KR20030062225A - 사격 에러를 보상하기 위한 방법 및 장치와 무기시스템을위한 시스템 컴퓨터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무기 총열(10.2)을 갖는 화기의 사격 에러를 보상하기 위한 방법 및 장치(20)에 관한 것이다. 정적인 화기 기하형상 에러에 의해 야기되고, 조준값에서의 무기 총열(10.2)의 조준 동안 무기 총열(10.2)의 위치에 영향을 주는 사격 에러가 보상된다. 이 목적을 위해서, 무기 총열(10.2)은 축 주위의 회전에 의해 단계적으로 측정위치 내로 가져와진다. 측정설비의 적합한 장치를 사용하면, 무기 총열(10.2)의 의도된 위치를 기재하는 의도된 값과 무기 총열(10.2)의 실제 위치를 기재하는 실제값이 각각의 측정위치에서 검출된다. 그 다음, 에러 값으로 정의된 실제값과 의도된 값 사이의 차이가 계산된다. 교정값이 측정위치의 다수의 에러값으로부터 수립되고, 교정값이 무기 총열(10.2)의 나중의 조준 동안 고려된다. 방법 및 장치(20)가, 무기시스템(10)의 화기(10.1)의 무기 총열(10.2)을 조준하기 위해 조준값을 계산하기 위한 시스템 컴퓨터(10.4)를 갖는 무기시스템(10)에 대해 사용되는데, 시스템 컴퓨터(10.4)는 이용 가능하게 만들어진 데이터를 위한 데이터 입력(24)을 갖고, 이 데이터가 정적인 화기 기하형상 에러에 의해 야기되고 무기 총열(10.2)의 위치에 영향을 주는 조준 에러를 보상하기 위해서, 조준값의 계산 동안 고려할 목적으로 의도된다.
Description
본 발명은 정적인 화기 기하형상의 에러에 의해 야기되는 무기시스템의 무기 총열을 갖는 화기의 사격 에러를 보상하기 위한 방법 및 장치와, 무기시스템을 위한 시스템 컴퓨터에 관한 것이다.
원리적으로, 본 발명은 정적인 화기 기하형상 에러 및 그 보상에 관한 것이다.
화기는 서로에 대해 고정되거나 이동가능하게 연결된 다수의 개별 부분을 구비하여 구성된다. 개별 부분은 정확한 차원적인 정확성을 가지며 생산될 수 없고, 이론적으로 결정되는 차원의 소정의 제조 공차 및/또는 편차와, 조립 동안 일어나는 의도된 상호 위치로부터의 고정된 조립 공차의 편차를 가지며 생산된다. 전체 편차는, 모든 화기는 그 이상적인 기하형상으로부터의 편차를 갖는 다는 결론을 갖고 이는 화기 기하형상 에러로 언급된다. 이러한 화기 기하형상 에러는 다수 타입의 에러로 구성된다. 예컨대, 화기 기하형상 에러는, 화기의 방위 디스플레이에 의해 가리켜지는 바와 같이 제로 위치의 무기 총열의 방위각(α)이 실제로 0°가 아니고, 약간의 각도(△α)에 의해 0°로부터의 편차를 갖는 것으로 명기된다. 유사하게, 그 제로 위치에서 무기 총열의 앙각(λ)은 화기의 앙각 디스플레이에 의해가리켜지는 값 0°를 갖지 않고, 0°로부터 약간의 각도(△λ)에 의해 편차를 가질 수 있다. 소정의 경우, △α와 △λ는 제로와 등가일 수 있지만, 다양한 화기 기하형상 에러가 서로 보상할 때 만이다.
제조 공차는, 일련의 화기의 동일한 개별 부분에 대해, 이러한 개별 부분이 마모되지 않거나 정확하게 조정할 수 있는 도구를 사용하는 동일한 기계장치 상에서 그리고, 온도상태와 같은 동일한 외부상태에서 항상 생산된다면, 등가이거나 대략적으로 등가일 수 있다. 그런데, 조립 후, 화기 기하형상 에러는 화기에 따라 다르게 될 수 있다.
문제는, 화기 기하형상 에러, 특히 각도 에러가 일정하지 않고 다양한 원인에 대해 변화되므로, 악화되는 것이다. 이동할 수 있는 개별 부분에 대해서, 이러한 변화는 주로 마모의 결과이고, 그러므로 이는 시간의 진행에 따라 증가한다. 그런데, 에러의 변화는 공기 및 화기 온도와 같은 현재의 환경 상태에 연관되고, 그러므로 교대로 증가 및 감소할 수 있다.
기계적인 부하 및 이에 의한 개별 부분의 변형은 부분적으로 위치에 의존하므로, 화기의 기하형상 에러가 개별 부분의 각각의 위치에 의해 영향받는 다른 문제가 일어난다.
마지막으로, 무기 총열의 특정 위치, 그리고 특정 시간에 명시된 화기 기하형상 에러는, 무기 총열이 이 특정 위치 내로 가져와질 수 있는 회전방향의 함수일 수 있다.
화기 기하형상 에러는 개별 화기의 특성을 나타내고, 그러므로 실제 화기 파라미터를 표현한다. 사격 에러 및/또는 화기의 정확성의 성능 감소는 화기 기하형상의 에러, 특히 각도 에러에 따라 일어난다. 무기 총열의 총구와 무기 총열로부터 사격된 발사체에 의해 가격되는 목표물 사이의 큰 거리에 기인해서, 무기 총열의 약간의 각도 편차도 사격되는 목표물로부터의 발사체의 중대한 편차를 일으킨다.
화기 기하형상 에러 및/또는 화기 파라미터가 공지되면, 이들이 원인이 되는 사격 에러가 보상될 수 있는데, 여기서 조준 에러의 결정 동안 화기에 할당된 컴퓨터의 소프트웨어에 의한 그 밖의 데이터에 더해서 화기 파라미터가 고려될 수 있다. 화기에 할당된 컴퓨터의 개념은, 화기 컴퓨터 및/또는 사격 제어장치의 컴퓨터를 의미하는 것으로 이해된다. 컴퓨터에 의해 고려되는 그 밖의 데이터는, 특히 목표물의 위치 및 운동을 기재하는 목표 데이터와, 각각의 기상상태를 기재하는 기상 데이터, 이론적으로 결정된 근육 속도로부터의 실제 총구 속도의 편차와 관련된 V0데이터 및, 사격된 각 포탄의 특성을 나타내는 가능하게는 포탄 데이터를 포함한다. 화기 기하형상 에러 및/또는 화기 파라미터의 결정과, 교정 함수를 얻기 위한 그들의 평가 및, 컴퓨터 소프트웨어에서 교정 함수의 실행은 화기가 동작하기 전에 수행되어야 하고, 각 화기에 대해 개별적으로 행해져야 한다.
화기 파라미터를 측정하기 위한 공지된 방법은 다수의 단점을 갖는다. 모든 타입의 화기 기하형상 에러가 측정될 수는 없다. 측정은 자동적인 방법으로 수행될 수 없으므로 큰 시간이 요구되며, 결과적으로 소수의 측정이 무기 총열의 측정위치에 대해 만들어지는데, 이는 임의의 측정 에러가 소멸할 수 없다는 결과를 갖게 한다. 측정은 큰 시간을 요구할 뿐 아니라 비교적 다수의 인원을 요구하므로, 비용이 드는 일이다. 더욱이, 몇몇 측정 인원은, 측정을 수행하기 위해서 무기 총열 총구의 영역에 위치되어야 하므로, 비교적 큰 위험에 종속되는데, 보다 큰 앙각 및 긴 무기 총열에 대해 이것이 의미하는 것은, 측정 인원이 리프트 장치를 사용해서 무기 총열 총구의 영역 내로 들어 올려지거나 측정이 사다리 상에서 수행되어야 하는 것이다.
본 발명의 목적은, 화기 기하형상 에러의 완전한 검출을 허용하고, 소수의 인원으로 완전히 자동적으로 정확하고 신속하게 수행할 수 있는 초기에 기재된 타입의 사격 에러를 보상하는 방법을 제시하는 것이고,
이 방법을 수행하기 위한 장치를 제시하는 것이며,
신규한 장치가 결합될 수 있는 무기시스템을 위한 사격 제어 컴퓨터 및/또는 시스템 컴퓨터를 제시하는 것이다.
도 1a는 본 발명에 따른 장치를 갖는 무기시스템을 개략적으로 나타낸 도면,
도 1b는 직교하는 축 시스템의 3개의 축과 함께 도 1a의 무기시스템의 화기를 단순화시켜서 나타낸 도면,
도 2a는 방위각 동기 에러를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 도면,
도 2b는 방위각 동기 에러의 경험적인 에러곡선을 나타낸 도면,
도 3a는 워블 에러의 경험적인 에러곡선을 나타낸 도면,
도 3b는 하부 화기 운반수단에 의해 야기되는 에러 구성요소만을 나타낸, 워블 에러의 경험적인 에러곡선을 나타낸 도면,
도 3c는 다리 지지수단에 의해 야기되는 에러 성분을 나타낸 워블 에러의 경험적인 에러곡선을 나타낸 도면,
도 4a는 일정한 방위각을 위해 앙각 동기 에러의 경험적인 에러곡선을 나타낸 도면,
도 4b는 파라미터로서 다양한 앙각을 갖는 방위각 함수로서 앙각 동기 에러를 나타낸 도면,
도 5는 수직 오프세트 에러의 경험적인 에러곡선 및 수학적인 에러함수를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 이 목적은, 조준값에서의 무기 총열(10.2)의 조준 동안 무기 총열(10.2)의 위치에 영향을 주는 정적인 화기 기하형상 에러에 의해 야기되는 무기 총열(10.2)을 갖는 화기의 사격 에러를 보상하기 위한 방법으로서, 축(A,L) 주위로의 회전에 의해 단계적으로 측정위치 내로 무기 총열(10.2)을 가져오고,
각각의 측정위치에서,
의도된 값이 무기 총열(10.2)의 의도된 위치를 기재하고,
무기 총열(10.2)의 실제 위치를 기재하는 실제값이 검출되며,
에러 값을 정의하는 실제값과 의도된 값 사이의 차이가 계산되고,
교정값이 다수의 에러값으로부터 수립되며,
무기 총열(10.2)의 나중의 조준 동안, 교정값이 고려되는 것을 특징으로 하는 화기의 사격 에러를 보상하기 위한 방법과,
계산된 조준값에서의 무기 총열(10.2)의 조준 동안 무기 총열(10.2)의 위치에 영향을 주는 정적인 화기 기하형상 에러에 의해 사격 에러가 야기되는 무기 총열(10.2)을 갖는 화기의 사격 에러를 보상하기 위한 장치로서,
이 장치가, 무기 총열의 위치를 기재하는 실제값을 수립하기 위한 측정설비(20.1)를 갖고, 측정설비(20.1)가 방위각 동기 에러(△α1) 및 가능하게는 수직 오프세트 에러(△α2)를 검출하기 위해서, 제1측정유닛을 갖는 무기 총열(10.2) 상의 광전자 자이로 측정시스템(22.1)을 갖는 것을 특징으로 하는 화기의 사격 에러를 보상하기 위한 장치 및,
무기시스템(10)의 화기(10.1)의 무기 총열(10.2)을 조준하기 위한 조준값을 계산하기 위한 무기시스템(10)의 시스템 컴퓨터(10.4)로서,
시스템 컴퓨터(10.4)가 이용할 수 있게 만들어진 데이터를 위한 데이터 입력(24)을 갖고, 이 데이터가 정적인 화기 기하형상 에러에 의해 야기되고 무기 총열(10.2)의 위치에 영향을 주는 조준 에러를 보상하기 위해서 조준값의 계산 동안 고려될 목적으로 의도되는 것을 특징으로 하는 시스템 컴퓨터에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 장치의 바람직한 정수는 청구항에 의해 정의된다.
본 발명을 사용해서 달성되는 장점은,
정적인 화기 기하형상 에러에 의해 야기되는 모든 각도 에러가 검출되고, 그러므로 보상될 수 있으며,
이제까지 부정확하게 결정되고 큰 비용이 들었던 정적인 화기 기하형상 에러가 정확하게 측정될 수 있고, 이에 따라 효과적으로 보상될 수 있으며,
자이로 측정시스템의 사용이, 종래와 같은 무기의 수평을 레벨링(leveling)하는 일 없이 각도 측정을 수행하게 하는 것이다.
광전자 자이로스코프, 특히 광섬유 자이로스코프의 사용은, 이전에 수행할 수 있는 측정을 훨씬 넘어서 정확하고 신뢰할 수 있고 재생가능하게 각도 측정을 수행하게 하고, 이전에 달성될 수 있는 것 보다 상세한 측정을 제공하며, 이 방법에 있어서는, 화기 기하형상에 의해 야기되는 사격 에러의 보다 정확한 보상을 가능하게 한다.
측정은 신속하고 자동적으로 수행될 수 있고, 화기를 측정하기 위한 시간 및 인원의 지출은 적게 되어 결과적으로 비용을 절약하게 된다.
측정에 참가하는 인원이 사고에 처할 위험이 크게 감소될 수 있다.
본 발명을 상세히 설명하기 전에, 이하 몇몇 기본적인 개념이 설명된다.
방위각 동기 에러, 앙각 동기 에러, 수직 오프세트 에러, 워블 에러(wobble error), 스퀸트 에러(squint error) 뿐 아니라 그들의 보상이 이하 보다 상세하게기재됨에도 불구하고, 본 발명의 기본적인 생각은 일어나는 모든 화기 기하형상 에러에 적용할 수 있다.
그 위치가 화기 기하형상 에러에 의해 영향 받는 무기 총열은, 전후 선회 또는 완전한 회전을 통해 다양한 위치로 가져올 수 있고, 각각의 위치는 대응하는 방위각, 예컨대 대응하는 측면의 각도에 의해 정의되고, 대응하는 앙각, 예컨대 대응하는 수직 각도에 의해 정의된다. 수직축 주위의 회전은 방위각을 변화시키고, 측면의 축 주위의 회전은 앙각을 변화시킨다. 수직축과 측면의 축은 공간의, 바람직하게는 직교하는 축 시스템의 2개의 축이고, 그 축은 테이블1에서 정의된다. 본 발명 설명의 구성에서는, 방위각은 사격동작에서와 같이 방위각이 북쪽으로의 편차가 아닌 제로 위치로부터의 편차로 이해한다.
테이블1
축의 정의
L축측면의 축(이론적인) 수평축, 그 주위로 무기 총열이 선회할 수 있 고, 앙각(λ)이 이 방향으로 설정된다.
A축수직축(이론적인) 수직축, 그 주위로 무기 총열이 선회할 수 있 고, 방위각(α)이 이 방향으로 설정된다.
R축길이방향 축(이론적인) 무기 총열의 수평축, 방위각 α=0이고
앙각 λ=0에 구속된 위치,
무기 총열의 실제 위치가 그 의도된 위치와 동일하지 않으므로, 사격 에러는 일어난다. 의도된 위치는, 무엇보다도 사격 제어 컴퓨터 및/또는 시스템 컴퓨터에의해 수립된 방위각과 앙각에 대한 값에 의해 정의되지만, 정적인 화기 기하형상 에러에 기인해서 추정되지 않는다. 일어나는 무기 총열의 위치의 각도 에러와, 이를 야기하는 화기 기하형상 에러 및, 화기 기하형상 에러의 주요한 원인이 테이블2에 보여질 수 있다. 방위각 에러 및 앙각 에러로서 명기된 각도 에러는 이하의 5가지 타입의 에러를 구비하여 구성되는데, 이들은 서로에 독립적이지 않다.
(1) 방위각 동기 에러 △α1,
(2) 워블 에러 △τ,
(3) 앙각 동기 에러 △λ,
(4) 수직 오프세트 에러 △α2,
(5) 스퀸트 에러 △σ.
테이블2
무기 총열의 위치의 각도 에러, 화기 기하형상 에러 및, 그들의 원인.
| 각도 에러 | 화기 기하형상 에러 | 원인 |
| 방위각 에러(측면의 에러) | △α1 방위각 동기 에러 | 1. 측면 선회 베어링의 편심2. 측면 선회 베어링의 진원도(out of round)3. 측면의 선회유닛의 크라운기어의 다양한 톱니 간격4. 코더 에러 |
| △α2 수직 오프세트 에러 | 5. 수평을 향한 앙각축의 기울기6. 총열축과 앙각 축의 비직교성 | |
| △σ스퀸트 에러 | 7. 총열축과 시계 라인의 비평행성 | |
| 앙각 에러(수직 에러) | △λ앙각 동기 에러 | 8. 수직 선회 베어링의 편심9.수직 선회 베어링의 진원도10. 수직 선회유닛의 크라운기어의 다양한 톱니 간격11. 코더 에러12. 증가하는 앙각에 따른 화기의 후방 스킵핑(skipping) |
| △τ | 13. 구조의 탄성 | |
| △σ 스퀸트 에러 | 7. 총열축과 시계 라인의 비평행성 |
이들 부분적인 에러를 결정하기 위해서, 다수의 측정이 수행된다. 유효한과정에 대해서, 무기 총열의 각각의 위치에 있어서, 측정이 하나 이상의 타입의 에러와 연관해서 수행되므로, 3개의 측정 과정의 진행으로 측정을 수행하는 장점이 있다. 3개의 측정 과정, 부분적인 에러 및, 각각의 사용되는 측정 장치가 테이블3에 나타난다.
테이블3
각도 에러, 측정 과정 및, 측정 장치
| 측정 과정 | 부분적인 에러와 연관 | 측정 장치 | |
| 1 | 방위각 동기 에러워블 에러 | △α1△τ | 자이로 측정 장치스피릿 레벨 |
| 2 | 앙각 동기 에러수직 오프세트 에러 | △λ△α2 | 자이로 측정 장치자이로 측정 장치 |
| 3 | 스퀸트 에러 | △σ | 광학장치(목표물 망원경) |
화기의 정적인 화기 기하형상 에러를 기초로 사격 에러를 보상하기 위해서, 원리적으로 과정은, 이하와 같이 회전축 중 하나 주위로의 무기 총열의 이동 동안 일어나는 각도 에러를 결정한다. 무기 총열은, 기재된 회전 축 주위의 하나의 회전방향으로 회전에 의해, 연속적인 측정위치를 매개로 제로 위치로부터 단계적으로 측정위치인 최종 위치로 가져와 진다. 회전은 컴퓨터에 의해 제어된다. 측정설비의 적합한 측정 유닛을 사용해서, 각 단계 후, 무기 총열이 회전되는 실제 각도가 결정되고, 이 각도가 실제값으로서 언급된다. 유사하게, 각 단계 후, 예컨대 화기 또는 할당된 사격 제어 컴퓨터 및/또는 시스템 컴퓨터의 스케일 정보에 따라 무기 총열이 그 주위로 회전되어야 하는 이론적인 각도가 결정되고, 이 각도는 의도된값으로 언급된다. 그 다음, 의도하는 값과 실제값 사이의 각도 차이가 각 측정위치에 대해 계산되고, 이 차이가 에러 값으로 언급된다. 교정값이 사격 제어 컴퓨터 및/또는 시스템 컴퓨터의 소프트웨어 내에서 실행되는 에러 값으로부터 수립되고, 이어서 조준값, 예컨대 방위각 및 앙각에 대한 값의 결정에서 고려된다. 1차적으로, 조준값이, 목표물 데이터, 예컨대 사격되는 목표물의 위치 및 가능한 이동을 기재하는 데이터 및 탄도학 데이터를 사용해서 계산된다. 이 1차 계산은 본 발명에 따른 방법의 도움으로 교정된다.
특히, 실제값이 교정값을 수립하기 위해서 의도된 값의 함수로 표현될 수 있고, 교정값이 이로부터 결정될 수 있는 방법으로 준비될 수 있다. 교정값이 측정된 각도 에러로부터 발생되는 이러한 준비는, 수치적으로 및/또는 표의 도움으로 또는 수학적으로 또는 수치/수학적인 조합으로 수행될 수 있다.
수치적인 방법을 위해서, 값 쌍이 테이블 내에 저장되는데, 제1값은 의도된 값이고, 제2값은 실제값 또는 실제값과 각 값 쌍내의 의도된 값 사이의 차이이다. 또한, 값 쌍은 경험적인 에러곡선으로서 고려될 수 있다. 그 다음, 테이블 및/또는 경험적인 에러곡선이, 각 조준값의 계산이 테이블 및/또는 경험적인 에러곡선의 대응하는 값을 고려해서 교정된 방법으로 수행하도록 하는 방법으로 조준값의 계산 동안 이용될 수 있다.
수학적인 방법에 대해서, 에러 값은, 우선 의도된 각도 및/또는 경험적인 에러곡선의 함수로서 표 형태로 나타내지고, 적어도 하나의 수학적인 함수에 의해 근사되며, 예컨대 경험적인 에러곡선은 그 전체 과정에 걸쳐서 하나의 단일의 수학적인 에러함수에 의해 근사되거나 수학적인 부분 에러함수에 의해 각 섹션에서 근사되고, 따라서 전체적으로 다수의 수학적인 부분 에러함수에 의해 근사된다.
그 다음, 수학적인 에러함수가 컴퓨터에 이용될 수 있게 만들어지고, 이로부터 컴퓨터는 교정 함수를 결정하며, 무기 총열, 예컨대 방위각과 앙각에 대한 조준값의 계산 동안 교정 함수가 고려된다.
수치적인 방법이, 사격 에러의 보상에 대한 필요한 정확성이 보장되는 방법으로 설계될 수 있다. 그런데, 이하 기재된 바와 같이, 수학적인 방법은 수학적인 에러함수가, 특히 공지된 수학적인 방법을 사용해서 단순하게 분석될 수 있다는 장점을 갖는데, 사격 에러의 보상을 위한 값이 이로부터 달성될 뿐 아니라 에러함수에 대한 개별적인 건설적인 상태의 영향을 통찰할 수 있고, 이로부터 귀결되는 건설적인 개선이 최종 분석에서 화기 기하형상 에러가 소멸되는 루트에서 화기 기하형상에 의해 야기되는 사격 에러를 제거하기 위해 사용된다. 건설적인 개념은 개념적인 상태와 생산 및 조립과 관련된 상태 모두와 연관된다.
임의의 측정 에러를 제거하기 위해서, 상기 기재된 측정 과정을 한번 또는 다수번 반복하고, 표 형태로 달성된 값을 평균하는 것이 바람직하다. 한편, 평균의 경험적인 에러곡선이 모든 동일하게 수행되는 측정 과정으로부터 형성될 수 있고, 수학적인 에러함수가 각각의 경험적인 에러곡선으로부터 형성될 수 있으며, 평균의 수학적인 에러함수가 이들 함수로부터 형성될 수 있거나, 교정 함수가 각각의 경험적인 에러곡선으로부터 형성될 수 있고, 평균 교정 함수가 모든 교정 함수로부터 형성될 수 있다.
상기된 측정에 대해서, 무기 총열의 회전은 항상 동일 회전방향이고, 이 방법으로 얻어진 에러 값은 수치적으로 또는 수학적으로 준비될 수 있는 1방향으로 결정된 에러 값이다. 특히, 경험적인 에러곡선 및/또는 수학적인 에러함수는 1방향으로 결정된 1방향 에러곡선 및/또는 에러함수이다. 그런데, 에러 값은, 상기된 바와 같이, 무엇 보다도 이 회전이 수행되는 회전방향의 함수이다. 그러므로, 2개의 측정을 수행하는 것이 바람직하다. 이 목적을 위해서, 무기 총열은 제1측정에 대한 1회전방향 및 제2측정에 대한 대향하는 회전방향으로 동일 회전축 주위로 회전된다. 제1방향 회전의 측정위치 및 제2방향 회전의 측정위치가 대응할 수 있지만, 반드시 대응하지는 않는다. 이들 회전 동안, 제1방향 및 제2방향 에러 값이 수립된다. 제1방향과 제2방향 에러값 사이의 편차가 작으면, 자유 방향의 에러 값이 수립 및 준비되고, 더 분석 될 수 있다. 특히, 평균의 자유 방향의 경험적인 에러 곡선이 제1방향의 경험적인 에러곡선 및 제2방향의 경험적인 에러곡선으로부터 수립될 수 있는데, 제1 및 제2방향의 경험적인 에러곡선으로부터 평균의 자유 방향의 수학적인 에러함수 및 이로부터 평균의 자유 방향의 교정 함수가 수립될 수 있으며, 교정 함수가 조준값의 계산에서 고려된다. 그런데, 회전방향의 영향은 전체 에러 값의 시스템적인 에러 성분으로 귀결되므로, 제1방향 에러 값과 제2방향 에러 값이 바람직하게는 준비되고 분리되어 분석된다.
검출되는 에러에 따라서, 이미 기재된 바와 같이, 다양한 측정 장치가 사용된다. 특히, 스피릿 레벨, 바람직하게는 전자 스피릿 레벨과 자이로의 측정장치, 바람직하게는 광전자 자이로 측정시스템이 사용되는데, 이들은, 예컨대 링 레이저자이로스코프 및 광섬유 자이로스코프를 포함하는 것으로 이해된다. 일반적으로, 측정 장치는 화기 및/또는 무기 총열 상에 탑재된 후 측정 과정의 시작 전에 켈리버레이트되어야 한다. 자이로의 측정시스템의 사용을 위해서, 연속적으로 변화하는 자이로의 드리프트가 일반적으로 검출되고, 측정된 값이 자이로의 드리프트에 따라 교정되어야 한다. 자이로의 드리프트의 검출 및 고려는 유럽 특허출원 제00126917.4호에 개시된다.
상기된 기재는 축 중 하나 주위로의 무기 총열의 회전 동안 일어나는 검출 에러 값에 기초한 교정 함수를 수립하는 것과 연관된다. 그런데, 무기 총열은 하나의 축 주위로만 회전되지 않고, 2개의 일치하지 않는 일반적으로 직교하는 축 주위로 회전된다. 제1축은 바람직하게는 수직축(A)이고, 제2축은 바람직하게는 측면의 축(L)이며, 방위각(α)은 수직축(A) 주위로의 회전에 의해 설정되고, 앙각(λ)은 측면의 축(L) 주위로의 회전에 의해 설정된다.
제1측정 과정에서, 방위각 동기 에러(△α1)와 워블 에러(△τ)가 수립될 수 있다.
방위각 동기 에러(△α1)를 검출하기 위해서, 무기 총열의 방위각(α)은 0°의 앙각에서 단계적으로 변화된다. 수학적인 방법에 대해서, 이 방법으로 수립된 방위각 에러는 일반적으로 구성된 방위각 에러곡선을 제공하므로, 사인함수에 의해 근사될 수 있고, 무기 총열의 360°회전은 사인함수의 하나 이상의 주기에 대응한다. 자이로 측정시스템의 제1측정유닛은 측정장치로서 사용된다.
워블 에러(△τ)는 제1측정과정 내에서 검출된다. 이 목적을 위해서, 방위각 동기 에러(△α1)를 검출하기 위해 수행되는 무기 총열의 회전이 반복될 수 있다. 그런데, 실제 방위각 및 의도된 방위각 및/또는 그들의 차이는 검출 및/또는 수립되지 않는다. 수평에 대한 무기 총열축의 실제 경사 각도는 검출되고, 이 경사 각도는 실제 워블 각도 및/또는 실제값으로 언급된다. 의도된 워블 각도 및/또는 의도된 값으로 언급되는 이론적인 경사 각도는, 측정 과정이 0°의 앙각에서 수행되므로, 이 경우 항상 제로이다. 그러므로, 수직축(A) 주위로의 회전 동안의 워블 운동이 검출된다. 그런데, 0°가 아닌 일정한 앙각의 각도에서 측정 과정을 수행할 수 있는데, 이 경우 의도된 워블 각도는 이 일정한 이론적인 앙각의 각도에 대응하고, 실제 워블 각도는 앙각의 이론적인 각도로부터 앙각의 실제 각도의 편차에 대응한다. 스피릿 레벨, 바람직하게는 전자 스피릿 레벨이 측정시스템으로서 사용된다.
앙각 동기 에러(△λ)와 수직 오프세트 에러(△α2)가 제2측정과정에서 결정될 수 있다.
앙각 동기 에러(△λ)는 2개의 성분을 구비하여 구성되는데, 이 성분은 결합해서만 결정될 수 있다.
앙각 동기 에러(△λ)의 제1성분은, 방위각 동기 에러와 유사하게, 무기 총열의 각각의 실제 각도가 의도된 각도에 대응하지 않는다는 사실에 기초한다. 앙각 동기 에러(△λ)의 이 성분을 기재하는 부분적인 에러곡선 및/또는 부분적인 에러함수는, 가능하게는 다수의 각주파수를 갖는 사인 함수의 본성을 갖는다.
앙각 동기 에러(△λ)의 다른 성분은, 무기 총열의 가중에 의해 화기 운반수단에 인가된 토크가 증가하는 앙각에 따라 낮게 되는 사실에 기초하는데, 이 토크는 무기 총열을 아래로 회전시키는 경향을 가지며, 예컨대 방위각 0°와 낮은 앙각의 구속된 아래 위치에서 화기는 전방을 향한다는 사실에 기초한다. 증가하는 앙각에 따른 토크의 감소에 기인해서, 무기 총열은 화기 첨단이 아래로 구속된 위치에서 후방을 덜 향하는 것과 비교해서 전방을 향한다는 사실과 함께 무기 총렬은 아래로 덜 당겨진다. 앙각 동기 에러의 이 성분을 기재하는 부분적인 에러곡선 및/또는 부분적인 에러함수는 단일의 각주파수로 1로부터 감산된 코사인 곡선의 본성을 갖는다.
앙각 동기 에러를 결정하는 제2측정 과정의 측정은, 방위각 동기 에러가 검출되는 측정 과정과 유사하게 진행한다. 수학적인 방법을 위해서, 이들은 앙각 동기 에러의 제1성분에 대응하는 사인함수와 같은 에러함수를 제공하는데, 이 사인 함수는 수평 주위로 진동하지 않지만, 앙각 동기 에러의 제2성분에 대응하는 1로부터 감산된 코사인 곡선의 연속적으로 증가하는 곡선 주위로 진동한다. 2개의 부분 에러함수는 수학적으로 분리될 수 있다. 결과, 특히 전체 앙각 동기 에러의 교정만이 중대하므로, 이러한 분리는 대응하는 교정 함수를 계산하기 위해서 수행되지 않아야 한다. 그런데, 부분적인 에러함수는, 이들이 화기 구성의 에러와, 개별 조립체의 온도 의존성, 마모 및 그 밖의 것를 보다 명확하게 디스플레이 하기 때문에 관심을 가질 수 있다. 자이로의 측정시스템의 제2측정 유닛이 측정을 위해 사용된다.
제2측정 과정에서 수립될 수 있는 수직 오프세트 에러(△α2)는, 앙각 축(L)및 방위각 축(A)이 기재된 바와 같이 서로 직교하지 않고, 무기 총열축이 기재된 바와 같이 앙각 축(L)에 직교하지 않는 사실에 기초한다. 수평으로 레벨링된 화기와 함께라도, 앙각(λ)의 변화는 방위각(α)의 에러로 귀결된다. 수직 오프세트 에러(△α2)는, 원리적으로 λ의 탄젠트 함수와 λ의 역코사인 함수의 합, 특히 △α2= α tgα+b/cosλ-b에 기본적으로 비례하는 함수를 사용하여 기재되고 적합하게 교정될 수 있다. 90° 또는 거의 90°의 앙각에서, cosλ가 무한대이므로 교정이 이 함수를 기초로 명백하게 수행되지 않을 수 있다. 자이로 측정시스템의 제1측정유닛을 사용해서 수직 오프세트 에러(△α2)가 측정된다.
마지막으로, 스퀸트 에러(△σ)가 제3측정 과정에서 검출된다. 이 에러는 무기 총열축과 시계 라인의 비평행성을 표현한다. 전형적인 방법의 본 발명에 따른 방법으로 스퀸트 에러(△σ)가 수립되고 준비되므로, 자세히 설명하지는 않는다.
(실시예)
도면에서는 검출할 수 있는 에러가 절대값, 예컨대 방위각 및 앙각과 비교해서 작게 공지되므로, 에러 곡선 및 에러 함수를 나타내는 도면은 스케일 되지 않으므로 함수의 컴토가 염확히 보여진다.
도 1a는 무기시스템(10)을 개략적으로 나타낸다. 무기시스템(10)은 무기 총열(10.2)을 갖는 화기(10.1)와 사격 제어장치(10.3) 및, 사격 제어 컴퓨터 및/또는 시스템 컴퓨터(10.4)를 갖는다. 또한, 무기시스템(10)은 의도된 값 센서(10.5)를 갖는데, 이를 사용해서 무기 총열(10.2)의 의도된 위치가 검출된다.
더욱이, 도 1a는 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 장치(20)를 나타낸다. 장치(20)는 조준 후 무기 총열(10.2)의 실제 위치를 기재하는 실제값을 검출하기 위한 측정설비(20.1)와 컴퓨터유닛(20.2)을 갖는다. 의도된 값 센서(10.5)는 전형적으로는 무기시스템(10)의 구성요소이지만, 그 기능은 장치(20) 내에 포함될 수 있다.
도 1b는 하부의 화기 운반수단(12)과 상부의 화기 운반수단(14) 및 무기 총열(10.2)을 갖는 무기시스템(10)의 화기(10.1)를 나타낸다. 하부의 화기 운반수단(12)은 수평한 지지표면(1) 상에 3개의 다리(12.1,12.2,12.3)을 매개로 지지된다. 도 1에 있어서는, 3개의 축이 직교하는 축 시스템이 또한 나타나는데, 수직축은 참조부호 A로 가리켜지고, 측면의 축은 참조부호 L로 가리켜지며, 길이방향 축은 참조부호 R로 가리켜진다. 무기 총열(10.2)은 수직축(A) 주위로 회전될 수 있어, 측면의 각도 및/또는 방위각(α)을 변화시키고, 측면의 축(L) 주위로 회전될 수 있어, 수직 각도 및/또는 앙각(λ)을 변화시킨다.
측정설비(20.1)의 구성요소를 형성하는 광전자 자이로 측정시스템(22)은, 총구 영역 내에서 무기 총열(10.2) 상에 위치된다. 자이로 측정시스템(22)은 제1측정유닛 및/또는 α-측정유닛과 제2측정유닛 및/또는 λ-측정유닛을 포함하는데, 이들을 사용해서 무기 총열(10.2)의 변화된 방위각(α) 및/또는 변화된 앙각(λ)으로부터 일어나는 각도 변화가 검출될 수 있다.
이하에는, 제1측정 과정에서는 검출할 수 있지만, 분리의 부분 과정에서는 검출할 수 없는 방위각 동기 에러(△α1)와 워블 에러(△τ)를 보상하기 위한 과정이 기재된다.
도 2a 내지 도 2b는 방위각 동기 에러(△α1)에 관한 부분 과정과 연관된다. 도 2a에 있어서는, 크게 단순화된 평면도로 화기(10.1)를 나타낸다. 무기 총열축으로서 단순한 형태로 나타낸 무기 총열(10.2)은, 그 제로 위치에서 실선으로 가리켜지고, 제로 위치와 함께, 예컨대 20°의 각도를 둘러싸는 측정위치 중 하나에서 점선으로 가리켜진다. 제로 위치로부터 시작해서, 무기 총열(10.2)은 화살표(D1)의 방향으로, 예컨대 5°의 단계로 최종 위치로 총 180°회전한다. 무기 총열(10.2)의 회전은 사격 제어 컴퓨터(10.4)에 의해 제어된다. 각 측정위치는 연관된 측면의 각도 및/또는 연관된 방위각(α)에 의해 결정된다. 각 단계 후, 무기 총열(10.2)은, 예컨대 화기(10.1) 상에서 디스플레이된 연관된 의도된 값 및/또는 연관된 의도된 방위각(α1(이론))에 의해 정의되는 의도된 위치에 이론적으로 있게 된다. 그런데, 실제로, 무기 총열(10.2)은 측정설비(20.1)의 자이로 측정시스템(22)의 α-측정유닛에 의해 검출된 실제값 및/또는 실제 방위각(α1(유효))에 의해 가리켜지는 실제 위치 내에 있게 된다. 컴퓨터유닛(20.2)은 각 경우의 에러 값 및/또는 에러 각도, 예컨대 의도된 값(α1(이론))으로부터의 실제값(α1(유효))의 편차를 계산한다. 그 다음, 에러 값이 α1(이론)의 함수로서, 제1방향의 경험적인 방위각 에러곡선(fα1(D1)1)으로서 도시된다. 본 명세서에 ㅇ제 까지 기재된 방법의 단계는, 실제 방위각 및 의도된 방위각의 검출에 있어서의 임의의 에러를 제거하기 위해서 가능한 다수번 반복된다. 이 방법에 있어서,또 다른 제1방향의 경험적인 방위각 에러곡선 fα1(D1)2, fα1(D1)3, fα1(D1)i가 수립된다. 도 2b에 나타낸 바와 같이, 평균의 제1방향의 방위각 에러곡선(fα1(D1))이 최종적으로 제1방향의 방위각 에러곡선 모두로부터 발생한다. 이어서, 상기된 방법의 단계가 다시 수행되는데, 무기 총열(10.2)이 대향하는 방향, 예컨대 화살표(D2)의 방향으로 회전된다. 다수의 제2방향의 방위각 에러곡선 fα1(D2)1, fα1(D2)2, fα1(D2)3및 평균의 제2방향의 경험적인 방위각 에러곡선(fα1(D2))이 또한 도 2b에 도시된 바와 같이 이로부터 일어난다. 다음에, 도 2b에도 나타낸 바와 같은, 평균의 자유 방향의 경험적인 방위각 에러곡선(fα1(D0))이 평균의 제1방향의 경험적인 방위각 에러곡선(fα1(D1)) 및 평균의 제2방향의 경험적인 방위각 에러곡선(fα1(D2))으로부터 계산된다. 도 2b에 나타낸 바와 같이, 방위각 동기 에러(△α1)를 기재하는 평균의 자유 방향의 방위각 에러곡선(fα1(D0))이 2중 각주파수를 갖는 사인곡선의 형상으로 근사적으로 진행한다. 이는 측면의 선회 베어링의 약간의 난형도가 있는 것을 가리킨다.
수치적인 방법에 있어서, 평균의 자유 방향의 경험적인 방위각 에러곡선(fα1(D0)) 및/또는 이 곡선을 정의하는 값 쌍은, 조준값의 또 다른 계산 동안 이용할 수 있도록 만들기 위해서, 사격 제어 컴퓨터 및/또는 시스템 컴퓨터에 이용할 수 있게 만들어진다. 수치적인 방법이 모든 측정 과정에 대해 유사하게 수행될 수 있다.
수학적인 방법에 있어서, 평균의 자유 방향의 경험적인 방위각에러곡선(fα1(D0))은 수학적인 방위각 에러함수(Fα1)에 의해 근사된다. 근사는, 부분 에러함수 전체가 수학적인 에러함수로서 언급되는 각 섹션을 위한 수학적인 부분 에러함수에 의해서, 또는 전체적으로 하나의 단일의 수학적인 에러함수에 의해서 수행된다. 수학적인 에러함수(Fα1)는, 그 밖의 이용할 수 있는 데이터와 함께 조준값의 계산 동안 고려되는 교정 함수를 생산하는데 사용된다. 체크를 위해서, 시스템 컴퓨터(10.4)의 소프트웨어에서 교정 함수의 실행 후, 이제까지 기재된 방법의 단계가 다시 수행될 수 있고, 이 방법으로 수립된 교정된 방위각 에러곡선(fα1(D0))korr)이 교정되지 않은 에러곡선(fα1(D0)) 보다 중대하게 평탄하게 진행하는 방법으로 수립되며, 그러므로 초기에 관찰할 수 있는 방위각 동기 에러가 매우 작은 잔류 에러로 감소될 수 있고 거의 완벽하게 보상될 수 있다.
상기된 방법의 단계가 다른 시퀀스에서 부분적으로 수행될 수 있는데, 이는 결과에 사소하게 영향을 주거나 전혀 영향을 주지 않는다. 특히, 제1방향의 에러함수 및 제2방향의 에러함수가 교대로 수립되기 위해서 측정이 수행하는데 시간을 절약하게 한다.
보다 정확한 결과를 달성하기 위해서, 수립하는 자유 방향의 방위각 에러곡선(fα1(D0))이 불필요할 수 있고, 이를 대신해서 수학적인 방위각 에러함수 Fα1(D1) 및 Fα1(D2)가 제1방향의 경험적인 방위각 에러곡선(fα1(D1))과 제2방향의 경험적인 방위각 에러곡선(fα1(D2)) 각각에 대해 결정되고, 대응하는 교정 함수가 이로부터 결정된다.
도 3a 내지 도 3c는 워블 에러(△τ)와 연관된다. 무기 총열(10.2)은 이론적으로 0°의 앙각에서 수평하게 향하는데, 예컨대 의도된 앙각은 0°로 되어야 한다. 실제로, 무기 총열(10.2)은 수평에 대해 항상 약간의 경사를 갖게되는데, 실제 앙각은 0°가 아니지만 △τ에 의해 0°와 구별된다. 각도(△τ) 는 방위각(α)의 함수이다. 그러므로, 수직축(A) 주위로 360°회전하는 동안, 무기 총열(10.2)은 워블 에러함수에 의해 기재된 워블 운동을 수행한다. 워블 에러(△τ)를 검출하기 위해서, 무기 총열(10.2)은 수립하는 방위각 동기 에러(△α1)에 관한 한 동일한 단계로 앙각(λ) 없이 움직인다. 그런데, 무기 총열(10.2)의 유효 경사 및/또는 워블 각도는 무기 총열 워블 각도(τ(유효))로 언급되는 각 측정 단계 후에 검출된다. 의도된 값 및/또는 의도된 워블 각도(τ(이론))로 언급되는 이론적인 경사 및/또는 워블 각도는 제로이다. 실제값 및/또는 실제 워블 각도(τ(유효))는 방위각(α(이론))의 함수로 표현될 수 있다. 이제, 평균의 제1방향 및 평균의 제2방향의 경험적인 워블 에러곡선 fτ(D1) 및 fτ(D2)은, 각각 평균의 경험적인 방위각 에러곡선 fα(D1) 및 fα(D2)의 수립과 유사하게 결정된다. 최종적으로, 이로부터 자유 방향의 경험적인 워블 에러곡선(fτ(D0))이 일어나는데, 이는 수학적인 워블 에러함수(Fτ)에 의해 근사된다. 도 3a에 있어서는, 다수의 수립된 경험적인 워블 에러곡선의 2개의 극단적인 워블 에러곡선이 도시되는데, 이들 사이에 모든 그 밖의 워블 에러곡선이 놓이고, 곡선이 서로 약간의 편차만을 가지므로 측정이 상당히 정확하게 보여지고, 워블 운동이 사인 운동이 된다. 워블 운동에 대한 측정 데이터의 분석은 도 3b와 도 3c에 도시한 결과를 제공한다. 결과적으로, 워블 에러는 2개의 원인을 갖는데, 첫째는 하부의 화기 운반수단의 방위각 의존성 강성으로 이로부터 일어나는 워블 에러의 성분이 도 3b에 도시되며, 둘째로는 마찬가지로 방위각 의존성인 다리에 기인하는 강화효과로 워블 에러의 이 성분은 도 3c에 도시된다. 도 3b와 도 3c에 있어서, 워블 에러의 포지티브 값은 실선을 사용해서 도시되고, 워블 에러의 네가티브 값은 점선을 사용해서 도시된다.
다음에, 제2측정 과정에서 검출된 앙각 동기 에러(△λ)의 보상이 기재된다. 앙각 동기 에러(△λ)는 2개의 에러 성분을 구비하여 구성된다. 양쪽 에러 성분은 측정설비(20.1)의 자이로 측정시스템(22)의 제2측정유닛 및/또는 λ-측정유닛을 사용해서, 그들의 합으로만 검출할 수 있다. 그러므로, λ는 전체 앙각 동기 에러(△λ)와 연관된 데이터 및/또는 함수를 언급 및/또는 지시한다. 이 경우, 앙각(λ)은, 방위각(α)을 일정하게 유지하면서 무기 총열(10.2)에 의해 추정된 수평에 대한 무기 총열(10.2)의 경사 각도로 이해된다. 수평위치, 예컨대 0°의 앙각 및 0°의 수직 편차로부터 시작하는 앙각(λ)은, 예컨대 85°의 최종 위치까지, 예컨대 5°의 단계로 변화된다. 무기 총열(10.2)의 이동은 컴퓨터에 의해 제어된다. 각 단계 후, 무기 총열(10.2)은 측정위치 내에 있게 된다. 이 경우, 그 앙각은 이론적으로 의도된 값 및/또는 의도된 앙각(λ(이론))으로 언급되고 의도된 값 센서(10.5)에 의해 가리켜지는 값이다. 그런데, 무기 총열(10.2)은 실제값 및/또는 실제 앙각(λ(유효))에 의해 기재된 다른 위치 내에 있게된다. 방위각 동기 에러에 대해 상기된 바와 같이, λ(이론)과 λ(유효) 사이의 차이는 λ(이론)의 함수로 표현된다. 무기 총열(10.2)의 이동은 양쪽 회전방향으로 다수번 반복된다. 평균의 제1방향의 경험적인 앙각 에러곡선(fλ(D1))과 평균의 제2방향의 경험적인 앙각 곡선(fλ(D2))이, 이 경우 기록된 측정 결과로부터 얻어진다. 자유 방향의 앙각 에러곡선(fλ(D0))이 이로부터 발생되는데, 도 4a에서 실선으로 보여진다. 도 4a에 있어서는, 무기 총열(10.2)의 증가하는 앙각(λ), 예컨대 연속적으로 보다 가파른 위치조종과 함께, 앙각 에러곡선(fλ(D0))이 증가한다. 그 다음, 경험적인 앙각 에러곡선(fλ(D0))이 수학적인 앙각 에러함수(Fλ)에 의해 근사되고, 조준값의 계산에서 고려되는 교정 함수가 결정된다. 교정 함수가 고려되지 않고 측정이 반복되면, 교정된 앙각 에러함수는 교정되지 않은 것 보다 평탄하게 진행한다.
측정 동안 개별적으로 검출될 수 없는 앙각 동기 에러(△λ)의 에러 성분이 수학적인 앙각 에러함수(Fλ)의 수학적인 분석을 사용해서 수립될 수 있다.
앙각 동기 에러의 제1에러 성분 자체는, 다중 각주파수를 갖는 사인함수에 기본적으로 대응하는 에러함수로 귀결된다.
자연히, 앙각 동기 에러의 제2에러 성분은, 점선을 사용해서 도 4a에 도시된 1로부터 감산된 코사인함수를 기본적으로 따르는 에러함수(fλ(D0)2)로 귀결된다. 이는, 증가하는 앙각과 함께, 측면의 축(L)으로부터의 무기 총열(10.2)의 가중의 적용 라인의 거리가 감소되기 때문에, 무기 총열(10.2)의 가중에 의해 화기 운반수단에 발휘되는 토크가 감소된다는 사실에 대응하는데, 이 토크는 화기(10.1)를 기울게하는 경향이 있고 그러므로 무기 총열(10.2)은 전방을 향하며, 이 토크의 감소는 결과적으로 무기 총열(10.2)을 갖는 화기(10.1)가 전방으로 덜 기울고 상대적으로 후방으로 기울게 하는 효과를 갖게 한다.
에러 성분의 합은 수행된 측정의 결과인 앙각 에러곡선(fλ(D0))에 대응한다. 이는 제2성분에 대응하는 증가하는 곡선 주위의 제1에러 성분에 대응하는 진동으로 표현된다.
제2측정의 앙각 동기 에러(△λ)의 상기된 측정은, 일정하게 유지된 방위각(α)과 함께 수행된다. 그 다음, 다수의 또 다른 일련의 측정이, 각각의 일련의 측정이 방위각을 일정하게 유지되는 것과 함께 , 또 다른 방위각에 대해 수행되는데, 고정된 방위각 사이의 각도 간격은, 예컨대 5°일 수 있다. 이 경우에도 역시 2개의 일련의 측정이 방위각에 대해 바람직하게 수행되는데, 회전은 제1의 일련의 측정에 대해 제1회전방향으로 되고, 제2의 일련의 측정에 대해 대향하는 회전방향으로 된다. 도 4b는 방위각(α)의 함수로서 앙각 동기 에러(△λ)의 공간 파라미터 도시를 나타내는데, 파라미터로서 다양한 앙각(λ)을 사용하고 바닥 곡선은 가장 작은 앙각에 대응한다.
앙각 동기 에러를 보상하기 위한 또 다른 단계가 상기된 방위각 동기 에러의 보상과 유사하게 수행된다.
방위각 동기 에러의 보상에 대해 상기된 바와 같이, 개별 측정 및 분석 과정이 다양한 시퀀스에서 적어도 부분적으로 결과에 영향을 주지 않고 수행될 수 있다는 것을 주지하자.
수직 오프세트 에러(△α2)가 제2측정 과정에서도 수립된다. 이 목적을 위해서, λ측정유닛의 도움으로 앙각 동기 에러(△λ)가 결정되는 측정 위치 각각에서, 수직 오프세트 에러(△α2)가 α-측정유닛의 도움으로 결정된다. 도 5는 앙각(λ)의 함수로서 수직 오프세트 에러를 나타낸다. 점선으로 나타낸 경험적인 수직 오프세트 에러곡선(fα2)이, 예컨대 2차 다항식에 의해 실선으로 나타낸 수학적인 수직 오프세트 에러함수(Fα2)에 의해 근사될 수 있다.
수직 오프세트 에러(△α2)의 검출 및 보상이 상기된 방위각 동기 에러(△α1)의 보상과 유사하게 수행된다.
최종적으로, 제3측정과정이 수행되는데, 이 측정과정의 도움으로 스퀸트 에러(△σ)의 보상이 수행된다. 무기 총열축의 방향과 화기의 시계 라인이 일치하지 않고 스퀸트 각도를 에워싸기 때문에 스퀀트 에러(△σ)가 일어난다. 스퀸트 에러를 수립하기 위해서, 무기 총열축의 연장과 시계 라인이 무기 총열의 총구에 대한 소정 거리에서, 예컨대 포인트로 나타내는 프로젝션과, 무기 총열축 및, 시계 라인을 사용해서 디스플레이된다. 2개의 포인트의 편차는 스퀸트 에러의 측정이고, 무기 총열과 프로젝션 표면 사이의 거리는 이 에러를 수립하기 위해 고려되어야 한다. 정적인 화기 기하형상 에러에 의해 야기되는 사격 에러의 완전한 보상도 스퀸트 에러를 고려해야 하므로, 스퀸트 에러를 수립하는 방법은 신규하지 않고, 본 명세서에는 보충의 목적으로만 기재된다.
본 발명에 따른 방법과 관련된 상기 설명과 함께, 이하에는 본 방법을 수행하는데 사용되는 장치가 보다 상세히 기재된다.
신규한 방법이 도 1a에 나타낸 바와 같은 무기시스템(10) 상에서 신규한 장치를 사용해서 수행된다. 무기시스템(10)은 적어도 하나의 무기 총열(10.2)을 갖는 화기(10.1)를 갖는데, 무기 총열의 이동은 화기 서보모터를 사용하는 전형적인 방법으로 제어된다. 더욱이, 무기시스템(10)은 사격 제어장치(10.3)를 갖는다. 또한, 무기시스템(10)은 사격 제어장치(10.3) 상에 위치되거나 적어도 부분적으로 화기(10.1) 상에 위치된 시스템 컴퓨터 및/또는 사격 제어컴퓨터(10.4)를 갖는다. 전형적으로, 무기시스템(10)은 의도된 값, 특히 시스템 컴퓨터(10.4)에 의해 결정된 조준된 무기 총열(10.2)의 의도된 위치를 기재하는 방위각(α)과 앙각(λ)를 가리키는 의도된 값 센서(10.5)를 갖는다.
다수의 구성요소가 신규한 방법을 수행하기 위해서 필요한데, 이 신규한 방법은 이하에 보다 상세히 설명된다.
제1구성요소는, 무기 총열(10.2)의 의도된 또는 가정된 위치를 기재하는 의도된 값을 가리킬 목적으로 사용된 의도된 값 센서(10.5)에 의해 형성된다. 소정의 경우, 무기시스템(10) 상에 존재하는 의도된 값 센서는 의도된 값 센서로서 사용된다.
신규한 장치의 제2구성요소는, 무기 총열(10.2)의 실제 위치를 기재하는 실제값을 검출하기 위해 측정설비(20.1)에 의해 형성된다. 측정설비(20.1)는 적어도 광전자 자이로 측정시스템(22.1), 예컨대 광섬유 측정시스템을 포함한다. 자이로 측정시스템(22.1)은, 무기 총열(10.2)의 각도, 바람직하게는 방위각(α)의 변화를 검출하기 위한 적어도 제1 및/또는 α-측정유닛을 갖는다. 또한, 바람직하게는, 자이로 측정시스템(22.1)은 무기 총열(10.2)의 앙각(λ)의 변화를 검출하기 위한제2 및/또는 λ-측정유닛을 갖는다.
본 발명의 구성에 있어서, 광전자 자이로 측정시스템은 광섬유 측정시스템 뿐 아니라 그 밖의 측정시스템, 예컨대 링 레이저 자이로 측정시스템을 포함하는 것으로 이해된다. 일반적으로, 자이로 측정시스템은, 자율적으로 동작하는 장점을 갖는데, 이에 따라 사용되어야 하는 시스템으로의 기준점 외관은 없게 된다. 화기는 분리 측정 스테이션 내로 가져와지지 않아야 한다. 그런데, 시스템에 대한 외부적인 기준이 없기 때문에, 시스템은 일반적으로 시간에 걸쳐서 드리프트된다. 이 경우, 명기되는 자이로 드리프트는 측정 결과의 분석 동안 결정되고 고려되어야 한다. 레이저 위치조정 시스템이 이와 연결해서 사용될 수 있다.
정적인 화기 기하형상 에러를 보다 완전하게 검출하기 위해서, 그러므로 화기 기하형상 에러에 의해 야기된 사격 에러의 보다 정확한 보상을 수행하기 위해서, 신규한 장치의 제2구성요소, 예컨대 측정설비(20.1)는 또 다른 에러, 특히 워블 에러(△τ) 및 스퀀트 에러(△σ)를 검출하기 위한 측정시스템을 갖는다.
자이로 측정시스템(22.1)에 더해서, 워블 에러(△τ)를 검출하기 위해서, 전형적인, 바람직하게는 전자 스피릿 레벨 형태의 또 다른 측정시스템(21.2)이 사용된다. 본 발명의 실시형태에 있어서, 이 레벨은 수평에 대한 각도를 측정하고, 수평에 대한 무기 총열축의 각각의 각도를 측정한다. 전자 스피릿 레벨은, 수평의 각도, 예컨대 수평에 대한 각도를 측정하고, 이 각도와 상관된 전자신호를 출력하는 센서로 이해된다. 이 측정은, 수직 및, 그러므로 수평도 정의하는 중력 효과를 사용한다. 이 경우, 어떻게 센서가 중력을 사용하는지는 중요하지 않다.
또한, 화기(10.1)의 기울기가 전자 스피릿 레벨의 도움으로 결정될 수 있다. 기울기는 다음과 같이 이해되는데, 무기 총열(10.2)이 방위각으로만 움직이면, 무기 총열의 총구의 이동이 평면을 정의하는 환상의 라인으로 근사적으로 고려될 수 있다. 수평면에 대한 이 평면의 각도 편차는 기울기로 언급되는데, 즉 기울기 없으면 이 평면은 수평면으로 언급된다. 일반적으로, 새로운 화기에 있어서, 기울기는 자동적으로 보상되고 화기는 자동적으로 수평으로 레벨링된다. 그런데, 화기의 수평의 레벨링은 신규한 방법을 수행하기 위해서는 필요하지 않다.
스퀸트 에러(△τ)를 검출하기 위해서, 자이로 측정시스템(22.1)과 전자 스피릿 레벨(22.2)에 부가해서, 전형적인 바람직하게는 광학 장치 형태인 또 다른 측정시스템(22.3)이 사용된다. 이 장치는 무기 총열축과 화기(10.1)의 시계 라인 사이의 각도 차이를 측정한다.
컴퓨터는 신규한 방법을 수행하기 위한 제3구성요소로서 요구한다. 컴퓨터는 도 1a에 나타낸 바와 같이, 신규한 방법을 배타적으로 수행하고 그 밖의 목적을 위해 사용되고 이 목적을 위해 무기시스템(10)에만 결합되는 분리 컴퓨터유닛(20.2)으로서 실행된다. 그런데, 무기시스템(10)의 사격 제어컴퓨터 및/또는 시스템컴퓨터(10.4)가 컴퓨터로서 가능하게 사용될 수 있다.
신규한 장치의 제3구성요소, 본 발명의 경우 컴퓨터유닛(20.2)은 데이터 입력 및/또는 데이터 인터페이스를 갖는데, 이를 매개로 검출된 의도된 값 및 실제 값을 나타낸 적어도 데이터를 공급한다. 데이터는 소정의 바람직한 적합한 방법으로 컴퓨터 유닛(20.2)에 이용할 수 있도록 디스켓과 같은, 예컨대 데이터 운반수단의 도움으로 또는 물질이나 비물질일 수 있는 데이터 회로를 매개로 만들어질 수 있다.
사격 제어컴퓨터 및/또는 시스템 컴퓨터(10.4)가 컴퓨터로서 사용되면, 의도된 값 및 실제 값이 데이터 입력 및/또는 데이터 인터페이스(24)를 매개로 컴퓨터에 이용할 수 있게 만들어지는 것을 이미 알게 된다.
신규한 장치의 제3구성요소, 본 발명의 경우 컴퓨터 유닛(20.2)은 의도된 값 및 실제값으로부터 교정값을 결정하기 위해 실행된 소프트웨어를 갖는다. 이 경우, 수행되는 단계는 본 발명에 따른 방법과 연관해서 보다 상세히 기재된다.
사격 제어 컴퓨터 및/또는 시스템 컴퓨터(10.4)가 컴퓨터로서 사용되면, 수립된 교정값이 사격 제어 소프트웨어에서 직접 실행될 수 있다.
사격 제어컴퓨터 및/또는 시스템 컴퓨터(10.4)가 컴퓨터로서 사용되지 않고, 분리 컴퓨터유닛(20.2)이 사용되면, 수립된 교정값은 데이터 입력 및/또는 데이터 인터페이스(24)를 매개로 사격 제어컴퓨터 및/또는 시스템 컴퓨터(10.4)에 이용할 수 있게 만들어지고, 컴퓨터 상의 사격 제어 소프트웨어 내에서 실행되어야 한다.
제3구성요소, 예컨대 컴퓨터는, 바람직하게는 키보드와 같은 입력유닛(20.3)을 갖는데, 이를 매개로 또 다른 데이터가, 분리 컴퓨터유닛(20.2)에 의해 형성된다면 이용될 수 있게 만들어질 수 있다. 이는, 예컨대 신규한 방법의 진행을 제어하는 데이터를 포함할 수 있는데, 무엇보다도 서보모터에 의한 무기 총열의 측정위치로의 단계적인 회전을 제어하고, 각각의 측정시스템 및/또는 측정유닛의 결합이 사용된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 화기 기하형상 에러의 완전한 검출을 허용하고, 소수의 인원으로 완전히 자동적으로 정확하고 신속하게 수행할 수 있는 초기에 기재된 타입의 사격 에러를 보상하는 효과가 있다.
Claims (17)
- 조준값에서의 무기 총열(10.2)의 조준 동안 무기 총열(10.2)의 위치에 영향을 주는 정적인 화기 기하형상 에러에 의해 야기되는 무기 총열(10.2)을 갖는 화기의 사격 에러를 보상하기 위한 방법으로서,축(A,L) 주위로의 회전에 의해 단계적으로 측정위치 내로 무기 총열(10.2)을 가져오고,각각의 측정위치에서,의도된 값이 무기 총열(10.2)의 의도된 위치를 기재하고,무기 총열(10.2)의 실제 위치를 기재하는 실제값이 검출되며,에러 값을 정의하는 실제값과 의도된 값 사이의 차이가 계산되고,교정값이 다수의 에러값으로부터 수립되며,무기 총열(10.2)의 나중의 조준 동안, 교정값이 고려되는 것을 특징으로 하는 화기의 사격 에러를 보상하기 위한 방법.
- 제1항에 있어서, 교정값을 수립하기 위해서,교정값이 경험적으로 표현되고,경험적으로 표현된 에러값이 수학적인 에러함수에 의해 근사되며,무기 총열(10.2)에 대한 조준값의 나중의 계산 동안 고려되는 교정값이 수학적인 에러함수로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제2항에 있어서, 교정값이 교정함수 형태로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 제1측정유닛을 갖는 광전자 자이로 측정시스템(22.1)을 갖고, 이를 사용해서 방위각 동기 에러(△α1) 및/또는 수직 오프세트 에러(△α)가 검출되는 측정설비(20.1)가 실제값을 검출하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 제2측정유닛을 갖는 광전자 자이로 측정시스템(22.1)을 갖고, 이를 사용해서 앙각 동기 에러(△λ)가 검출되는 측정설비(20.1)가 실제값을 검출하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 바람직한 전자 스피릿 레벨을 갖는 측정시스템(22.2)을 갖고, 이를 사용해서 워블 에러(△τ)가 검출되는 측정설비(20.1)가 실제값을 검출하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 장치를 갖는 측정시스템(22.3)을 갖고, 이를 사용해서 스퀸트 에러(△σ)가 검출되는 측정설비(20.1)가 실제값을 검출하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 의도된 값과 실제값이 교정값 및/또는 교정 함수를 결정하는 컴퓨터(20.2,10.4)에 이용할 수 있게 만들어지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 무기 총열(10.2)을 조준하기 위한 조준값의 계산 동안 사용되기 위해서, 교정값이 화기(10.1)에 할당된 시스템 컴퓨터(10.4)에 저장되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 무기 총열(10.2)이, 측정위치로의 그 회전 동안, 화기(10.1)의 수직축(A) 주위로 회전되고, 바람직하게는 화기(10.1)의 측면의 축(L) 주위로도 회전하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제4항 또는 제5항에 있어서, 광전자 자이로 측정시스템(22)의 도움으로 실제값의 검출동안, 자이로 측정시스템(22)의 자이로 드리프트가 시간 간격에서 또는 연속적으로 결정되고, 검출된 실제값으로 고려되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 계산된 조준값에서의 무기 총열(10.2)의 조준 동안 무기 총열(10.2)의 위치에 영향을 주는 정적인 화기 기하형상 에러에 의해 사격 에러가 야기되는 무기 총열(10.2)을 갖는 화기의 사격 에러를 보상하기 위한 장치로서,이 장치가, 무기 총열의 위치를 기재하는 실제값을 수립하기 위한측정설비(20.1)를 갖고, 측정설비(20.1)가 방위각 동기 에러(△α1) 및 가능하게는 수직 오프세트 에러(△α2)를 검출하기 위해서, 제1측정유닛을 갖는 무기 총열(10.2) 상의 광전자 자이로 측정시스템(22.1)을 갖는 것을 특징으로 하는 화기의 사격 에러를 보상하기 위한 장치.
- 제12항에 있어서, 광전자 카리스매틱 측정시스템(22.1)이 앙각 동기 에러(△λ)를 검출하기 위해서 제2측정유닛을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제12항 또는 제13항에 있어서, 측정설비(20.1)는,워블 에러(△τ)를 검출하기 위해서, 바람직하게는 전자 스피릿 레벨을 갖는 측정시스템(22.2)을 갖고,스퀸트 에러(△σ)를 검출하기 위해서, 바람직하게는 광학 장치를 갖는 측정시스템(22.3)을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제12항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 검퓨터유닛(20.2)을 갖고, 이 컴퓨터유닛이,무기 총열(10.2)의 의도된 위치를 기재하는 이용할 수 있는 의도된 값을 만드는 의도된 값 센서(10.5)로의 그리고, 이용할 수 있는 실제값을 만드는 측정설비(20.1)로의 입력측상에 연결되고,사격 에러를 보상하기 위해서, 무기 총열(10.2)을 위한 조준값의 계산 동안고려할 목적으로 의도되는 의도된 값 및 실제값을 기초로 교정값을 계산할 목적으로 실행되며,이용할 수 있는 교정값을 표현하는 데이터를 만들기 위해서 시스템 컴퓨터(10.4)로의 출력측 상에 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제15항에 있어서, 컴퓨터유닛(20.2)은 데이터를 입력하기 위한 입력유닛(20.3)을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
- 무기시스템(10)의 화기(10.1)의 무기 총열(10.2)을 조준하기 위한 조준값을 계산하기 위한 무기시스템(10)의 시스템 컴퓨터(10.4)로서, 시스템 컴퓨터(10.4)가 이용할 수 있게 만들어진 데이터를 위한 데이터 입력(24)을 갖고, 이 데이터가 정적인 화기 기하형상 에러에 의해 야기되고 무기 총열(10.2)의 위치에 영향을 주는 조준 에러를 보상하기 위해서 조준값의 계산 동안 고려될 목적으로 의도되는 것을 특징으로 하는 시스템 컴퓨터.
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