴であるムG。
O4及び8POTC13について述べる。第3図、第4
図により基本タイミングを示し、第5図、第6図によっ
て動作を示す。
第3図は主要なタイミング関係を示したもので。
(a)tff送信パルス間隔(PH7)を示すもので、
  (b)は通常の目標追尾時の送信パルスと目標反射
波とのタイミング関係を示している。(0)は前述の弾
装指令信号cIlをRAT UO3が受は取った時に作
成する主追尾/弾追尾切換タイミング信号−のタイミン
グを示したものであり、送信PRTについて交互に主追
尾時間1拝観時間が設定される。((1)Vs(e)に
よって作られる目標追尾タイミング、(θ)tj(C)
によって作られる弾丸追尾タイミング、を各々示す。
第4図は、第3図(C)の弾装時間帯において、目標追
尾距離に相当する時間だけ送信パルスから離れた位置を
中心に作られた偉観タイミングを示すものであり、(a
)は主追尾ゲートの中心から±ΔRに相当する時間だ1
離れた位置に拝観ゲー)EGi。
BG7+作るタイミングを示したものである。また(′
b)#′i主追尾レンジ・ビデオ信号に対するAGCタ
イミング・ケートを、 (C)i1弾丸レンジ・ビデオ
信号に対するAGOタイミング・ケートを、さらに@)
は弾丸の角yL畝差信号をサン1リングするための角度
タイミング・ゲートを、各々表わしている、 第5図はムG OO4の内部ブロック図であり、63は
追尾目標に対する主AGOt圧形成囲路、−u拝観AG
O*圧形成回路、θは弾観STO回路。
@はムaC電圧切換回路である。
纂5図において1通常の目標追尾時には、主人〇〇電圧
形成回路匈のみが動作していてレーダ受信@aCtから
送られてくるレンジ・ビデオ信号ニ対してRAT[TQ
2か←送られてくるAGOゲートイa号1411 (こ
の場合に第4図(b)である。)によって距離及びビデ
オ・レベルに対応した王ムGCYL8E)形成して、ム
Go電圧切換回路−へ送る。ムChC電圧切換回路輸で
はオペレータ・インターフェース部(4)からのMGO
電圧とMGC指定がなければ。
−゛ 上記の主AGO電圧がレーダ受信l1l(IIへ
AGO電圧闘として送られる。MGC指定の場合にはM
GC電圧がムGo電圧(43としてレーダ受信機軸へ送
られる。
第5図において、RATUα2からの主追尾/弾追尾切
換タイミング信号@(躯3図(C))が入力する場合に
は、第3図(C)のタイミングで弾観時間帯にけ弾装ム
Go電圧形成回路−が作動する。弾装ムGO電圧形成回
路−は、レーダ受信機からの弾丸のレンジ・ビデオ信号
に対して、  RATUC12から送られてくるAGO
ゲート信号1ll(この場合は第4図(e)である。)
と1外観8TO回路輸から送られてくる外観STC電圧
とから9弾観AGO電圧を形成して、へ〇〇電圧切換回
路−へ送る。AGO電圧切拳回路@ハ、上記の主追尾/
弾追尾切換タイミング信号−に応じてレーダ受信機軸に
対して主AGO電圧1弾ムGCIIli(′圧を切換え
てAGO亀圧−として送る。
第5図の外観BTO回路@は、追尾目標の距離信号@を
RATU(2)からもらって予めDC電圧を作成し1弾
11A G Oの開始電圧として使用するために弾装8
TC電圧として2弾装ムaC電圧形成回路Uへ送ってい
る。
II6図は、 13POT(13の内部ブロック図であ
り。
槌は弾装プロセッサ、 Iliは偉観ゲート作成回路。
ss、 Uは各々弾装ゲー)BGI、BGlに対する弾
丸のビデオ検出回路、lは一確率検出回路、−1@F1
4!rマ弾観ゲー)BGI、BGlに対するへEビデオ
、ΔBBビデオバイポーラ・ストレッチ回路。
−はΔE、ΔBサンプリング・データに対する平均値回
路、である。
第6図において5弾装プロセッサIlOは、 RD P
 (5iからの弾装指令信号@全受は取ると、  aA
’ru(13からの主追尾/弾追尾切換タイミング信号
鴎(図3(C))の入力を確認の上2弾観処理の起動リ
セット信号−を偉観ゲート作成回路111及び−確率検
出回路−に送り弾観処理を開始する。上記信号−の入力
が確認できない場合には、  RDP(51に対して異
常ステータスを信号a湯に挿入して送る。第6図の偉観
ゲート作成回路@υは信号−(図S (C) >の弾観
時間帯に、目標追尾距離信号@:Rから±ΔR離れた位
MK弾装ゲー) : BGI II、 BGl−のタイ
ミング信号(図S (a) >を作威し各々ビデオ検出
回路−へ送る。ビデオ検出回路Giハこの弾装ゲートB
GIII、BG211の間だ叶し−ダ受信機鱒から送ら
れてくるレンジビデオ信号(至)の検出を行う。このレ
ンジ・ビデオ信号@は第4図(C)に示し九弾装ムaC
タイミングによシ弾丸に対するムaCがかかつている弾
丸のレンジ・ビデオ信号である。ビデオ検出回路−1j
BG1 において弾丸スレッショルドを越えた場合には
、BGI 検出信号@を、バイポーラ・ストレッチ回路
−及び−確率検出回路(財)に送る。−確率検出回路(
財)は連続するm回のP鳳 R丁の内、n回以上、上記のBGI 検出信号間を得た
時に1弾装ゲー)BGI−を弾丸が通過したものと判定
し1弾装番号1と弾装時刻tiiBG1拝観データ(i
#ti)Rとして9拝観10セッサーに送る。またビデ
オ検出回路@は、BG2検出信号Of−確率検出回路鋪
に送)、−確率検出回m              
               m路NFiBG1  
信号と同じ処理を行って弾装ゲートBG211を弾丸が
通過したものと判定し、 外観番号jと弾観時刻tjを
BG2弾観データ(j、  t、1)(至)として弾装
プロセッサーに送る。−万第6図のバイポーラ・ストレ
ッチ回路1iijBG1  検出信号間を受敗ると、レ
ーダ受信機軸から送られてくるΔEビデオ信号(至)、
ΔBビデオ信号r!1nYr1弾観ゲート作威回路欄か
ら送られてくるB(N  角度ゲート信号ムGl(図4
(1)  によってサンプル・ホールドし平均値回路−
へ送る。平均値回路は一確率検出回路−から送られてく
るBGI 検出信号(至)の度に1回路−から送られて
くる(ΔE、ΔB)サンプリング・データを加算し、B
GI−を弾丸通過判定時に判定回数で割り算し、算術平
均データ=(ΔI(BGl)、  ΔB(BGI))と
して弾装10セッサーへ送る。バイポーラ・ストレッチ
回路−は、ビデオ検出回路−からBGl、検出信号nを
受取ると1外観ゲート作成回路仰から送られてくるBG
2角度ゲート信号ムG2(図4d)によって。
Δ罵ビデオ信号(至)、ΔBビデオ信信号管、サン1ル
・ホールドし平均値回路−へ送る。平均値回路aHBG
1 の場合と同じ処理を行い、算術平均デーI : (
ΔB (BGl)、  ΔB (BGl)) として拝
観フーロセツサーへ送る。以上の様に2弾観ゲートBG
I II、  BGl−を通過した弾丸の弾観情報は(
1,tl、 Δ1i(BGI)、 ΔJ(BGI))。
(j、tj、ΔIJ(BGl)、  ΔBj(BGl)
)のペアにて時刻情報を鳴して弾1!70セッサ釦へ渡
されるため、連続的に弾丸が発射されて弾観ゲートBG
I  を通過した後、その弾丸が弾観ゲー)BGlに達
するまでの間に2次の弾丸が弾観ゲー)BGlに達して
も2弾丸の順序関係の判定ができることになり連続的な
弾装処理が可能となる。
第6図の外観フーロセッサーは、−確率検出回路−及び
平均像回路−から送られたデータ・ペア(i、ti、Δ
11(BGI)、ΔB1(BGI))及び(j、tj、
  ΔJ(BGl)、 ΔB、1(BGl) )に対し
て9次のデータ相関処理を行う。
12△R>Vo(tj−tl)>1.1ΔR弾丸の存速
データm: vGFi、  第2図0管制計算機(−か
らRDP151 を経由して弾観プロセッサーに与えら
れている。
上記の不等式条件を満足する弾観ゲー)BGl。
BGlの組を、同一の弾丸によるペアとして、 弾観プ
ロセッサ■は次の平均値を計算し。
Δち(1)=−;(ΔKi(BGl)十ΔKj(BGl
))ΔBB(i)−7(△Bi(BGl)+ΔBj(B
Gl ) jさらに、同一弾丸ペアとなった数kに対す
る平均値、標準偏差を計算し 411データ・ファイル開とする。外観フーロセッサI
11は上記の弾観データファイル1を、RDP(57へ
送出する。前述の様に、RDP(51は弾観データファ
イル四にもとすいてレーダ表示器上に表示するための制
#1を行うと共に、第2図の管制計算機(6)に送出す
る。管制計算機(6)ハオペレータによる自動弾機修正
の指令の有る場合には、砲管制データ(Kg、Bg)の
修正量として上記の(ΔEB、ΔBB)1使用し、砲管
制データは稲+α△lCB、Bg+β△BB  となる
。α、βに(Is〜1.0)の間の値を版るオペレータ
指定の経験ファクタであシ。
第2図のオペレータ・インターフェースIt(411−
fi由してRDP(5iへ送られる。
以上に述べたように、この発明によれば、2点弾着観側
方式か改良され2弾丸が連続する嫌な場合においても連
続的に弾看観側管実施することが可能になり1弾観デー
タ数の増加と共Kik率の高い弾観哄差角良データが統
計手法によって得られ。
レーダー表示器上に表示すると共に、オペレータの自動
弾機修正の指定によって砲管側データが自動的に弾観誤
差角度だけ修正されるため、目標に弾丸を命中させる確
率が高くすることができると共に、砲管制のより早い応
答時間を提供する自動弾−システムとなる。なお、この
発明では艦載砲システムを例にとって示し友か車載砲の
自動弾着駅測システムとして使用できるこ七灯首うまて
もない。
【図面の簡単な説明】
第1図に艦載砲による対空目標の射撃における追尾目標
近傍での弾丸の観測の概念図、第2図は自動弾着観測シ
ステムの全系ブロック図、第3図は目標追尾と弾丸追尾
の基本的なタイミングを示す概念図、第4図は目標追尾
時及び弾丸追尾時のムGCタイミングを示す概念図、第
5図は自動弾着観測システムの基本となるAGO処理部
の内部ブロック図、第6図は自動弾着観測システムの特
徴を示す弾観処理部の内部ブロック図である。 図において1llij自動弾着観測システム、(21及
びG31 tar 砲システム及び武器システム、+4
1Uオペレータ・インターフェース部、 (5iiJレ
ーダ・フ゛ロtツサ部、+61t’j管劃計算機、(7
)はレーダ送信機、(81は立体回路部、 +91はア
ンテナ、aQはレーダ受信機。 allにビデオ分配、G3は距離・角度追尾処理部、a
−に弾観処理部、Q身はムGo処理部、Q’jIaレー
ダ表示処理部、 cst:tレーダ表示器、Q?lU光
学センサ。 鱒に光学信号処理部、 aSFi光学表示器、CIJF
i信号変換器、 cil+は駆動部、63は主AGO回
路、−目弾観AGC回路、關は外観STO回路、−はム
G。 電圧切換回路、−は弾観フーロセツサ、 allは弾観
ゲート作成回路1位ハビデオ検出回路1.IIFiビデ
オ検出回路2.−は(nofm)確率検出回路、製。 輸ハパイボーラ・ストレッチ回路、−ね平均値回路であ
る。 なお図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して示
しである。 代理人 葛 野 信 − 」 d    −00℃      の

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 目標追尾レーダと計算機を有する自動弾着観測システム
    において、対空目標を追尾する手段と。 対空目標の高度の運動性を予測し追尾継続する手段と、
    目標をインター七1卜するための武器に応じた未来予測
    位置を算出する手段と、武器としての砲を管制する手段
    と、砲から発射された弾丸を追尾目標の近傍の遠近両側
    にて検出し追尾目標との間の角度誤差を針側する手段と
    1弾丸の連続的な観測の手段と1弾丸の観樹の結果に対
    して遠近両側での弾丸の同一相関を行う手段と2弾丸の
    角度誤差データを統計処理する手段と、システムのオペ
    レータの指示によって砲管制データの修正を自動的に行
    う手段と、修正時にオペレータの経験ファクタを挿入す
    る手段とを有する自動弾着観測システム。
JP8101582A 1982-05-14 1982-05-14 自動弾着観測装置 Granted JPS58198699A (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5984098A (ja) * 1982-09-30 1984-05-15 ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ 航空機自動銃砲照準装置

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JPH02122714A (ja) * 1988-10-31 1990-05-10 Matsushima Kogyo Co Ltd 圧電振動子

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