JPS5928840B2 - Aircraft guidance system - Google Patents

Aircraft guidance system

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Publication number
JPS5928840B2
JPS5928840B2 JP53064192A JP6419278A JPS5928840B2 JP S5928840 B2 JPS5928840 B2 JP S5928840B2 JP 53064192 A JP53064192 A JP 53064192A JP 6419278 A JP6419278 A JP 6419278A JP S5928840 B2 JPS5928840 B2 JP S5928840B2
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JP
Japan
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antenna
missile
guidance
signal
axis
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JP53064192A
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Japanese (ja)
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JPS54156398A (en
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ジヨン・エイ・レムメル
フランク・ブリツザ−
ロビン・エル・アンダ−ソン
ロバ−ト・ジ−・デイ−トリツチ
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Raytheon Co
Original Assignee
Raytheon Co
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Publication date
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  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は飛行体の飛行の一部の期間中は指令誘導モード
で誘導し、他の部分の期間中はホーミング誘導モードで
誘導する飛行体誘導システムに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an aircraft guidance system that guides an aircraft in a command guidance mode during part of its flight and in a homing guidance mode during other parts of its flight.

さらに詳しくは、本発明は既知の姿勢方向を有する基準
エレメントを飛行体内に設ける必要のある飛行体誘導シ
ステムに関する。
More particularly, the present invention relates to an air vehicle guidance system that requires the provision of a reference element within the air vehicle having a known attitude orientation.

当該技術において知られているように、ミサイルのよう
な飛行体は遠隔のレーダー基地で得られる追跡データか
或いはミサイルに配設されたレーダーによって得られる
追跡データから発生される誘導信号によって目標に向っ
て誘導される。
As is known in the art, an air vehicle, such as a missile, is directed toward a target by guidance signals generated from tracking data obtained at a remote radar station or by a radar located on the missile. be guided.

前者は一般に指令誘導システムと呼ばれ、後者はホーミ
ング誘導システムと呼ばれる。
The former is generally called a command guidance system, and the latter is called a homing guidance system.

例えば、飛行標的を攻撃するのにミサイルが用いられる
指令誘導システムにおいては、遠隔地にある大型で高解
像力のレーダー装置と高速のデジタルコンピューターが
複数の標的の中から一つの標的を選択し、ミサイルとこ
の標的を追跡し、その追跡データによってミサイルの適
切な誘導信号を計算してミサイルに送信する。
For example, in a command and guidance system where a missile is used to attack a flying target, a large, high-resolution radar device and a high-speed digital computer at a remote location select one target from among multiple targets, and the missile The system tracks this target and uses the tracking data to calculate and send appropriate guidance signals to the missile.

知られているように、一般に、遠隔基地で既知である角
度方向を有する姿勢安定化されたプラットフォームのよ
うな基準エレメントをミサイルに設けて送信される誘導
信号をミサイル制御信号に変換する必要がある。
As is known, it is generally necessary to provide the missile with a reference element, such as an attitude-stabilized platform with an angular orientation known at a remote base, to convert the transmitted guidance signals into missile control signals. .

ホーミング誘導システムにおいては、小型軽量で低出力
の追跡レーダーシステムが標的追跡データと誘導信号を
発生するために設けられる。
In homing guidance systems, a small, lightweight, low power tracking radar system is provided to generate target tracking data and guidance signals.

このような低出力の追跡レーダーシステム或いはセミ・
アクティブ・レーダーの場合のように少くともその受信
部)は、比較的軽量なためミサイル内に配設することが
可能である。
Such low power tracking radar systems or semi-
As in the case of active radar, at least its receiver part) is relatively lightweight and can therefore be placed inside the missile.

このようなホーミング誘導システムは標的追跡アンテナ
を含むのが一般的である。
Such homing guidance systems typically include a target tracking antenna.

この標的追跡アンテナは追跡データに対するミサイル機
体の角速度の影響を実質的に除去するためにジンバル支
持される。
The target tracking antenna is gimballed to substantially eliminate the effects of missile vehicle angular velocity on the tracking data.

従来のミサイルシステムの中には指令誘導の特徴とホー
ミング誘導の特徴を結合したものがある。
Some conventional missile systems combine command and homing guidance features.

ミサイルの飛行の早期の部分中では高解像力レーダーシ
ステムによるミサイルおよび特定標的の追跡によって得
られる信号に応答して動作させられるデジタルコンピュ
ーターによって誘導信号を発生し、飛行の後の部分の期
間中はミサイル内にジンバル支持された追跡エレメント
から信号を供給されるレーダーシステムの受信部で標的
を追跡することによって誘導信号を得る、というもので
ある。
During the early part of the missile's flight, guidance signals are generated by a digital computer operated in response to signals obtained by tracking the missile and specific targets with a high-resolution radar system, and during the later part of the flight, the missile The guidance signal is obtained by tracking the target with a receiver section of the radar system that is fed the signal by a tracking element gimbaled within the radar system.

上述したような理由で、このようなミサイルはその飛行
の少くとも早期の部分中においては姿勢に対する基準エ
レメントを必要とするであろう。
For the reasons discussed above, such a missile will require an attitude reference element during at least the early part of its flight.

この姿勢安定化のための基準を与える一つの方法は姿勢
安定化プラットフォームを使用することである。
One way to provide a baseline for this postural stabilization is to use a postural stabilization platform.

これには飛行の後の部分の期間中に追跡データを得るべ
くミサイル機体に対して少な(とも2つの自由度をもつ
ジンバル支持されたレーダー受信アンテナが付加的に必
要である。
This additionally requires a gimbaled radar receiving antenna with two degrees of freedom on the missile vehicle to obtain tracking data during the latter portion of the flight.

姿勢安定化プラットフォームは一般的に、(a)三本の
互いに直交する軸の各々に関する角速度(angula
rrate)を測定するよう配設された3つの角速度検
出ジャイロと、(b)あらゆる角回転を補償するような
仕方でミサイル機体に対して姿勢安定化プラットフォー
ムを回転させるよう上記角速度検出ジャイロによってそ
れぞれ制御される上記3つのジャイロに対応する3つの
駆動手段を含む。
Attitude stabilization platforms generally have (a) angular velocities about each of three mutually orthogonal axes;
(b) three angular rate sensing gyros arranged to measure (b) the attitude stabilization platform relative to the missile vehicle in a manner that compensates for any angular rotation; It includes three drive means corresponding to the three gyros.

この駆動手段を与える普通の機構は機械的サーボである
A common mechanism providing this drive means is a mechanical servo.

しかし、このサーボは比較的に高価であり多くの場合比
較的大重量である。
However, these servos are relatively expensive and often relatively heavy.

本発明の目的は、飛行体が遠隔基地で発生される追跡デ
ータから得られる誘導信号と飛行体内に含まされた手段
によって発生される追跡データとに選択的に応答するよ
うになった飛行体誘導システムに用いられる装置であっ
て、遠隔基地にて既知である角度方向を有する基準エレ
メントおよびジンバル支持された追跡エレメントの両方
を提供する飛行体内に含まされる改良された装置を提供
することにある。
It is an object of the present invention to provide an air vehicle guidance system in which an air vehicle is selectively responsive to guidance signals obtained from tracking data generated at a remote base and to tracking data generated by means contained within the air vehicle. It is an object of the present invention to provide an improved apparatus for use in a system contained within a vehicle that provides both a reference element having a known angular orientation at a remote base and a gimballed tracking element. .

本発明の別の目的は上記基準エレメントを比較的高価で
大重量な3つの機械的サーボを使用せずに制御すること
にある。
Another object of the invention is to control the reference element without the use of three relatively expensive and heavy mechanical servos.

本発明の上記ならびに他の目的は、概略的に云えば、飛
行体内に含まされたジンバル支持された追跡エレメント
を姿勢基準エレメントとしても機能させることによって
達成される。
These and other objects of the present invention are generally achieved by having a gimballed tracking element included within the vehicle also function as an attitude reference element.

この追跡エレメントはピッチングおよびヨーイング(y
awing )に対しては機械的サーボ駆動で、ロー
リングに対しては空気力学的手段によって安定化される
This tracking element is used for pitching and yaw (y
Awing is stabilized by a mechanical servo drive and rolling is stabilized by aerodynamic means.

好ましい実施例においては、飛行体の機体に対して2つ
の自由度をもつようにミサイルにジンバル支持された標
的追跡アンテナは、通常の1対の角速度検出ジャイロに
加えて、第3の角速度検出ジャイロを装着している。
In a preferred embodiment, the target tracking antenna gimballed on the missile with two degrees of freedom relative to the airframe of the vehicle includes a third angular rate sensing gyro in addition to the normal pair of angular rate sensing gyros. is attached.

この3つのジャイロは上記アンテナの慣性方向における
いかなる角度変化をも検出するよう配置されている。
The three gyros are arranged to detect any angular change in the inertial direction of the antenna.

通常の1対の角速度検出サーボの各々からの出力信号は
上記アンテナに結合された機械的サーボ駆動装置の1つ
に対する入力信号として使用される。
The output signal from each of a conventional pair of angular velocity sensing servos is used as an input signal to one of the mechanical servo drives coupled to the antenna.

第3の角速度検出ジャイロからの出力信号はミサイルの
ローリングに対するオートパイロットの入力信号として
使用される。
The output signal from the third angular rate sensing gyro is used as an autopilot input signal for missile rolling.

これら2つのサーボ駆動装置とローリング・オートパイ
ロットはこのように上記アンテナの姿勢を安定化するよ
うに機能し、この姿勢を安定化されたアンテナはミサイ
ルの飛行の少なくとも一部の期間中ミサイルと遠隔基地
との間で送信される誘導信号の正しい変換を可能ならし
める基準エレメントとして、又標的追跡アンテナとして
作用する。
These two servo drives and the rolling autopilot thus function to stabilize the attitude of the antenna, which stabilizes the antenna during at least a portion of the missile's flight. It acts as a reference element, allowing a correct conversion of the guidance signals transmitted to and from the base, and as a target tracking antenna.

上記2つのサーボ駆動装置とローリング・オートパイロ
ットはまた、基準エレメントを任意の希望する姿勢方向
に指向させるため遠隔基地からミサイルに送信される信
号に応答するようになっている。
The two servo drives and rolling autopilot are also adapted to respond to signals sent to the missile from a remote base to orient the reference element to any desired attitude.

以下本発明を図面を参照しながらさらに詳細に説明する
The present invention will be explained in more detail below with reference to the drawings.

第1図は、ミサイル10が遠隔レーダー基地13からミ
サイル10に送信される誘導信号(指令誘導システム時
)あるいはミサイル10内に含まされたレーダーによっ
て発生される誘導信号(ホーミング誘導システム時)の
いずれかに応答して標的12を攻撃するように誘導飛行
している状態を示す。
FIG. 1 shows that the missile 10 receives either a guidance signal transmitted to the missile 10 from a remote radar station 13 (during a command guidance system) or a guidance signal generated by a radar contained within the missile 10 (during a homing guidance system). This shows a state in which the aircraft is guided to attack a target 12 in response to a signal.

指令誘導モードで動作しているときは、遠隔レーダーシ
ステム13はミサイル10および標的120両方を追跡
する。
When operating in command and guidance mode, remote radar system 13 tracks both missile 10 and target 120.

このシステムから得られる追跡データはデジタルコンピ
ューターC該遠隔V−ダー基地内にあるが図示せず)に
よって誘導信号に変換される。
Tracking data obtained from this system is converted into guidance signals by a digital computer C (located at the remote V-der base, but not shown).

この誘導信号はミサイル10に送信され、ミサイル10
の下方に支持されたアンテナ15で受信されて受信機兼
処理装置17に送られ、そこでこれらの信号はミサイル
の飛行制御部19に対する制御信号に変換される。
This guidance signal is transmitted to the missile 10, and the missile 10
The signals are received by an antenna 15 supported below and sent to a receiver and processing unit 17 where these signals are converted into control signals for the flight control section 19 of the missile.

遠隔レーダー基地13における誘導信号はミサイル10
に希望する方向に操縦するを要求する信号であることは
明白であろう。
The guidance signal at the remote radar base 13 is the missile 10
It should be clear that this is a signal requesting the driver to steer in the desired direction.

この誘導信号はミサイル10を制御するように飛行制御
部19によって変換される。
This guidance signal is converted by the flight controller 19 to control the missile 10.

特に、この例のようにミサイル10が十字形をしている
場合は、2つの直交軸(一般にピッチング軸およびヨー
イング軸と呼ばれる)にそってピッチング制御翼および
ヨーイング制御翼20を個々に制御することで任意の横
方向に操縦することが出来る。
In particular, when the missile 10 has a cruciform shape as in this example, the pitching control vane and the yawing control vane 20 may be individually controlled along two orthogonal axes (commonly referred to as the pitching axis and the yawing axis). It can be steered in any lateral direction.

希望する方向へのミサイルの操縦を要求するこれらの誘
導信号はその要求された操縦を遂行するためピッチング
制御翼およびヨーイング制御翼20間で正しく分解され
る必要がある。
These guidance signals, which request maneuvering of the missile in a desired direction, must be properly resolved between the pitching and yaw control wings 20 to accomplish the requested maneuver.

翼20の角度方向が既知であればこの信号の分解が可能
である。
Resolving this signal is possible if the angular orientation of the wing 20 is known.

翼200角度方向はミサイル10が後述する基準エレメ
ントを具備することで知ることができる。
The angular direction of the wing 200 can be known because the missile 10 is equipped with a reference element, which will be described later.

ここでは、基準エレメントの角度方向(即ち、姿勢)が
遠隔レーダー基地13にて既知であるということを述べ
れば十分であろう。
Suffice it to state here that the angular orientation (ie attitude) of the reference element is known at the remote radar station 13.

ホーミング誘導モードで動作しているときは、ミサイル
10はそのモードの初めにおける機首方向が標的12と
の衝突コースにほぼ乗っているように向きを合わされる
When operating in the homing guidance mode, the missile 10 is oriented such that its nose at the beginning of the mode is approximately on a collision course with the target 12.

遠隔レーダー基地13はレーダー周波数の波を標的12
に向って送信し、その波の一部は標的12によって反射
されてミサイルの追跡アンテナ22で受信される。
Remote radar station 13 targets radar frequency waves 12
A portion of the wave is reflected by the target 12 and received by the missile's tracking antenna 22.

標的追跡アンテナ22の中心軸からの標的120角度偏
差を表わす信号がありふれた方法によって発生され、受
信機兼処理装置17を介して標的追跡アンテナ制御部2
4と飛行制御部190両方に送られる。
A signal representative of the angular deviation of the target 120 from the central axis of the target tracking antenna 22 is generated in a conventional manner and transmitted to the target tracking antenna controller 2 via a receiver and processor 17.
4 and the flight control unit 190.

この信号によって標的12の追跡を維持させるように追
跡アンテナ22を駆動するとともに、ミサイル10を標
的12との衝突コースに維持するよう操縦する。
This signal drives tracking antenna 22 to maintain tracking of target 12 and steers missile 10 to maintain a collision course with target 12.

換言すれば、ミサイル10が標的12との衝突コースに
乗っておりかつ標的追跡アンテナ22の中心軸が標的1
2に向っていると仮定すればミサイル10がこのコース
に乗っている限りアンテナ22は標的12を向いている
ということである。
In other words, the missile 10 is on a collision course with the target 12 and the center axis of the target tracking antenna 22 is aligned with the target 12.
2, the antenna 22 will be pointing toward the target 12 as long as the missile 10 is on this course.

しかし、もしミサイル10がこの衝突コースから外れる
と(例えば、標的12が移動した場合)、標的追跡アン
テナ22の中心軸はもはや標的12には向いていない。
However, if missile 10 deviates from this collision course (eg, if target 12 moves), the central axis of target tracking antenna 22 is no longer oriented toward target 12.

即ちこのとき軸のずれが検出されるが、これはミサイル
10と標的12との間の照準線角度の変化量に比例して
いる。
That is, an axis deviation is detected at this time, which is proportional to the amount of change in the line-of-sight angle between the missile 10 and the target 12.

標的追跡アンテナ22は標的12を見失わないようにこ
の軸のずれをゼロにするように駆動される必要があるこ
とは明白であろう。
It will be clear that the target tracking antenna 22 needs to be driven to zero this axis offset so as not to lose sight of the target 12.

さらに、比例航行誘導で知られているように、ミサイル
10をこの照準線角度変化の速度に比例した速度におい
て現在の航路から旋回させることが望ましい。
Furthermore, as is known in proportional navigation guidance, it is desirable to turn the missile 10 from its current course at a speed proportional to the rate of this line-of-sight angle change.

このミサイル旋回速度は、照準線角度変化をゼロにする
方向にミサイルを横方向に加速させることで得られる。
This missile rotation speed is obtained by accelerating the missile laterally in a direction that makes the line-of-sight angle change zero.

即ち、ミサイル10は標的12との衝突コースに復帰す
るように操縦されねばならない。
That is, missile 10 must be maneuvered back onto a collision course with target 12.

このミサイル10の横方向への加速は選択した制御翼2
0を偏向することで可能である。
The lateral acceleration of this missile 10 is caused by the selected control wing 2.
This is possible by deflecting 0.

特に、追跡アンテナ22による標的12の追跡と、ミサ
イル10を衝突コースに維持する制御は、アンテナ軸の
ずれを表わす信号を発生しこの信号を飛行制御部19と
標的追跡アンテナ制御部24に印加することによって達
成される。
In particular, the tracking of the target 12 by the tracking antenna 22 and the control to maintain the missile 10 on a collision course generate a signal representing the deviation of the antenna axis and apply this signal to the flight control section 19 and the target tracking antenna control section 24. This is achieved by

ここでは、標的追跡アンテナ22がミサイル機体に対し
て2つの自由度をもってジンバル支持されることが注目
される。
It is noted here that the target tracking antenna 22 is gimballed with two degrees of freedom relative to the missile vehicle.

このジンバル支持は、アンテナの慣性角速度を検知する
2つの速度検出ジャイロをアンテナ22に取り付けると
共にミサイル100機体に対してアンテナ22を移動さ
せる駆動手段を設けることによってありふれた方法が達
成される。
This gimbal support is conventionally accomplished by attaching two velocity sensing gyros to the antenna 22 that sense the inertial angular velocity of the antenna and providing drive means to move the antenna 22 relative to the missile 100 vehicle.

標的追跡アンテナ22は、ミサイル本体の運動が誤った
軸ずれ表示信号を発生させてしまうことのないようジン
バル支持される。
The target tracking antenna 22 is gimballed to prevent missile body motion from generating false off-axis indication signals.

第2図は、受信機兼処理装置17によってそれぞれ制御
されるピッチング、ヨーイングおよびローリング・オー
トどくイロット26.27.28を含む飛行制御部19
を示す。
FIG. 2 shows a flight control section 19 including pitching, yaw and rolling autopilots 26, 27 and 28, each controlled by a receiver and processor 17.
shows.

このオートパイロットの各々から発生する出力信号はア
クチュエータ部30に印加される。
Output signals generated from each of the autopilots are applied to the actuator section 30.

ピッチング・ヨーイングおよびローリング・オートパイ
ロット26 、27 。
pitching-yaw and rolling autopilots 26 , 27 .

28とアクチュエータ部30は従来技術によるものであ
って構わない。
28 and actuator portion 30 may be of conventional technology.

上記アクチュエータ部は制御翼20に機械的に連結され
ている。
The actuator section is mechanically connected to the control vane 20.

制御翼20はミサイル機体に対して回動可能に支持され
ている。
The control wing 20 is rotatably supported relative to the missile body.

相対する一対の匍捕具(ピッチング制御翼、すなわちピ
ッチング・オートパイロットで駆動されるもの)はピッ
チング軸Pの回りでのミサイルの操縦を生ぜしめ、他の
一対の制御翼(ヨーイング制御翼、すなわちヨーイング
・オートパイロットで駆動されるもの)はヨーイング軸
Yの回りでのミサイルの操縦を生じさせる。
An opposing pair of trapezoids (pitching control vanes, i.e. those driven by the pitching autopilot) cause maneuvering of the missile about the pitching axis P, and the other pair of control vanes (yawing control vanes, i.e. The yaw autopilot (driven by the yaw autopilot) causes the missile to maneuver around the yaw axis Y.

一対の制御翼、例えばピッチング制御翼の偏向に差をも
たせると、ミサイル10はその縦軸のまわりにローリン
グさせられる。
Differential deflections of a pair of control vanes, such as a pitching control vane, cause the missile 10 to roll about its longitudinal axis.

このような差をもたせた偏向は、アクチュエータ部30
がローリング・パイロット28からの指令信号に応答す
るときに生ずる。
Deflection with such a difference is caused by the actuator section 30
occurs in response to a command signal from rolling pilot 28.

標的追跡アンテナ制御部24は標的追跡アンテナ22を
取付ける構体32を有する。
Target tracking antenna control section 24 has a structure 32 to which target tracking antenna 22 is mounted.

構体32は標的追跡アンテナ22がミサイル内で2つの
自由度をもって移動するのを可能ならしめるように設計
されている。
Structure 32 is designed to allow target tracking antenna 22 to move within the missile with two degrees of freedom.

特に、この構体32は、ミサイル機体に適当に取り付け
られた基部34を有する。
In particular, the structure 32 has a base 34 suitably attached to the missile vehicle.

外側部材36はピッチング軸Pに平行なアンテナピッチ
ング軸P′の回りに回動可能に基部34に支持され、内
側部材38はアンテナピッチング軸P′に直交するアン
テナヨーイング軸Y′の回りに回動可能に外側部材36
に支持されている。
The outer member 36 is rotatably supported by the base 34 about an antenna pitching axis P' that is parallel to the pitching axis P, and the inner member 38 is rotatable about an antenna yawing axis Y' that is perpendicular to the antenna pitching axis P'. Possibly outer member 36
is supported by

標的追跡アンテナ22は内側部材38に取り付けられて
いる。
Target tracking antenna 22 is attached to inner member 38 .

このアンテナの中心軸はアンテナピッチング軸P′ と
アンテナヨーイング軸Y′に対して互いに直交している
The central axis of this antenna is perpendicular to the antenna pitching axis P' and the antenna yawing axis Y'.

標的追跡アンテナ22は、従来技術によるものでも構わ
ないが、ここではモノパルスアンテナである。
Target tracking antenna 22 may be of conventional technology, but here it is a monopulse antenna.

従って、このアンテナが発生する一対の信号のうち、一
つはアンテナピッチング軸P′に関する軸ずれの成分を
表わし、他はアンテナヨーイング軸Y′ に関する軸ず
れの成分を表わす。
Therefore, of the pair of signals generated by this antenna, one represents a component of axis deviation with respect to antenna pitching axis P', and the other represents a component of axis deviation with respect to antenna yawing axis Y'.

外側部材36、内側部材38はそれぞれピッチング駆動
装置42およびヨーイング駆動装置40の任意のありふ
れた方法(ここでは点線で示されている)で連結される
Outer member 36, inner member 38 are coupled in any conventional manner (shown here in dotted lines) to pitch drive 42 and yaw drive 40, respectively.

即ち、ヨーイング駆動装置40は内側部材38をアンテ
ナヨーイング軸Y′の回りに回動させ、同様にピッチン
グ駆動装置42は外側部材36をアンテナピッチング軸
P′の回りに回動させる。
That is, the yawing drive device 40 rotates the inner member 38 about the antenna yawing axis Y', and similarly the pitching drive device 42 rotates the outer member 36 about the antenna pitching axis P'.

このヨーイング駆動装置40、ピッチング駆動装置42
は受信機兼処理装置17から供給される電気信号に応答
する電気的あるいは機械的な原動機である。
The yawing drive device 40 and the pitching drive device 42
is an electrical or mechanical prime mover responsive to electrical signals provided by the receiver and processor 17.

3つのアンテナ角速度検出ジャイロ44 、46 、4
8は内側部材38に支持されている。
Three antenna angular velocity detection gyros 44, 46, 4
8 is supported by the inner member 38.

この3つのアンテナ角速度検出ジャイロの各々の入力軸
は互いに直交するよう配置されている。
The input axes of these three antenna angular velocity detection gyros are arranged to be orthogonal to each other.

詳細には、アンテナ角速度検出ジャイロ44,46.4
8は各ジャイロの出力信号がそれぞれ標的追跡ア乃す2
2のアンテナヨーイング軸Y′、アンテナピッチング軸
p/、アンテナ中心軸のまわりで角速度を表わすよう配
設されている。
In detail, the antenna angular velocity detection gyro 44, 46.4
8 indicates that each gyro's output signal is a target tracking ano2.
The antenna is arranged to express angular velocity around the antenna yawing axis Y', the antenna pitching axis p/, and the antenna center axis.

したがってこれらの出力信号が構体32の慣性角速度の
測定を提供するようになされていることは明らかである
It is therefore clear that these output signals are adapted to provide a measurement of the inertial angular velocity of the structure 32.

第3図は、標的追跡アンテナ22から信号を供給される
ヘトロダイン式受信機50と、下方支持されたアンテナ
15から信号を供給されるヘトロダイン式受信機および
制御装置52を有する受信機兼処理装置17を示す。
FIG. 3 shows a receiver and processor 17 having a hetrodyne receiver 50 fed by a target tracking antenna 22 and a hetrodyne receiver and controller 52 fed by a downwardly supported antenna 15. shows.

ヘトロダイン式受信機および制御装置52はミサイル1
0が必要とする誘導モードに従って線路Hか線路Cのい
ずれかにゲート信号を発生する。
The hetrodyne receiver and control device 52 includes the missile 1
0 generates a gate signal on either line H or line C according to the required induction mode.

即ち、ホーミング誘導モード中においては線路Hに、指
令誘導モード中においては線路Cにゲート信号を印加す
る。
That is, a gate signal is applied to the line H during the homing guidance mode, and to the line C during the command guidance mode.

今、ミサイル10が指令誘導モードで発射されたとしよ
う。
Suppose now that missile 10 is launched in command-guided mode.

ヘトロダイン式受信機50から(すなわち標的追跡アン
テナ22から)の信号は飛行制限部19にも標的追跡ア
ンテナ制御部24にも伝達されないことがまず注目され
る。
It is first noted that the signal from the hetrodyne receiver 50 (ie, from the target tracking antenna 22) is not communicated to the flight restriction section 19 or the target tracking antenna control section 24.

更に、構体32は姿勢を安定化されているので基準エレ
メントと考えられることが注目される。
Furthermore, it is noted that the structure 32 is stabilized in attitude and is therefore considered a reference element.

即ち、指令誘導モードにおいては、構体32が受ける慣
性角速度はアンテナ角速度検出ジャイロ44,46.4
8で検知され、これらの慣性角速度を表わす信号は構体
32をそれがそのような慣性角速度を経験する前にとっ
ていた角度方向に復帰させる手段(後述される)に伝達
される。
That is, in the command guidance mode, the inertial angular velocity received by the body structure 32 is determined by the antenna angular velocity detection gyro 44, 46.4.
8, and signals representative of these inertial angular velocities are communicated to means (described below) for returning the structure 32 to the angular orientation it had before experiencing such inertial angular velocities.

詳細には、アンテナ角速度検出ジャイロ44,46によ
って検知されたアンテナヨーイング軸Y′ とアンテナ
ピッチング軸P′のまわりでの慣性角速度を表わすこれ
らの信号は、それぞれ積分器54を介してヨーイング駆
動装置40およびピッチング駆動装置42に供給される
In particular, these signals representing the inertial angular velocities about the antenna yaw axis Y' and the antenna pitching axis P' sensed by the antenna angular velocity sensing gyros 44, 46 are transmitted to the yawing drive device 40 via an integrator 54, respectively. and is supplied to the pitching drive device 42.

構体32のローリング方向はアンテナ角速度検出ジャイ
ロ48の出力信号をローリング・オートパイロット28
に結合することで姿勢安定化される。
The rolling direction of the body structure 32 is determined by using the output signal of the antenna angular velocity detection gyro 48 as the rolling autopilot 28.
Posture is stabilized by combining with.

ミサイル10のピッチング制御翼の偏向の差に対する空
気力学的な応答は構体32をローリング方向において慣
性的に安定化させるに充分なだけ速いので、ローリング
・オートパイロット28を使ってミサイル10のローリ
ング方向の慣性的安定化が可能である。
The rolling autopilot 28 is used to control the rolling direction of the missile 10 because the aerodynamic response to the difference in deflection of the pitching control wing of the missile 10 is fast enough to inertially stabilize the structure 32 in the rolling direction. Inertial stabilization is possible.

したがって、遠隔レーダー基地(第1図)にて既知であ
る角度方向を有する基準エレメントがミサイル10に設
けられているために、該ミサイルは遠隔レーダー基地1
3からの誘導信号で誘導することが可能である。
Therefore, since the missile 10 is provided with a reference element whose angular orientation is known at the remote radar station (FIG. 1), the missile
It is possible to guide with the guidance signal from 3.

詳細には、遠隔レーダー基地13から送信された誘導信
号は下方支持されたアンテナ15で受信されヘドロダイ
ン式受信機兼制御装置52で処理される。
In particular, guidance signals transmitted from the remote radar station 13 are received by the downwardly supported antenna 15 and processed by the hedrodyne receiver and controller 52.

この誘導信号は次のような情報を含んでいる。すなわち
、(1)ミサイル10と標的12との距離によって決定
されるミサイルの動作すべき誘導モード(指令かホーミ
ング)、(2)基準エレメント(即ち、構体32)の既
知の角度方向と関係する操縦信号、および、(3)構体
32をミサイル10内においてそれに対し与えられる物
理的空間により許容される限界内に収め込むために構体
32を成る既知の方向に指向させるための指令信号、で
ある。
This guidance signal includes the following information. (1) the guidance mode in which the missile should operate (command or homing) determined by the distance between the missile 10 and the target 12; (2) the maneuver relative to the known angular orientation of the reference element (i.e., the structure 32); and (3) a command signal for orienting the structure 32 in a known direction to bring the structure 32 within the limits permitted by the physical space available to it within the missile 10.

誘導モード選択情報は、ゲート信号を線路Cおよび線路
Hのいずれに印加すべきかを決定するのに利用される。
The induction mode selection information is used to determine whether the gate signal should be applied to line C or line H.

操縦信号は線路56における電気信号に変換され、これ
はコンピューター58に供給され、そこでこれらの信号
は制御翼20(すなわち、ミサイルの機体の方向)と関
係する加速指令に変換される。
The maneuvering signals are converted to electrical signals on line 56, which are fed to computer 58, where these signals are converted into acceleration commands associated with control wings 20 (ie, the heading of the missile's body).

”基準エレメント″座標から“ミサイル機体″座標への
この操縦信号の変換は、ミサイル10内に従来技術によ
る角度トランスジューサー59.60を配設することに
よって達成される。
This conversion of maneuver signals from "reference element" coordinates to "missile vehicle" coordinates is accomplished by arranging within the missile 10 a prior art angular transducer 59,60.

このようなトランスジューサーはミサイル機体に対する
内側エレメント38と外部エレメント36の方向の測定
値を与えるように適当に装着される。
Such transducers are suitably mounted to provide measurements of the orientation of the inner element 38 and outer element 36 relative to the missile vehicle.

このトランスジューサー59,600出力は線路56上
の操縦信号とともにコンピューター58に供給される。
The output of this transducer 59,600 is provided to a computer 58 along with a steering signal on line 56.

正しく分解された信号はゲート62と64を通してピッ
チング°オートパイロット26およびヨーイング・オー
トパイロット27に供給される。
Correctly resolved signals are provided through gates 62 and 64 to pitching autopilot 26 and yaw autopilot 27.

構体32を既知の方向に偏向させる指令信号はヘトロダ
イン式受信機兼制御装置52によって処理されて線路6
6.68,70に角度指令信号として現われる。
A command signal to deflect the structure 32 in a known direction is processed by a hetrodyne receiver and controller 52 and sent to the line 6.
6. Appears as an angle command signal at 68 and 70.

この信号は偏差コンピューター72に供給される。This signal is provided to a deviation computer 72.

線路の信号を例にとれば、この信号は慣性空間における
構体32の望ましい″ヨーイング″位置を表わしている
Taking the line signal as an example, this signal represents the desired "yaw" position of the body 32 in inertial space.

積分器54の出力は慣性空間における構体32の実際の
パヨーイング″位置を表わす信号であるので、もし°°
望ましいパ位置とパ実際の″位置が等しくなげれば線路
74に偏差信号が発生する。
Since the output of the integrator 54 is a signal representing the actual payoing position of the structure 32 in inertial space, if
If the desired position and the actual position are not equal, a deviation signal is generated on line 74.

この偏差信号はゲー)75と加算器77を通してヨーイ
ング駆動装置40に供給される。
This deviation signal is supplied to the yawing drive device 40 through a gate 75 and an adder 77.

構体32のピッチング位置に対する指令も同様に処理さ
れる。
Instructions for the pitching position of the body structure 32 are processed in the same manner.

しかし、ローリングに関しては偏差コンピューター72
からの°′偏偏差信号上ゲート76を通してローリング
・オートパイロット28に供給される。
However, regarding rolling, the deviation computer 72
The .degree.' deviation signal is provided to the rolling autopilot 28 through the upper gate 76.

ローリング・オートパイロット28はこの°′偏偏差信
号上応答して信号を発生し、これによってピッチング制
御翼を異なった量だけ偏向させられる。
The rolling autopilot 28 generates signals in response to this °' deviation signal, which cause the pitching control blades to be deflected by different amounts.

ミサイルのローリング姿勢はピッチング制御翼の偏向の
差のために変化し、この偏向の差は“偏差信号”がゼロ
になるまで継続する。
The rolling attitude of the missile changes due to the difference in pitching control wing deflection, and this difference in deflection continues until the "deviation signal" becomes zero.

さて、ここで遠隔追跡基地で決定されるミサイル10と
標的12との距離がホーミング誘導モードでミサイルを
誘導することが希望される状態にまで減少したと想定し
よう。
Now assume that the distance between the missile 10 and the target 12, as determined by the remote tracking station, has decreased to a point where it is desired to guide the missile in homing guidance mode.

ミサイルは標的12との衝突コースにほぼ乗っていると
考えられる。
The missile is believed to be almost on a collision course with Target 12.

遠隔基地からミサイル10に一つの信号が送信され、こ
れによってヘトロダイン式受信機および制御装置52は
線路Hへのゲート信号を発生し、線路Cからゲート信号
を除去する。
A signal is transmitted from the remote base to missile 10 which causes heterodyne receiver and controller 52 to generate a gating signal to line H and remove the gating signal from line C.

従って、偏差コンピューター72とコンピューター58
の信号はヨーイング駆動装置40、ピッチング駆動装置
42、ローリング・オートパイロット28、ピッチング
・オートパイロット26、ヨーイング・オートパイロッ
ト27には供給されない。
Therefore, deviation computer 72 and computer 58
The signals are not supplied to the yawing drive 40, the pitching drive 42, the rolling autopilot 28, the pitching autopilot 26, and the yawing autopilot 27.

標的追跡アンテナ22によって発生されたヨーイング軸
すれとピッチング軸ずれの信号は、ヘトロゲイン式受信
機50でヘテロダインされビデオ周波数信号を発生する
The yaw axis misalignment and pitch axis misalignment signals generated by the target tracking antenna 22 are heterodyned in a heterogain receiver 50 to generate a video frequency signal.

この信号はそれぞれ線路78.80に供給され、それぞ
れゲート82と84を通してピッチング・オートパイロ
ット26およびヨーイング・オートパイロット27に供
給される。
These signals are fed to lines 78, 80 and to pitching autopilot 26 and yawing autopilot 27 through gates 82 and 84, respectively.

線路80上の信号はゲート86と加算器77を介してヨ
ーイング駆動装置40にも供給され、線路78上の信号
はゲート88と加算器89を介してピッチング駆動装置
42に供給されるので標的追跡アンテナ22は標的12
の追跡を続行することができる。
The signal on line 80 is also fed to yawing drive 40 via gate 86 and adder 77, and the signal on line 78 is fed to pitching drive 42 via gate 88 and adder 89 for target tracking. antenna 22 is target 12
can continue to be tracked.

アンテナ・ヨーイング・ジャイロ44からの信号はゲー
ト86を通る信号とともにヨーイング駆動装置40にゲ
ート90を通して供給される。
The signal from antenna yaw gyro 44 is provided through gate 90 to yaw drive 40 with the signal through gate 86 .

同様にして、アンテナ・ピッチング−・−ジャイロ46
からの信号はゲート88を通る信号とともにピッチング
駆動装置40にゲート92を通して供給される。
Similarly, antenna pitching--gyro 46
The signal from the oscilloscope is provided through gate 92 to pitching drive 40 with the signal through gate 88 .

このアンテナ・ピッチング・ジャイロ44およびアンテ
ナ・ヨーイング・ジャイロ46からの信号は標的追跡ア
ンテナ22の慣性角速度を検知するのに用いられ、上述
したような理由でミサイル機体に対するアンテナの相対
的位置を検出する。
The signals from the antenna pitching gyro 44 and the antenna yaw gyro 46 are used to detect the inertial angular velocity of the target tracking antenna 22, and the relative position of the antenna with respect to the missile vehicle for the reasons described above. .

第4図は本発明の別の具体的実施例を示す。FIG. 4 shows another specific embodiment of the invention.

ここでは指令誘導モードにあるミサイル10が示されて
いる。
The missile 10 is shown here in command guidance mode.

しかしながら、追跡信号は遠隔レーダー基地13におい
て標的から受信される信号からではなくて標的追跡アン
テナ22によって受信される信号から発生される。
However, the tracking signal is generated from the signal received by the target tracking antenna 22 rather than from the signal received from the target at the remote radar station 13.

このようにして、標的追跡アンテナ22で受信された信
号はへテロダイン式受信機50に送られ、送信器100
によって遠隔レーダー基地13に返送される。
In this manner, signals received at target tracking antenna 22 are sent to heterodyne receiver 50 and transmitted to transmitter 100.
is sent back to the remote radar station 13 by.

送信器100からの信号はサーキュレータ−102と下
方支持されたアンテナ15を弄して遠隔追跡基地1−3
に送られる。
The signal from transmitter 100 is transmitted to remote tracking station 1-3 using circulator 102 and downwardly mounted antenna 15.
sent to.

返送された信号は遠隔レーダー基地13のコンピュータ
ーで処理され、ミサイルに対する誘導信号を決定する。
The returned signals are processed by a computer at the remote radar station 13 to determine a guidance signal for the missile.

この誘導信号は遠隔レーダー基地13から送信され、下
方支持されたアンテナ15で受信される。
This guidance signal is transmitted from a remote radar station 13 and received by a downwardly supported antenna 15.

下方支持されたア乃す15で受信された信号は、第3図
の例で詳説したように処理され、ミサイルによって応答
させられる。
Signals received at the down-supported antenna 15 are processed and responded to by the missile as detailed in the example of FIG.

標的追跡アンテナ22(および構体32)は、標的追跡
エレメントに加えて指令誘導モード中に必要とされる基
準エレメントとしても機能することが知られる。
It is known that target tracking antenna 22 (and structure 32) serves as a target tracking element as well as a reference element as required during command guidance mode.

この基準エレメントの方向制御と慣性安定化は第3図に
おける指令誘導モードで詳説したのと同様な手段で達成
される。
Directional control and inertial stabilization of this reference element is achieved by means similar to those detailed in the command guidance mode in FIG.

本発明は標的追跡アンテナ22に添備された速度検出ジ
ャイロを使用する例で説明したが、このジャイロとそれ
に結合された積分器は角速度積分ジャイロに置き換えら
れることは当業者には明らかである。
Although the present invention has been described using a velocity sensing gyro attached to target tracking antenna 22, it will be apparent to those skilled in the art that this gyro and its associated integrator may be replaced by an angular velocity integrating gyro.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による誘導システムによって選択された
標的に向けて誘導されるミサイルを示し、第2図はミサ
イルにとう載される誘導制御エレメントの主要部分とそ
れらの標的追跡アンテナに対する関係を示すブロック図
、第3図は第2図の受信機兼処理装置の詳細図、第4図
は本発明の別の実施例を示す。 10:ミサイル、12二飛行体、13:レーダー基地、
15:アンテナ、17:受信機兼処理装置、19:ミサ
イル飛行制御部、22:標的追跡アンテナ、24:標的
アンテナ制御部、26,27゜28:オートパイロット
、30:アクチュエータ部、32二基準工レメント構体
、40:ヨーイング駆動装置、42:ピッチング駆動装
置、44゜46 、48 :速度感知ジャイロ、50:
ヘトロダイン式受信機、52:制御装置。
FIG. 1 shows a missile guided towards a selected target by a guidance system according to the invention, and FIG. 2 shows the main parts of the guidance and control elements mounted on the missile and their relationship to the target tracking antenna. A block diagram, FIG. 3 shows a detailed view of the receiver and processing device of FIG. 2, and FIG. 4 shows an alternative embodiment of the invention. 10: Missile, 122 aircraft, 13: Radar base,
15: Antenna, 17: Receiver and processing unit, 19: Missile flight control unit, 22: Target tracking antenna, 24: Target antenna control unit, 26, 27° 28: Autopilot, 30: Actuator unit, 32 Two-standard construction element structure, 40: yawing drive device, 42: pitching drive device, 44° 46, 48: speed sensing gyro, 50:
Hetrodyne receiver, 52: control device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 選択された標的に向けて飛行体を誘導する飛行の一
部の期間中を指令誘導モードで誘導し、その飛行の他の
期間中をホーミング誘導モードで誘導する飛行体誘導装
置において、 標的追跡アンテナ及び該アンテナを支持する構体と、 前記構体に取り付けられ、夫々前記標的追跡アンテナの
ピッチング軸、ヨーイング軸及びローリング軸に関する
慣性角速度を検出する第1、第2及び第3のアンテナ角
速度検出ジャイロと、前記構体なピッチング軸及びヨー
イング軸について回動させる駆動装置と、 前記飛行体の飛行方向を制御する飛行制御装置と、 誘導信号に応答し誘導モードを指定する処理装置であっ
て、前記指令誘導モードにおいては前記誘導信号に従っ
て前記飛行制御装置に操縦信号を供給するとともに、前
記第1、第2及び第3のアンテナ角速度検出ジャイロに
応答して前記駆動装置を制御し、前記標的追跡アンテナ
の姿勢を既知の角度方向に安定化させ、前記ホーミング
誘導モードにおいては前記第1及び第2アンテナ角速度
検出ジャイロによって検出された角速度に従って前記飛
行制御装置に操縦信号を供給するとともに、前記第1及
び第2のアンテナ角速度検出ジャイロに応答して前記駆
動装置を制御し、前記標的追跡アンテナを前記飛行体に
対しピッチング軸及びヨーイング軸についてジンバル支
持させる、処理装置と、 から構成される飛行体誘導装置。
[Scope of Claims] 1. A flying object that guides the flying object toward a selected target in a command guidance mode during part of the flight and in a homing guidance mode during the other period of the flight. The guidance device includes: a target tracking antenna and a structure supporting the antenna; first, second, and third antennas attached to the structure and detecting inertial angular velocities with respect to the pitching axis, yawing axis, and rolling axis of the target tracking antenna, respectively. an antenna angular velocity detection gyro; a drive device for rotating the structural pitching axis and the yawing axis; a flight control device for controlling the flight direction of the aircraft; and a processing device for specifying a guidance mode in response to a guidance signal. In the command guidance mode, a control signal is supplied to the flight control device according to the guidance signal, and the drive device is controlled in response to the first, second, and third antenna angular velocity detection gyros; stabilizing the attitude of the target tracking antenna in a known angular direction, and supplying a maneuver signal to the flight control device in accordance with the angular velocities detected by the first and second antenna angular velocity detection gyros in the homing guidance mode; a processing device that controls the drive device in response to the first and second antenna angular velocity detection gyros, and causes the target tracking antenna to be gimballed with respect to the aircraft about a pitching axis and a yaw axis; Aircraft guidance system.
JP53064192A 1978-05-29 1978-05-29 Aircraft guidance system Expired JPS5928840B2 (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4841758A (en) * 1971-09-21 1973-06-18

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4841758A (en) * 1971-09-21 1973-06-18

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