KR20030043679A - 무기시스템의 조준 에러를 판단하기 위한 방법 및 장치와,이 장치의 용도 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 무기시스템의 조준 에러를 판단하는 방법 및 장치와 이 장치의 용도를 개시한다. 무기시스템은, 목표물(Z)을 추적하기 위한 사격 제어장치(F)와, 무기의 총렬(B)을 갖는 무기(W), 무기의 총렬(B)을 조준하기 위한 조준수단 및, 데이터 처리설비(EDV)를 포함한다. 사격 제어장치(F)는 목표물(Z)을 연속적으로 추적한다. 이미지 기록장치(V)는 무기의 총렬(B)과 일체로 움직이는 목표물(Z) 및 그 주변의 이미지를 기록한다. 이미지 재생장치(M)는 이미지 기록장치(V)에 의해 기록된 이미지 및 마크(X)를 디스플레이 한다. 마크(X)는 조준선을 나타내고, 마크(X)로부터의 목표물(Z)의 편차(a)가 무기시스템의 조준 에러를 나타낸다. 사격 제어장치(F)는, 목표물(Z)의 이동이 고려되는 유도 계산을 기초로 무기 총렬(B)의 조준을 실행한다. 장치는 고정되어 사용될 수 있고, 이동 무기시스템일 수 있다.

Description

무기시스템의 조준 에러를 판단하기 위한 방법 및 장치와, 이 장치의 용도{METHOD AND DEVICE FOR JUDGING THE AIMING ERROR OF A WEAPON SYSTEM AND USE OF THE DEVICE}

본 발명은 무기시스템의 조준 에러를 판단하기 위한 방법 및 장치와 이 장치의 용도에 관한 것이다.

이런 타입의 방법 및 장치는 신속하게 이동하는 목표물, 일반적으로 비행중인 목표물을 제거하는데 사용되는 무기시스템의 조준 정밀도를 판단하는데 사용된다.

이러한 무기시스템은 사격 제어장치와, 이 사격 제어장치에 할당된 하나 이상의 화기를 포함한다. 사격 제어장치는 목표물을 탐지하고, 목표물을 포착(acquire)하며, 목표물을 추적하는 것을 목적으로 한다. 목표물의 추적동안, 각각의 측정 순간에 대한 목표물의 위치를 수립하기 위해서, 예컨대 서로 매우 근접하게 위치된 측정 순간에서 측정이 거의 연속적으로 수행된다. 무기시스템에 할당된 데이터 처리설비는 이들 측정의 결과로부터 목표물의 이동상태를 소급적으로 계산하는데, 이 이동상태는 목표물의 적어도 하나의 경험적인 진행/시간 함수와, 경험적인 속도/시간 함수 및, 가속도/시간 함수를 포함하는 것으로 이해된다. 더욱이, 컴퓨터 유닛은, 이 진행/시간 함수와, 속도/시간 함수 및, 가속도/시간 함수를 기초로 목표물의 미래의 이동상태를 계산한다. 이는 외삽법으로, 예컨대 목표물의 실제 미래의 이동상태는 계산되지 않지만, 목표물이 갖게될 것으로 추정되는, 그리고 목표물의 기대 이동상태로 언급되는 이동상태가 계산된다. 특히, 예정 순간과 이 예정 순간에 목표물이 있도록 기대되는 연관된 예정 위치가 계산된다. 무기에 의해 특정 사격 순간에 발사된 포탄이 예정 순간에 예정 위치에 도달하도록 하거나, 또는 간단히 표현해서 예정 위치에서 목표물을 때리도록 하는 방법으로 예정 위치가 결정된다. 그러므로, 이 방법으로 결정된 예정 위치는 기대 교차점이된다. 이와 연관해서, 데이터 처리유닛은, 사격 순간에 무기의 총렬이 조준해야 하는 무기 및/또는 무기의 총렬을 위한 조준점 및/또는, 사격 순간에 무기의 총렬이 가져야 하는 방위각과 앙각을 또한 계산한다. 유도 계산(lead calculation)으로 언급되는 이 계산에 있어서는, 사격 제어장치와 무기의 상대 위치와, 내탄도학과 외탄도학 및, 시스템의 기능 동안 일어나는 지연이 고려된다. 명백히, 무기의 총렬이 조준점을 조준해야하는 사격 순간은, 목표물이 예정 위치에 위치하게 되는 예정 순간 이전이다.

무기시스템의 서비스 가용성을 판단하기 위해서, 정확한 성능을 주로 결정하는 무기시스템의 조준 정밀도가 테스트된다. 이 경우, 기본적으로, 목표물의 추적과 포탄의 사격 사이의 과정이 계획대로 진행하지는 지가, 특히 예정 순간에 예정 위치에 또는 적어도 그 에워싸는 환경 내에서 목표물과 포탄이 위치되도록 하는 방법으로 체크된다. 조준 에러를 결정하기 위한 다양한 방법이 공지된다. 그런데, 무기시스템의 정확한 성능의 가장 적합한 판단은, 목표물의 제거가 실제적으로 실행되거나 또는 실제에 가까운 방법으로 시뮬레이트 될 때만 가능하다.

조준 정밀도의 정확한 판단 및/또는 조준 에러의 정밀한 결정은, 예컨대 목표물을 실제 사격함으로써, 그리고 목표물이 비행하는 동안 목표물로부터의 포탄의 각도 및/또는 거리 편차를 결정함으로써 수행될 수 있다. 그런데, 조준 정밀도 및/또는 정확한 성능의 판단은, 포격 동안 비교적 좁은 시간 윈도우로 한정되고, 사용되는 무기에 의해 목표물이 제거될 수 있는 나머지 시간 동안의 가능한 타격에 대한 소정의 기준점을 제공하지는 않는다. 조종되는 목표물 및/또는 실습 목표물이, 무기시스템이 제거하려는 실제 목표물과 적어도 대략적으로 동일하게 행동하는 목표물로서 사용된다. 이러한 조종되는 목표물은 무인 조정된다. 원격 제어되는 자체적으로 비행하는 조종되는 목표물은, 예컨대 견인 항공기에 의해 견인되는 넌플라잉 조종되는 목표물(non-flying manipulated target)로서 공지된다. 실제 탄약이나 실습 탄약이 탄약으로서 사용될 수 있다. 편차는 2가지 다른 방법으로 수립될 수 있는데, 조종되는 목표물 및 포탄 모두의 진행/시간 곡선이 결정되고, 이로부터 조종되는 목표물로부터의 포탄의 편차가 수립되거나, 이 목적을 위해서, 예컨대 조종되는 목표물과 포탄이 마주치는 국지 영역이 이 충돌이 일어나는 시간 주기 내에서 이미지화될 수 있고, 이로부터 편차가 결정될 수 있다. 또는, 비행하는 포탄과 작용하는 조종되는 목표물에 센서가 부착된다. 이 방법의 큰 단점은 매우 복잡하고, 큰 비용이 든다는 것이다. 자체 비행되거나, 또는 견인된 조종되는 목표물이 사용되는 지에 관계 없이, 이들 조종되는 목표물 자체는 필수적이고, 비행 경로를 수립 및 측정하고, 이 경우 수립된 측정값을 평가하기 위한 부가 장치나 센서에 의해 이용가능하게 만들어진 신호를 처리하기 위한 장치가 필요하게 된다. 무인 비행, 원격 제어의, 조종되는 목표물의 사용은, 이들 조종되는 목표물의 원격 제어를 위한 추가의 지상 장치를 요구한다. 소정의 경우, 요구되는 장치의 완비는 상기된 바와 같이 동작하기에는 비용이 많이 들고 복잡하며, 전형적으로, 이들 장치는 전문 인원에 의해서만 동작될 수 있고, 필드가 아닌 고정된 사격 범위에서만 이용할 수 있는 기본 시설을 요구한다. 더욱이, 항상 조종되는 목표물이 손상하거나 파괴될 위험이 있게 되는데, 조종되는 목표물을 타격하는 것이 원하는 양호한조준 정밀도로 정확하게 기록하게 하므로, 회피될 수도 회피되어서도 안 되는 것이다.

상기된 방법에 있어서는, 조종되는 목표물이 목표물로서 사용되고, 포탄이 실제 비행한 실제 비행 경로가 판단을 위해 할당되는 반면, 이하 "제로 테스트(zero test)"로 공지된 방법에서는 실제 목표물 또는 조종되는 목표물이 바람직하게 사용될 수 있게 되며, 포탄의 비행 경로는 최적으로 시뮬레이트되어, 시뮬레이트된 빔만이 그들의 시작 및 끝에서 시뮬레이트된 포탄 비행 경로에 대응하게 된다. 제로 테스트만이 사격 제어장치에 의한 목표물의 추적과, 사격 제어장치에 의해 제어된 무기 총렬의 목표물 조준이 에러 없이 진행하는지를 증명하지만, 실제 유도 계산은 체크되지 않는다.

제로 테스트를 위해서, 목표물의 추적이 사격 제어장치에 의해 통상 실행된다. 무기의 총렬은, 총렬이 목표물을 연속적으로 조준하도록 하는 방법으로 목표물을 연속적으로 추적한다. 목표물은 사격되지 않지만, 대신 무기의 총렬에 탑재된 비디오 카메라가 목표물의 이미지를 기록한다. 이들 이미지는 즉각적으로 또는 나중에 디스플레이 된다. 조준선, 예컨대 무기의 총렬축의 연장선은 마크에 의해 시각화된 이미지로 나타낸다. 조준 에러는 이 마크로부터의 목표물 이미지의 편차로서 나타낸다. 그러므로, 제로 테스트에서 실제 목표물일 수 있는 목표물은 포탄을 사용하여 사격되지 않는 대신 광학 빔에 의한 방법으로 포격이 시뮬레이트되고, 시뮬레이션 동안, 무기로부터 목표물로가 아닌 목표물로부터 무기로 진행하는 빔이 기록되고, 시각화되는데, 이는 본 방법에 대해서는 중요하지 않다. 제로 테스트동안, 무기는 목표물을 직접 추적하는데, 예컨대 방위각 및 앙각은, 완전한 조준 정밀을 위해서, 무기의 총렬이 목표물을 직접 조준하도록 하고, 비디오 카메라의 이미지 시각화 동안, 목표물은 항상 마크 상에 있게 된다. 소정 조준 에러가 거의 항상 일어나기 때문에, 실제의 조준 정밀도는 완벽하지 않으므로, 비디오 카메라의 이미지 시각화 동안 목표물의 이미지는 일반적으로 마크 상에 있지 않게 된다. 마크로부터의 목표물 이미지의 편차는 목표물로부터의 포탄의 편차에 대응한다. 제로 테스트는, 질량이 없는 포탄이 사용되어, 무한한 포탄 속도로 그 비행 경로를 통과하므로, 무기의 총렬로부터 목표물로의 포탄 비행 시간이 제로로 되는 가정에 기초한 것이기 때문에, 소위 "제로 테스트"로 설명된다. 포탄의 유도 및 포괄적인 내탄도학적인 변수는, 방위각 및 앙각의 계산 및/또는 무기 총렬의 제어에 있어서는 무기시스템에 할당된 데이터 처리유닛에 의해 고려되지 않는데, 이들 변수는 무한 포탄 속도라는 가정 하에서, 실제 재역활을 하지 못한다. 제로 테스트의 장점은, 필요한 추가적인 장치에 비용이 들지 않고, 테스트의 실행이 단순하므로, 전문 인원이 사용될 필요가 없으며, 테스트가 사격 범위 상에서만이 아니라 필드에서도 실행될 수 있는 것이다. 제로 테스트의 단순함, 예컨대 유도 계산과 연관된 모든 사실을 덮어버리는 단순함은, 동시에 제로 테스트의 단점이 된다.

그러므로, 본 발명의 목적은,

- 상기된 종래 기술의 단점을 회피하는 신규한 타입의 방법을 제시하는 것으로, 신규의 방법은 이 목적에 필요한 장치가 보다 비용 효과적이고 조종되는 목표물 및 실제 포탄이 사용되는 전형적인 방법 보다 그 실행이 단순한 반면, 신규의 방법은 공지된 제로 테스트와 달리 유도 계산과 연관된 모든 사실을 고려하게 된다.

- 또한, 본 발명의 목적은 상기 방법을 실행하는 신규한 장치를 제시하는 것이다.

- 또한, 본 발명의 목적은 신규한 장치의 용도를 제시하는 것이다.

도 1은 사격 제어장치와 무기가 동일 위치에 위치되고, 본 발명에 따른 방법이 실행되는 동안 목표물 및 포탄이 다양한 위치에 있게 되는 고정된 무기시스템을 나타낸 도면,

도 2는 시각화된 이미지를 갖는 이미지 재생장치를 나타낸 도면,

도 3은 사격 제어장치와 무기가 동일 위치에 위치되지 않고, 본 발명의 방법이 실행되는 동안 목표물 및 포탄이 다양한 위치에 있게 되는 고정된 무기시스템을 나타낸 도면,

도 4는 이동하는 운송수단 상에 탑재된 무기와 고정된 사격 제어장치를 갖추고, 본 발명의 방법이 실행되는 동안 목표물 및 포탄이 다양한 위치에 있게 되는 무기시스템을 나타낸 도면이다.

이 목적은, 첨부된 청구항에 기재된 무기시스템의 조준 에러를 판단하기 위한 방법과, 무기시스템의 조준 에러를 판단하기 위한 장치 및, 이 장치의 용도에 의해 달성된다.

본 발명의 방법 및 장치에 따른 바람직한 정수가 첨부된 청구범위의 각 독립항에 의해 정의된다.

또한, 방법의 개별 단계는 다른 시퀀스로 적어도 부분적으로 실행될 수 있다.

신규한 방법에 있어서는, 전형적인 제로 테스트로서, 실제 목표물 또는 조종되는 목표물이 사용되고, 포탄 및/또는 그들의 비행 경로, 더욱 정확하게는 비행 경로의 시작과 종료가 최적으로 시물레이트되는데, 전형적인 제로 테스트와 비교해서, 유도 계산이 실행된다. 그러므로, 무기의 총렬이 사격 제어장치를 정확하게 따르는지가 테스트될 뿐 아니라 유도 계산의 정밀도가 테스트에서 고려된다. 이와 관련해서 달성된 장점은 기본적으로 다름과 같다.

- 보다 포괄적인이 테스트 결과가 달성됨에도 불구하고, 제로 테스트와 비교해서 테스트를 실행하기 위해서 추가의 장치가 필요하지 않게 된다.

- 실행을 위한 방법이 복잡하지 않게 되고, 전문가의 도움이 필요하지 않게 되고, 방법이 사격 범위 밖에서도 실행될 수도 있게 된다.

- 방법이 환경적으로 용인될 수 있는데, 목표물에 대한 손상이 없게 되고, 탄약이 사용되지 않게 되므로, 음향적인 방출이 또한 없어지게 된다.

신규한 방법은 매우 비용 효과적이고 전형적인 제로 테스트와 같이 실행하기 간단한데, 유도 계산을 포함하는 전체 조준 에러에 대한 정보를 제공하는 유일한 테스트 방법이다. 이 방법은 조준 에러의 원인에 대한 소정의 진단을 허용하지 않는다. 그러므로, 조준 에러의 교정은, 에러 원인을 제거하는 것에 의해서가 아니라, 에러 보상에 의해서만 실행될 수 있다. 그런데, 이는, 최종 분석에 있어서는 무기시스템의 효과만이 중요하고, 조준 에러가 그들 원인을 통해서 또는 보상에 의해서 교정되는 지는 중요하지 않으므로, 이 방법의 가치를 감소하지 않게 된다.

신규한 방법은 다음의 단계를 포함한다.

- 목표물의 이동상태의 소급 계산은 다수의 측정을 기초로 실행되는데, 예컨대 기본적으로 목표물의 경험적인 진행/시간 곡선과 경험적인 속도/시간 곡선 및 가속도/시간 함수가 결정된다.

- 목표물의 미래의 이동상태의 외삽 계산은 목표물의 이동상태의 소급 계산을 기초로 실행되는데, 예컨대 목표물의 추정된 미래의 진행/시간 곡선이 결정된다.

- 예정 순간 및 예정 위치의 값 쌍이 기록되는데, 즉,

- 특정 위치에 목표물이 위치되는 예정 순간과,

- 연관된 예정 순간에 목표물이 위치되는 것으로 추정되는 예정 위치가 기록된다.

- 각각의 예정 위치가, 포탄 속도 및 포탄의 내탄도학적인 값을 고려해서, 사격 순간에 무기로부터 사격된 포탄이 예정 순간에 예정 위치에 도달하도록 하는 방법으로 특정 사격 순간에 대해 결정된다.

- 무기의 총렬은, 총렬이 각각의 예정 순간에 연관된 예정 위치를 조준하도록 하는 방법으로 앙각과 방위각에 대해서 조정된다. 예정 위치에서 무기 총렬의 조준은 예정 순간 바로 전의 조준 순간에서 실행될 수 있지만, 바람직하게는 예정 순간에 실행된다.

- 이미지 기록장치는 예정 위치와 그 주변을 연속적으로 또는 단속적으로, 특히 예정 순간이나 적어도 예정 순간에 매우 근접한 시간에 기록하는데, 이 경우 기록된 이미지는 이미지 재생장치를 사용해서 디스플레이 된다.

- 예정 순간에, 사격된 포탄은 예정 위치에 위치되고, 목표물은 예정 위치의 주변 내에 위치되는 것으로 추정된다. 예정 위치는 이미지 재생장치의 이미지 내에서 마크로 나타내지고, 실제 목표물이 이미지화된다. 마크와 목표물의 이미지 사이의 간격은, 예정 순간 전의 포탄 비행시간에 사격되었을, 예정 위치를 향해 조준된 포탄의 편차에 대응한다.

위에서 보다 상세히 설명된 바와 같이, 내탄도학에 대응하는 포탄[원문대로]만이 시뮬레이트되는 포탄의 비행 행동의 계산을 위해 고려된다. 이는, 조준 에러, 예컨대 무기시스템의 내부 행동만이 이 방법을 사용해서 테스트되므로, 타당하다.

신규한 방법에 있어서, 상기된 단계는 연속적으로, 바람직하게는 시간이 기록되어 실행되는데, 매우 작은, 바람직하게는 동일한 시간 간격에 의해 서로 분리된 계산 순간에서 예정 순간/예정 위치의 값 쌍에 대해 계산 단계가 수행되는 의미로 이해된다. 그러므로, 이미지 재생장치는, 전체 목표물 궤도에 대해서 무기시스템의 조준 에러를 연속적으로 디스플레이한다.

바람직하게, 각각의 예정 순간은 계산 순간으로부터 시작해서 계산되고, 그러므로 수반되는 계산 순간 중 하나와 일반적으로 일치하지 않게 된다. 계산 순간의 무기 총렬의 조준을 위해서, 대응하는 예정 위치는 그 연관된 예정 순간이 계산 순간과 연관된 이 예정 순간과 근접하게 위치한 예정 위치 사이에서 내삽에 의해 결정되어야 한다.

신규한 방법에 있어서, 사격 제어장치 및 무기의 위치 차이가 계산을 위해 고려되어야 한다. 또한, 이 방법은 무기가 사격 제어장치에 대해 움직이면, 예컨대 진행하는 탱크 상에 탑재되면, 실행될 수 있다. 이 경우, 변화하는 무기의 위치는 연속적으로 측정되어야 하고, 계산에서 고려되어야 한다.

상기된 사격 제어장치와 연관된 무기의 전진은, 예컨대 배나 탱크상에 장착된 이동 플랫폼 상에 위치된 무기의 진동 운동으로 혼동되지 않게 된다. 배나 탱크 상의 무기는 전진과 진동 및 요동 운동 모두를 실행할 수 있다. 전형적으로,배 및/또는 탱크는 이러한 진동 운동을 보상하기 위한 안정화 설비를 갖는다. 신규한 방법에 있어서, 안정화 설비에 의해 보상되는 진동 운동은 계산에서 고려되지 않는다. 이는, 신규한 방법에 따른 테스트 시스템이, 유도 계산이 고려되는 동안 목표물의 추적과 무기의 총렬 조준 사이의 무기시스템의 기능부를 구비하여 구성될 뿐 아니라, 안정화 설비의 효과를 포함하는 것을 의미한다.

신규한 방법의 결과를 판단하기 위해서, 첫째로 무기로 사용되는 방공용 화기가 다수의 무기의 총렬을 갖기 때문에, 둘째로 통상 다수의 무기가 무기시스템의 사격 제어장치에 할당되기 때문에, 셋째로 유포(spread)가 실제 포탄으로 사격할 때 기대될 수 있기 때문에, 무기시스템의 정밀한 실행이 이미지 재생장치 상에 나타나는 이미지를 기초로 추정될 수 있는 것 보다 일반적으로 양호한 것으로 고려하여야 한다. 그런데, 신규한 방법은, 정확한 성능에 부정적인 영향일 수 있는 외탄도학을 고려하지 않는 것으로 고려된다.

상기 방법을 실행하기 위해서, 이미지 기록장치와, 연결장치로 이 이미지 기록장치에 연결되는 이미지 재생장치가 사용된다. 더욱이, 필요한 소프트웨어와 메모리유닛을 갖는 데이터 처리유닛이 이용가능해야 한다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서, 이미지 재생장치는 기록된 이미지가 연속적으로 즉각 디스플레이 될 수 있도록 하는 방법으로 이미지 기록장치에 연결된다.

비디오 카메라는, 예컨대 이미지 기록장치일 수 있다.

이미지 기록장치를 위치시키기 위한 다양한 실시예가 있게 된다. 적어도 대략적으로 평탄한 비행 경로를 가정하면, 가장 정확한 테스트 결과는, 이미지 기록장치의 광축이 무기의 총렬축과 일치하면, 달성된다. 이는, 모든 탑재의 변형예에서 가능하지 않지만, 원리적으로 이미지 기록장치의 광축과 무기 총렬축이 가능한한 크게 일치할수록 가능하다. 제1변형예는, 이미지 기록장치의 광축이 무기의 총렬축과 일치하도록, 예컨대 무기 총렬의 방향 및 위치와 대응하도록 하는 방법으로 이미지 기록장치를 무기의 총렬 내나 무기의 총렬 상에 부착하는 것이다. 제2실시예는, 이미지 기록장치의 광축이 무기 총렬축의 위치는 아니라 무기 총렬축의 방향에 대응하도록 하는 방법으로 이미지 기록장치를 무기의 총렬 내에 부착하는 것이다. 제3실시예는, 이미지 기록장치의 광축이 무기 축의 방향이나 위치에 대응하지 않도록 하는 방법으로 이미지 기록장치를 무기 총렬 상에 부착하는 것이다. 제2 및 제3실시예의 이미지 기록장치의 부착에 있어서, 이미지 기록장치의 광축과 무기 총렬축 사이의 차이는, 실제적인 방법을 시작하기 전에 무기 총렬의 중앙에 부착된 켈리브레이팅 카메라를 사용함으로써 수립될 수 있고, 수반되는 방법의 단계에서 순수하게 광학적이거나 계산에서의 고려를 통한 보상적인 교정으로서 고려된다. 이러한 교정은, 이미지 기록장치의 광축과 무기 총렬축 사이의 적어도 위치 차이가 무기와 목표물 사이의 거리에 비해 비교적 작으면 없게 될 수도 있다.

이미지 기록장치의 광축을 무기 총렬축과 일치하도록 하는 방법으로 이미지 기록장치가 탑재되면, 일시적으로만 무기에 부착할 수 있다.

그런데, 이미지 기록장치의 광축이 무기 총렬축의 위치와 일치하지 않도록 하는 방법으로 이미지 기록장치가 탑재되면, 무기에 영구적으로 부착될 수도 있다.이는 본 발명에 따른 방법이 실용적으로 소정의 시간에 준비 없이 실행될 수 있는 장점이 있는데, 예컨대 목표물 제거의 실패가 무기 시스템의 조준 에러에 의해서 또는 기대되지 않은 목표물의 이동에 의해서 일어나는 지를 빨리 테스트할 수 있다. 그런데, 고정은, 특히 이미지 기록장치가 무기 총렬에 직접 부착되면, 규칙적인 사격동안 강한 요동이 일어나므로, 비교적 단단해야 한다.

전형적인 적합한 고정수단이 무기 상에 이미지 기록장치를 탑재하기 위해 사용된다. 바람직하게는, 이는, 무기가 필드에서 큰 온도차를 겪게 되는 경우에 고려되어야 한다.

전형적으로, 모니터가 이미지 재생장치로서 사용된다. 이미지 재생장치는 마크, 예컨대, 십자선 및/또는 좌표시스템 또는 대응하는 필드가 이미지 기록장치에 의해 제공된 이미지의 시각화 동안 디스플레이 되도록 하는 방법으로 수행되는데, 마크, 예컨대 십자선 및/또는 좌표시스템 및/또는 대응하는 필드의 기시점(origin)이 무기 총렬축의 연장선으로 이해되는 조준선이다. 목표물이 마크와 일치하면, 편차가 없게 되고, 조준 정밀도가 완벽하게 되는데, 취소되지 않은 목표물의 추적과 무기 총렬의 조준 사이의 일련의 제어에서 일어나는 다수의 에러가 배제된다. 편차의 레벨은 부가적인 마킹 또는 켈리브레이션을 통해 이미지 재생장치에 의해 판독될 수 있다.

이미지 기록장치와 이미지 재생장치 사이의 연결장치는, 전형적으로 이미지 기록장치 상의 송신기와 이미지 재생장치 상의 수신기를 갖는 케이블 연결, 유리 섬유 연결, 또는 비물질(non-material) 연결일 수 있다. 비물질 연결장치는, 무기총렬이 큰 각도, 가능하게는 360°이상으로 선회될 때, 케이블 얽힘이 없게 되는 장점을 갖는다. 그런데, 이들은 쉽게 오동작한다. 보다 덜 오동작하는 물질 연결장치가 사용되면, 무기 총렬의 넓은 각도 선회의 경우 케이블 얽힘을 방지하기 위해서 측정이 행해져야 하고, 이를 위해 공동으로 회전하는 접촉이 사용될 수 있고, 케이블이, 예컨대 붐(boom) 타입에 걸쳐 안내될 수 있다.

일반적으로, 무기시스템에 할당되는 데이터 처리유닛이 데이터 처리유닛으로서 사용될 수 있다. 이 유닛은 사격 제어장치 상에서 배제되어 위치될 수 있거나 사격 제어장치 상에 부분적으로 위치될 수 있고, 무기 자체 상에 부분적으로 위치될 수 있다. 가능하게는 무기 및 무기 제어장치로부터 분리된, 가능하게는 모듈 내에서 연결될 수 있는 분리 컴퓨터 및/또는 메모리 유닛이 사용될 수 있다.

보다 상세하게 설명된 바와 같이, 무기와 사격 제어장치 사이의 상대 위치, 예컨대 거리와 상대 각도는 공지되어야 하고, 계산에서 고려되어야 한다.

무기 및 사격 제어장치 모두가 고정되면, 이 상대 위치는 일정한 화기 패럴랙스(gun parallax)이다. 화기 패럴랙스는 방법의 시작 전에 결정되어야 한다. 위치 측정장치가 화기 패럴랙스를 결정하는데 사용된다. 이는 3각 측량장치와 같은 완전히 외부적인 장치이거나 무기 시스템의 내부적인 장치 또는, GPS와 함께 동작하는 장치일 수 있다.

그런데, 무기와 사격 제어장치 사이의 상대위치는, 무기가 운송수단, 예컨대 탱크 상에 탑재되는 한편 무기 제어장치가 고정되면, 변화될 수 있다. 이 경우, 상대 위치의 연속적인 변화가 탐지되고, 방법이 수행되는 동안 실행되는 계산에서연속적으로 고려되어야 한다. 그러므로, 위치 측정장치는 순수하게 외부적인 장치가 아닐 수 있다. 위치 측정장치는 데이터 처리설비에 연결되고, 소프트웨어는 이 방법의 계산에서 상대위치의 연속적인 변화를 고려할 목적으로 실행되어야 한다.

(실시형태)

본 발명에 따른 방법이 도 1 내지 도 4를 참조로 설명되는데, 계산 순간(Tc)에서의 과정이 기재되며, 실제로 이들 계산은 다수의 연속적인 계산 순간에 연속적으로 및/또는 반복적으로 수행된다.

도 1은 조준 정밀도가 체크되고, 그 조준 에러가 수립되는 무기시스템을 나타낸다. 무기시스템은 사격 제어장치(F)와, 무기의 총렬(B)과 무기의 총렬을 조준하기 위한 조준수단을 갖는 무기(W)를 갖는데, 단순하게 하기 위해서, 사격 제어장치(F)와 무기(W)가 동일 위치에 위치된 것으로 가정한다. 무기의 총렬축 및 무기의 총렬(B)을 넘어 진행하는 그 연장선은 참조부호 B.1으로 가리켜진다. 무기는 전형적인 사격 동작을 위해 필요한 소프트웨어(S)를 갖는 데이터 처리설비(EDV)에 할당된다.

본 발명에 따른 방법을 실행하기 위해서, 무기시스템(W)은 이미지 기록장치(V)와, 이미지 재생장치(M) 및, 특정 소프트웨어(S.1)를 갖는 컴퓨터 유닛을 갖는다.

이미지 기록장치(V)는, 예컨대 비디오 카메라이다. 이미지 기록장치(V)는 무기의 총렬(B)의 전방에 놓인 공간의 이미지를 기록하기 위한 것이다. 이러한 목적을 위해서, 이미지 기록장치(V)는 무기의 총렬(B)과의 일체 내에서 무기의총렬(B)의 조준 운동이 수행되도록 하는 방법으로 위치된다. 바람직하게는, 이미지 기록장치(V)는, 그 광축이 무기의 총렬축(B.1)과 정확하게 일치하도록 하는 또는, 무기의 총렬축(B.1)으로부터 약간 차이나도록 하는 방법으로 무기(W) 상에 및/또는 무기의 총렬(B) 내에 위치되는데, 상기 약간의 차이는 본 발명에 따른 방법의 결과에 대해서 대수롭지 않다. 한편, 이미지 기록장치(V)는, 그 광축의 방향 및/또는 위치가 무기의 총렬축(B.1)으로부터 대수롭지 않은 정도로 일탈하도록 하는 방법으로 위치될 수도 있는데, 이 일탈은 본 발명에 따른 방법 내에서 탐지 및 보상될 수 있다.

이미지 재생장치(M)는, 예컨대 모니터이다. 이는 이미지 기록장치(V)에 연결되어, 이미지 기록장치(V)에 의해 기록된 이미지를 디스플레이하는 것을 목적으로 한다.

컴퓨터 유닛은 데이터 처리설비(EDV) 내에 통합될 수 있는데, 이 배열이 일반적으로 전형적이고, 기재된 실시예에서도 사용되며, 컴퓨터 유닛의 기능은 소정 경우에 나타낸 무기시스템의 데이터 처리설비(EDV)에 의해 처리되므로, 특정 소프트웨이(S.1)만이 필요하게 된다.

또한, 도 1은 순간(Ta)의 추정 위치(Pa) 및 순간(Tb)의 위치(Pb)를 갖는 목표물(Z)을 나타내고, 순간(Tc)의 위치(Pc)가 추정된다. 목표물(Z)은 목표물 궤도 상에서 움직이는데, 도 1에서는, 순간(Tc) 전에 목표물이 통과하는 목표물 궤도의 섹션, 섹션 z-가 실선으로 도시되고, 순간(Tc) 후 통과하는 것으로 추정되는 목표물 궤도의 섹션 z+가 쇄선으로 도시되며, 순간(Tc) 후 목표물이 실제적으로 통과해서 비행하게 되는, 순간(Tc)에서는 아직 알려지지 않은 목표 궤도의 섹션 z+eff를 일점쇄선으로 나타낸다.

목표물(Z)은 사격 제어장치(F)에 의해 추적되고, 목표물(Z)의 이동상태가 동시에 수립된다. 목표물(Z)은 순간(Ta)의 위치(Pa)와 연관된 이동상태 및, 순간(Tb)의 위치(Pb)와 연관된 이동상태를 갖는다. 순간(Tc)에서, 무기시스템에 할당된 처리설비(EDV)는 섹션 z-의 목표물 궤도를 포함하는 목표물(Z)의 순간(Tc)까지의 이동상태를 소급적으로 계산한다.

계산 순간으로서 추정되는 순간(Tc)에서, 공지된 방법으로 유도 계산이 실행된다. 목표물(Z)의 수립된 이동상태를 기초로, 데이터 처리설비(EDV)는 외삽을 통해 목표물 궤도 z+에 대응하는 목표물(Z)의 미래의 기대 이동상태를 계산한다. 예정 순간(T*) 및 연관된 예정 위치(P*)는, 무기(W)의 무기 총렬(B)로부터 순간(Tc)에 사격된 포탄(G)이 예정 순간(T*)에 예정 위치(P*)에 도달하도록 하는 방법으로 수립된다. 포탄 속도와 포탄(P)의 내탄도학이 계산에서 고려된다. 사격 제어장치(F)의 위치로부터 무기(W)의 위치의 차이, 예컨대 화기 패럴랙스가 있으면, 이 차이도 계산에서 고려되어야 한다. 이 예정 순간(T*)에서는, 목표물(Z)이 대응하는 예정 위치(P*) 근처에서 기대된다. 그 실제 이동상태는 일반적으로 계산된 이동상태에 대응하지 않기 때문에, 목표물(Z)은 기대되는 예정 위치(P*)에 정확하게 도달하지 않는 것으로 추정되므로, 실제 목표 궤도 z+eff는 기대 목표물 궤도 z+와 일치하지 않거나, 계산된 시간에 통과해서 비행하지 않게 된다.

유도 계산이 연속적인 계산 순간에 연속적으로 실행된다. 목표물(Z)의 각각의 연관된 예정 순간(T*)과 예정 위치(P*)에 대해 수립된 값 쌍(T*,P*)이 테이블의 타입 내에 데이터 처리설비(EDV)의 메모리 내에 저장된다. 이 테이블은, 목표물 궤도의 섹션 z+eff 상에서 더 비행하는 목표물(Z)의 이동상태의 또 다른 수립을 기초로 연속적으로 업데이트 된다. 예정 순간(T*)에 도달함에 따라서, 무기 총렬(B)은 예정 위치(P*)를 조준한다. 그런데, 일반적으로, 예정 순간(T*)은 계산 순간 중 하나와 정확하게 일치하지 않는다. 이 경우, 저장된 값 쌍 중 하나에 속하지 않은 예정 순간(T*)을 바로 수반하는 계산 순간이, 예정 순간으로서 사용된다. 물론, 저장된 값 쌍 중 하나에 속하지 않는 이 순간과 연관된 예정 위치는, 그 다음 값 쌍T*/P*과 예정 위치 및 예정 순간의 저장된 값 쌍으로부터 인접한 값 쌍 사이의 내삽법에 의해 결정된다. 실제 포탄(G)이 순간(Tc)에 예정 위치(P*)로 사격되면, 포탄 궤도(g)를 따라서 비행하게 되고, 예정 순간(T*)에 예정 위치(P*)에 도달하게 된다. 목표물(Z)은 예정 순간(T*)에 이 예정 위치(P*)의 주변(A) 내에 위치되므로, 포탄(G)이 실제 사격되었다면, 어느 정도 확실하게 타격이 일어나게 된다. 소프트웨어(S.1)가 이들 계산을 위해 사용된다.

사격 동안, 각각의 예정 위치로의 무기 총렬(B)의 조준은, 전형적으로 포탄 비행기간의 시작에서, 포탄을 사격하기 위한 목적으로 실행되고, 본 발명에 따라서 무기 총렬의 조준이 포탄 비행기간의 종료시에, 그러므로 이미지를 기록하기 위한 예정 순간에서만 실행된다.

예정 순간(T*)에서, 신호는 무기 총렬(B)의 조준수단이 예정 위치(P*)를 조준하는 것을 기초로 데이터 처리유닛(EDV)에 의해 이용 가능하게 만들어진다. 이예정 위치(P*)와 그 주변(A)의 이미지는 예정 순간(T*)에 이미지 기록장치(V)에 의해 기록된다. 이 이미지는 이미지 재생장치(M)의 도움으로 시각화된다. 또한, 무기 총렬(B)의 조준과 이미지의 기록이 연속적으로 실행된다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 무기의 총렬축(B.1)의 연장을 나타내는 마크(X)는 시각화된 주변(A)의 이미지 위에 보여진다. 포탄(G)이 순간(Tc)에 사격되면, 이 마크(X)는 포탄 궤도(g)의 끝에 대응하게 된다. 더욱이, 참조부호 Z로 가리켜지는 목표물(Z)의 이미지가 마크(X)에 대한 소정 편차를 갖고 시각화된 이미지 상에서 보여질 수 있다. 마크(X)로부터의 목표물(Z) 이미지의 편차는 무기시스템의 조준 에러의 게이지(gauge)이다. 무기시스템이 조준 에러가 없으면, 목표물(Z) 및 마크(X)의 이미지는 일치된다.

상기 과정은 축척해서 나타내지 않은 도 3의 도움으로 다시 도시되는데, 사격 제어장치(F)와 무기(W) 사이의 거리(d)가 추정된다. 사격 제어장치(F)와 무기(W)의 상대 위치는 도 4에 도시된 위치 측정장치(W-F)에 의해 측정되는데, 이 측정장치는 무기시스템의 내부 위치 측정장치 또는 완전히 외부의 위치 측정장치일 수 있다. 순간(Tc)에서, 사격 제어장치(F) 및/또는 그 탐색 및 추적유닛은 영역(C)에서 활동적이고, 목표물(Z)은 위치(Pc)에 위치되며, 포탄(G)을 사격할 의도가 있으면, 무기의 총렬(B)은 예정 위치(P*)를 조준하게 되며, 사격 후 비행하게 되는 그 포탄 궤도(g)의 시작에서 포탄(G)은 여전히 무기의 총렬(B) 내에 있게 된다. 예정 순간(T*)에서, 예컨대 포탄(G)이 겪게 되는 포탄 비행기간의 완료 후, 목표물(Z)은 예정 위치(P*) 근처에 있고, 무기의 총렬(B)은 예정 위치(P*)를 조준한다. 조준 에러는 도 3에 각도 ρ로 보여진다.

도 4는 2위치에 도시된 고정된 사격 제어장치(F)와 운송수단(Q) 상에 탑재된 무기(W)를 갖는 무기시스템을 나타내고, 사격 제어장치(F)와 무기(W) 사이의 거리(d)와 상대 각도(δ)는 시간에 따라 변화하는데, 순간(Tc)에서, d1과 δ1이고, 순간(T*)에서 d2와 δ2이다. 무기시스템(W)은, 데이터 처리설비(EDV)에 연결된 GPS와 함께 작동하는 내부적인 위치 측정장치(W-F) 또는 위치 측정장치(W-F)를 갖는다. 또한, 거리(d) 및 무기(W)와 사격 제어장치(F) 사이의 상대 각도(δ)의 연속적인 변화를 고려할 목적으로 소프트웨어(S.1)가 계산에서 실행된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 무기시스템의 조준 에러를 판단하기 위한 신규한 방법 및 장치와 이 장치의 용도를 제공하는 효과가 있다.

Claims (23)

1. 목표물(Z)을 추적하기 위한 사격 제어장치(F)와, 무기의 총렬(B)을 갖는 무기(W), 무기의 총렬(B)을 조준하기 위한 조준수단 및, 데이터 처리설비(EDV)를 갖고,

   사격 제어장치(F)가 목표물(Z)을 추적하고, 조준수단이 무기의 총렬(B)을 조준하며,

   무기의 총렬(B)과 일체로 움직이는 이미지 기록장치(V)가 목표물(Z) 및 그 주변의 이미지를 반복적으로 기록하고,

   이미지 재생장치(M)가 이미지 기록장치(V)에 의해 기록된 이미지 및 마크(X)를 디스플레이하고, 이 마크(X)가 무기(W)의 조준선의 점을 나타내고, 마크(X)로부터의 목표물(Z) 이미지의 편차(a)가 무기시스템의 조준 에러를 나타내며,

   무기 총렬(B)의 조준이 목표물(Z) 및 포탄(G)의 이동을 고려하는 유도 계산을 기초로 실행되는 것을 특징으로 하는 무기시스템의 조준 에러를 판단하기 위한 방법.
2. 제1항에 있어서, 사격 제어장치(F)는, 목표물(Z)의 위치와 목표물(Z)이 이들 위치에 있는 것으로 추정되는 순간을 탐지하기 위해서, 목표물(Z)을 추적하는 동안 측정을 반복적으로 실행하고,

   계산 순간으로서 선택된 순간(Tc)에서, 데이터 처리설비(EDV)는 연속적으로,

   사격 제어장치(F)의 측정을 기초로 목표물(Z)의 현재 이동상태를 계산하고,

   목표물(Z)의 현재 이동상태를 기초로 목표물(Z)의 미래의 기대 이동상태를 계산하며,

   무기(W) 및 사격 제어장치(F)의 위치 차이(d,δ) 뿐 아니라 사용할 수 있는 포탄(G)의 속도 및 내탄도학을 고려해서, 예정 순간(T*)에서, 계산 순간(Tc)에 사격된 포탄(G)이 예정 위치(P*)에 도달하고, 목표물(Z)이 예정 위치(P*)의 주변에서 기대되도록 하는 방법으로 예정 순간(T*)과 연관된 예정 위치(P*)를 결정하며,

   조준 순간(T°*)에 도달함에 따라서, 무기 총렬(B)의 조준수단에 이용할 수 있는 신호를 만들며,

   무기의 총렬(B)이 적어도 예정 순간(T*)에 연관된 예정 위치(P*)를 조준하고, 편차(a)가 유도 계산을 고려하는 조준 에러에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 조준 순간(T°*)이 예정 순간(T*)과 일치하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 이 방법에 의해 야기되는 지연, 특히 무기의 총렬(B)을 조준하기 위한 수단으로 신호를 전송하는데 있어서의 지연이 계산에서 고려되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 사격 제어장치(F)의 위치로부터 무기(W)의 위치의 차이(d,δ)가 반복적으로 측정되고, 이 차이(d,δ)의 변화가 계산에서 연속적으로 고려되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 무기의 총렬축(B.1)과 이미지 기록장치(V)의 광축 사이의 편차가 수립되고, 이 편차가 이미지 재생장치(M)에 의해 이미지 기록장치(V)에 의해 기록된 이미지를 나타내는데 고려되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 목표물(Z)을 추적하기 위한 사격 제어장치(F)와, 무기의 총렬(B)을 갖는 무기(W), 무기의 총렬(B)을 조준하기 위한 조준수단 및, 소프트웨어(S)를 갖는 데이터 처리설비(EDV)를 갖는 무기시스템의 조준 에러를 판단하기 위한 장치(M,V,S.1)로서,

   사격 제어장치(F)가 목표물(Z)의 각각의 위치를 측정하기 위한 센서장치를 가지며,

   데이터 처리설비(EDV)가 목표물(Z)의 현재 이동상태를 반복적으로 계산하기 위한 목적으로 실행되고, 예정 순간(T*)과 예정 위치(P*)를 수립하기 위해서 계산 순간(Tc)으로서 선택된 순간에 유도 계산을 반복적으로 실행하며, 목표물(Z)의 현재 이동상태를 고려하고, 예정 순간(T*)에, 계산 순간(Tc)에 사격된 포탄(G)이 예정 위치(P*)에 도달하고, 목표물(Z)이 예정 위치(P*)의 주변에서 기대되도록 하는 방법으로 사용할 수 있는 포탄(G)의 속도 및 내탄도학을 고려하고,

   상기 장치(M,V,S.1)가,

   목표물(Z)의 이미지를 기록하기 위해서 무기의 총렬(B)과 일체로 움직이는 이미지 기록장치(V)와,

   기록된 이미지 및 조준선의 점을 나타내는 마크(X)와 무기시스템의 조준 에러에 대응하는 마크(X)로부터의 목표물(Z)의 이미지의 편차(a)를 시각화하기 위한 이미지 재생장치(M),

   유도 계산을 기초로 조준수단에 이용할 수 있는 신호를 만들어서 무기의 총렬(B)이 예정 순간(T*)에 예정 위치(P*)를 조준하게 하는 데이터 처리설비(EDV)를 위한 부가적인 소프트웨어(S.1)를 갖는 것을 특징으로 하는 무기시스템의 조준 에러를 판단하기 위한 장치.
8. 제7항에 있어서, 무기의 총렬이 예정 순간(T*)에 예정 위치(P*)를 조준하는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 이미지 재생장치(M)가 실행되고, 기록된 이미지가 즉각적으로 디스플레이되도록 하는 방법으로 이미지 기록장치(V)에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제7항 또는 제8항에 있어서, 이미지 기록장치(V)가 비디오 카메라인 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제7항 또는 제8항에 있어서, 이미지 기록장치(V)는, 이미지 기록장치(V)의 광축이 무기의 총렬축(B.1)과 일치하도록 하는 방법으로 위치되는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제7항 또는 제8항에 있어서, 이미지 기록장치(V)는, 이미지 기록장치(V)의 광축의 적어도 방향 및 바람직하게는 위치가 무기 총렬축(B.1)의 위치에 대응하도록 하는 방법으로 위치되는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제7항 또는 제8항에 있어서, 이미지 기록장치(V)가 임시로 무기(W)에 부착되는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제7항 또는 제8항에 있어서, 이미지 기록장치(V)가 영구적으로 무기(W)에 부착되는 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제7항 또는 제8항에 있어서, 이미지 재생장치(M)가 모니터인 것을 특징으로 하는 장치.
16. 제7항 또는 제8항에 있어서, 이미지 기록장치(V)에 의해 이용할 수 있도록 만들어진 이미지가 디스플레이 될 때, 편차를 보상하기 위해서, 무기의 총렬축(B.1)으로부터의 이미지 기록장치(V)의 광축의 편차를 측정하기 위한 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
17. 제7항에 있어서, 데이터 처리유닛(EDV)은, 이미지 기록장치(V)에 의해 이용할 수 있도록 만들어진 이미지가 디스플레이 될 때, 무기의 총렬축(B.1)으로부터의 이미지 기록장치(V)의 광축의 편차의 필요한 보상을 결정하기 위해서, 계산을 실행하는 것을 목적으로 실행되는 것을 특징으로 하는 장치.
18. 제7항에 있어서, 사격 제어장치(F)에 대한 무기(W)의 전진 시, 무기(W)의 상대 위치의 변화를 연속적으로 측정하기 위한 위치 측정장치(W-F)를 갖고,

    데이터 처리유닛(EDV)은, 계산시 무기의 상대 위치의 변화를 연속적으로 고려할 목적으로 실행되는 것을 특징으로 하는 장치.
19. 제18항에 있어서, 위치 측정장치(W-F)가 무기시스템의 내부장치인 것을 특징으로 하는 장치.
20. 제18항에 있어서, 위치 측정장치(W-F)가 외부수단, 예컨대 GPS와 함께 작동하는 장치인 것을 특징으로 하는 장치.
21. 무기(W)가 운송수단(Q) 상에 탑재되고, 사격 제어장치(F)가 고정되는 제7항내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 장치의 용도.
22. 무기(W)와 사격 제어장치(F)가 운송수단(Q) 상에 탑재되는 제7항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 장치의 용도.
23. 무기(W)가 진동 및/또는 요동 이동을 실행하는 운송수단(Q) 상에 탑재되고, 안정화장치의 도움으로 이 운송수단(Q)에 대해 안정화되는 제7항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 장치의 용도.