RU2726301C1 - Modern onboard weapons helicopter system - Google Patents

Modern onboard weapons helicopter system Download PDF

Info

Publication number
RU2726301C1
RU2726301C1 RU2019126083A RU2019126083A RU2726301C1 RU 2726301 C1 RU2726301 C1 RU 2726301C1 RU 2019126083 A RU2019126083 A RU 2019126083A RU 2019126083 A RU2019126083 A RU 2019126083A RU 2726301 C1 RU2726301 C1 RU 2726301C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
tracking
processing unit
interface device
Prior art date
Application number
RU2019126083A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Арменович Каракозов
Терентий Валерьевич Селявский
Андрей Борисович Сухачев
Борис Львович Шапиро
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "МНИТИ" (ЗАО "МНИТИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "МНИТИ" (ЗАО "МНИТИ") filed Critical Закрытое акционерное общество "МНИТИ" (ЗАО "МНИТИ")
Priority to RU2019126083A priority Critical patent/RU2726301C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2726301C1 publication Critical patent/RU2726301C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00Aiming or laying means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G7/00Direction control systems for self-propelled missiles

Abstract

FIELD: weapons.SUBSTANCE: invention relates to defence equipment, namely to high-precision guided weapons, and can be used in percussion helicopters and ground attack aircraft. System comprises a sight-sighting system with a heat-telescopic sight, guidance drives, turn angle sensors, a video monitor and a control panel. Additionally, there are information exchange equipment, an information navigation system, a thermal imaging head comprising a unit for generating standards, a gyrocoordinator, a signal processing unit comprising a coupler and a power module, tracking and binding device, which includes two memory units, a signal conversion and processing unit, a correlator, a computing device and an auto tracking system. Target designation is carried out directly through the sighting system of the sighting system of the carrier. Efficiency of actions required for target designation is increased.EFFECT: high accuracy of guidance of a tactical missile on stationary and mobile targets.1 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение имеет отношение к совершенствованию систем управления высокоточным оружием, и может быть использовано на штурмовых самолетах и ударных вертолетах, которые благодаря своей маневренности, мобильности и способности быстро сосредотачиваться в районах боевых операций обеспечивают эффективную огневую поддержку сухопутным войскам.The proposed invention is related to the improvement of precision weapons control systems, and can be used on assault aircraft and attack helicopters, which, due to their maneuverability, mobility and ability to quickly concentrate in areas of combat operations, provide effective fire support for ground forces.

В настоящее время в ведущих странах мира проводятся работы, направленные на совершенствование оптических и оптоэлектронных координаторов, тепловизионных и радиолокационных головок самонаведения (ГСН) и устройств коррекции для систем управления тактическими ракетами. Одним из примеров таких разработок является создание комбинированной головки самонаведения с полуактивным лазерным, тепловизионным и активным радиолокационным каналами, которой намечено оснастить перспективную УР JCM, предназначенную для ударных вертолетов типа AH-64D "Апач Лонгбоу" и OH-58D [1]. Конструктивно оптоэлектронный блок приемников ГСН и радиолокационная антенна выполнены в единой следящей системе, что обеспечивает их раздельную либо совместную работу в процессе наведения. В ГСН реализован принцип комбинированного самонаведении в зависимости от типа цели (тепло- или радиоконтрастной) и условий обстановки, в соответствии с которыми автоматически выбирается оптимальный метод наведения в одном из режимов работы ГСН, а остальные используются для формирования контрастного отображения цели при расчете точки прицеливания. Ракета должна поступить взамен состоящих на вооружении ракет AGM-114 «Хеллфайр» и AGM-65 «Мейверик», ее дальность стрельбы составляет 16 км, максимальная скорость не более 300 м/с.Currently, in the leading countries of the world, work is being carried out aimed at improving optical and optoelectronic coordinators, thermal imaging and radar homing heads (GOS) and correction devices for tactical missile control systems. One example of such developments is the creation of a combined homing head with semi-active laser, thermal imaging and active radar channels, which is planned to equip the promising JCM missile launcher designed for attack helicopters such as AH-64D Apache Longbow and OH-58D [1]. Structurally, the optoelectronic unit of the GOS receivers and the radar antenna are made in a single tracking system, which ensures their separate or joint operation in the guidance process. In the seeker, the principle of combined homing is implemented, depending on the type of target (heat or radio contrast) and the conditions of the situation, in accordance with which the optimal targeting method is automatically selected in one of the operating modes of the seeker, and the rest are used to form a contrast display of the target when calculating the aiming point. The missile should replace the AGM-114 "Hellfire" and AGM-65 "Maverick" missiles in service, its firing range is 16 km, the maximum speed is not more than 300 m / s.

Похожим по выполняемым задачам является комплекс Spike-ER (Израиль), предназначенный для поражения бронированной и другой номенклатуры целей на небольших дальностях и размещаемый на ударных вертолетах АН-1 Cobra, SA 330L Puma и др. [2]. Эффективная дальность стрельбы комплекса - 8 км, максимальная скорость полета ракеты - 180 м/с, средняя - 160 м/с, время полета ракеты на 8 км - 50 с, вероятность поражения цели типа «танк» - 0,6-0,7. Комплекс принят на вооружение ВС Израиля и будет находиться на вооружении до 2020 г.The Spike-ER complex (Israel), designed to engage armored and other nomenclature of targets at short ranges and deployed on the AN-1 Cobra, SA 330L Puma, and others attack helicopters, is similar in its missions. [2] Effective firing range of the complex - 8 km, maximum missile flight speed - 180 m / s, average - 160 m / s, missile flight time at 8 km - 50 s, probability of hitting a tank-type target - 0.6-0.7 ... The complex was adopted by the Israeli Armed Forces and will be in service until 2020.

Указанный комплекс содержит обзорно-прицельную систему с теплотелевизионным прицелом, систему отображения информации (видеомониторы), вычислитель, пульт управления комплексом и пусковую установку с ракетами, которые содержат теплотелевизионную ГСН, блок электроники, рулевой привод и катушку ВОЛС.The specified complex contains an observation and sighting system with a heat-television sight, an information display system (video monitors), a computer, a complex control panel and a launcher with missiles, which contain a heat-television seeker, an electronics unit, a steering gear and a fiber-optic link coil.

В комплексе используются два режима управления ракетой: автономное самонаведение в случае захвата цели ГСН до пуска при стрельбе на дальности до 4-5 км и комбинированное ручное управление по ВОЛС с участием оператора (при отсутствии захвата цели ГСН до пуска) и последующее самонаведение на конечном участке при захвате цели ГСН.The complex uses two modes of missile control: autonomous homing in the case of a target homing before launch when firing at a range of up to 4-5 km and combined manual control over fiber-optic lines with the participation of the operator (in the absence of target capture of the seeker before launch) and subsequent homing at the final section when targeting the seeker.

Основными недостатками аналога являются:The main disadvantages of the analog are:

- не обеспечивается залповая стрельба ракетами по нескольким целям на дальностях более 4-5 км из-за ручного наведения оператором ракеты по ВОЛС;- salvo firing of missiles at several targets at ranges of more than 4-5 km is not provided due to manual guidance by the operator of the missile at fiber-optic lines;

- не обеспечивается эффективная стрельба по движущимся наземным целям на больших дальностях вследствие низкой скорости и большого времени полета ракеты;- effective firing at moving ground targets at long ranges is not ensured due to the low speed and long flight time of the rocket;

- наличие ручного наведения с участием оператора требует значительного снижения скорости ракеты, при этом возрастает вероятность поражения вертолета средствами ПВО противника.- the presence of manual guidance with the participation of the operator requires a significant reduction in the speed of the rocket, while the likelihood of the helicopter being hit by enemy air defense means increases.

В качестве прототипа для сравнения с заявляемым устройством выбрано устройство "Вертолетный комплекс высокоточного оружия ближнего действия", изобретение (19)RU(11) 2 351 508(13) С11 [3], содержащее: обзорно-прицельную систему (ОПС) с теплотелевизионным прицелом, приводами наведения, датчиками углов поворота, видеомонитором, автоматом сопровождения целей, лазерно-лучевой блок управления ракетой, вычислитель, датчики параметров движения вертолета, пульт управления, подъемно-поворотная пусковая установка, приводы пусковой установки, а также ракеты с приемником излучения, электроным блоком выделения координат ракеты, с рулевым приводом и стартово-маршевым двигателем, размещенные в транспортно-пусковых контейнерах, которые установлены на пусковой установке,As a prototype for comparison with the claimed device, the device "Helicopter complex of high-precision short-range weapons", invention (19) RU (11) 2 351 508 (13) C11 [3], containing: surveillance and sighting system (OPS) with a heat-television sight , guidance drives, rotation angle sensors, video monitor, automatic target tracking, laser-beam missile control unit, computer, helicopter motion parameters sensors, control panel, lift-and-turn launcher, launcher drives, as well as missiles with a radiation receiver, an electronic unit allocation of coordinates of a rocket, with a steering gear and a launch-sustainer engine, placed in transport-launch containers that are installed on the launcher,

Как отмечается в описании изобретения, оно призвано исправить отмеченные недостатки для комплексов типа Spike-ER, благодаря пуску и управлению ракеты в прямом луче лазера с установленного на вертолете лазерно-лучевого блока, направление излучения которого формируется с помощью автомата сопровождения целей, расположенным также на носителе, а сигналы управления полетом ракеты формируются за счет закодированной информации, извлекаемой из лазерного излучения.As noted in the description of the invention, it is intended to correct the noted disadvantages for complexes of the Spike-ER type, thanks to the launch and control of the rocket in the direct beam of the laser from the laser-beam unit installed on the helicopter, the radiation direction of which is formed using the target tracking machine, also located on the carrier , and the missile flight control signals are formed by coded information extracted from the laser radiation.

Именно это обстоятельство определяет следующие основные недостатки прототипа:It is this circumstance that determines the following main disadvantages of the prototype:

- использование на борту носителя активного лазера повышает вероятность обнаружения носителя;- the use of an active laser on board the carrier increases the likelihood of carrier detection;

- необходимость сохранять линию связи "носитель-ракета" через излучение лазера в течение всего времени наведения ракеты ограничивает маневренность вертолета и увеличивает время нахождения его в зоне действия активных средств ПВО противника, тем самым нарушается основной принцип "пустил и забыл", который является определяющим в системе управления современными тактическими ракетами.- the need to maintain the "carrier-rocket" communication line through the laser radiation during the entire missile guidance time limits the helicopter's maneuverability and increases the time it spends in the area of the enemy's active air defense systems, thereby violating the basic principle of "let it go and forget", which is decisive in control system for modern tactical missiles.

В последние десятилетия реализация этого принципа нашла свое воплощение, прежде всего при внедрении пассивных теле-тепловизионных систем самонаведения, которые имеют на сегодняшний день наилучшие характеристики по пространственному разрешению, обеспечивая высокую точность попадания в цель. Первые подобные системы нашли применение в организации процесса пуска ракет в, так называемом, режиме "из-под крыла", при котором оператор непосредственно управляет линией визирования теле-тепловизионной системы ракеты, по изображению, получаемому с ее датчика. После поиска и обнаружения цели он производит захват цели бортовым автоматом автосопровождения ракеты с последующим ее пуском. Дальнейшее наведение ракеты производится за счет отработки системой наведения ракеты управляющих сигналов, получаемых из автомата автосопровождения. Однако, такой режим из-за значительной величины мгновенного поля зрения оптического блока бортовой системы автосопровождения приводит к тому, что процесс обнаружения объектов с последующим целеуказанием в режиме "из-под крыла" возможен в зоне эффективного действия объектовой ПВО. В то же время возможности обзорно прицельной системы вертолета, использующей оптико-электронную систему с лучшими характеристиками, позволяют оператору наблюдать сцену и обнаруживать потенциальные цели на значительно больших дальностях. Очевидно, что возникает необходимость создания системы, обеспечивающей целеуказание и пуск ракеты, минуя режим "из-под крыла", так как для него требуется дополнительное временя на переход оператора на наблюдение сцены через камеру ракеты для последующего целеуказания. Увеличение же времени нахождения носителя в поражаемой зоне средствами ПВО уменьшает его живучесть.In recent decades, the implementation of this principle has found its embodiment, primarily with the introduction of passive tele-thermal imaging homing systems, which currently have the best characteristics in spatial resolution, ensuring high accuracy of hitting the target. The first such systems have found application in organizing the missile launch process in the so-called under-wing mode, in which the operator directly controls the line of sight of the missile's tele-thermal imaging system, according to the image obtained from its sensor. After searching and detecting a target, he captures the target with an on-board automatic missile tracking machine, followed by its launch. Further guidance of the missile is carried out due to the development of the control signals by the missile guidance system received from the automatic tracking machine. However, this mode, due to the significant value of the instantaneous field of view of the optical unit of the on-board autotracking system, leads to the fact that the process of object detection with subsequent target designation in the "from under the wing" mode is possible in the effective area of the object air defense. At the same time, the capabilities of the helicopter's surveillance sighting system, using an optoelectronic system with the best characteristics, allow the operator to observe the scene and detect potential targets at much greater distances. Obviously, there is a need to create a system that provides target designation and missile launch, bypassing the "from under the wing" mode, since it requires additional time for the operator to switch to observing the scene through the rocket camera for subsequent target designation. An increase in the time spent by the carrier in the affected area by air defense means reduces its survivability.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение этого недостатка и создание вертолетного комплекс современного бортового вооружения, обеспечивающего оперативность целеуказания и высокую точность наведения тактической ракеты по стационарным и подвижным целям при соблюдении принципа "пустил и забыл" и повышения живучести носителя.The objective of the present invention is to eliminate this drawback and create a helicopter complex of modern airborne armament, which ensures the efficiency of target designation and high accuracy of guidance of a tactical missile at stationary and mobile targets while observing the "let it and forget" principle and increase the survivability of the carrier.

Необходимо отметить, что предлагаемое изобретение работает с изображением, полученным от любого источника видеосигнала, это может быть камера, работающая в видимом диапазоне, либо камеры среднего и дальнего инфракрасных областей спектра. Поэтому в дальнейшем описании при упоминании теплотелевизионного источника сигнала (как это указано в прототипе) следует рассматривать общий вид оптико-электронной системы, обеспечивающий получение видеосигнала от приемника излучения, работающего в видимой или инфракрасной области спектра.It should be noted that the proposed invention works with an image obtained from any video signal source, it can be a camera operating in the visible range, or cameras in the mid and far infrared regions of the spectrum. Therefore, in the following description, when referring to a heat-television signal source (as indicated in the prototype), a general view of an optoelectronic system should be considered, providing a video signal from a radiation receiver operating in the visible or infrared region of the spectrum.

На рис. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства, содержащая основные функциональные блоки, иллюстрирующая последовательность необходимых действий для его реализации.In fig. 1 shows a block diagram of the proposed device, containing the main functional blocks, illustrating the sequence of necessary steps for its implementation.

Введены следующие обозначения по функциональным блокам:The following designations for functional blocks have been introduced:

1 - Обзорно-прицельная система (ОПС), в составе:1 - Surveillance and sighting system (OPS), consisting of:

2 - теплотелевизионный прицел2 - heat-television sight

3 - видеомонитор3 - video monitor

4 - пульт управления4 - control panel

5 - привода5 - drive

6 - датчики углов6 - angle sensors

7 - Аппаратура информационного обмена7 - Information exchange equipment

8 - Тепловизионная головка автосопровождения, в составе:8 - Thermal imaging head for auto tracking, consisting of:

9 - Блок формирования эталонов9 - Block for the formation of standards

10 - Гирокоординатор, в составе10 - Gyrocoordinator, composed of

11 - гиростабилизированный привод11 - gyro-stabilized drive

12 - тепловизионная камера12 - thermal imaging camera

13 - обтекатель13 - fairing

14 - Блок обработки сигналов, в составе:14 - Signal processing unit, consisting of:

15 - Модуль питания15 - Power module

16 - Устройство сопряжения16 - Interface device

20 - Устройство сопровождения и привязки, в составе:20 - Tracking and binding device, consisting of:

17 - Первый блок памяти17 - The first block of memory

18 - Второй блок памяти18 - Second memory block

19 - Блок преобразования и обработки сигналов19 - Block of conversion and signal processing

21 - Коррелятор21 - Correlator

22 - Вычислительное устройство22 - Computing device

23 - Система автосопровождения23 - Auto tracking system

24 - Информационо-навигационная система (ИНС)24 - Information and navigation system (INS)

Решение данной задачи достигается тем, что в вертолетный комплекс современного бортового вооружения, включающий обзорно-прицельную систему с теплотелевизионным прицелом, привода наведения, датчики углов поворота, видеомонитор и пульт управления, отличающийся тем, что введена аппаратура информационного обмена, информационная навигационная система (ИНС), тепловизионная головка автосопровождения, содержащая блок формирования эталонов, гирокоординатор, блок обработки сигналов, содержащий устройство сопряжения, модуль питания, устройство сопровождения и привязки, включающее два блока памяти, блок преобразования и обработки сигнала, коррелятор, вычислительное устройство и систему автосопровождения, причем выход теплотелевизионного прицела соединен с входом аппаратуры информационного обмена, а выход датчиков углов поворота обзорно прицельной системы соединен с первым входом устройства сопряжения, первый выход которого соединен с входом гиростабилизированного привода, выход аппаратуры информационного обмена соединен с первым входом блока формирования эталонов, выход которого соединен со вторым входом устройства сопряжения, второй выход которого соединен с входом первого блока памяти, а третий выход соединен с первым входом второго блока памяти, а его выход соединен с первым входом блока преобразования и обработки сигнала, второй вход которого соединен с выходом первого блока памяти, первый и второй выходы блока преобразования и обработки сигнала соединены с первым и вторым входами коррелятора, выход которого соединен с входом вычислительного устройства, первый выход которого соединен с четвертым входом устройства сопряжения, а второй выход соединен с первым входом системы автосопровождения, выход которой соединен с пятым входом устройства сопряжения, выход тепловизионной камеры соединен со вторым входом системы автосопровождения и третьим входом блока преобразования и обработки сигнала, информационный выход ИНС соединен со вторым входом блока формирования эталонов, с третьим входом устройства сопряжения и вторым входом второго блока памяти. Предлагаемый комплекс работает следующим образом.The solution to this problem is achieved by the fact that the helicopter complex of modern airborne armament, which includes a surveillance and sighting system with a heat-television sight, guidance drives, rotation angle sensors, a video monitor and a control panel, characterized in that information exchange equipment, an information navigation system (INS) , a thermal imaging head for auto-tracking, containing a block for forming standards, a gyrocoordinator, a signal processing unit containing an interface device, a power module, a tracking and binding device, including two memory blocks, a signal conversion and processing unit, a correlator, a computing device and an auto-tracking system, and the output of a heat television the sight is connected to the input of the information exchange equipment, and the output of the rotation angle sensors of the surveillance sighting system is connected to the first input of the interface device, the first output of which is connected to the input of the gyro-stabilized drive, the output of the information equipment ion exchange is connected to the first input of the unit for the formation of standards, the output of which is connected to the second input of the interface device, the second output of which is connected to the input of the first memory unit, and the third output is connected to the first input of the second memory unit, and its output is connected to the first input of the conversion unit and signal processing, the second input of which is connected to the output of the first memory unit, the first and second outputs of the signal conversion and processing unit are connected to the first and second inputs of the correlator, the output of which is connected to the input of the computing device, the first output of which is connected to the fourth input of the interface device, and the second the output is connected to the first input of the auto-tracking system, the output of which is connected to the fifth input of the interface device, the output of the thermal imaging camera is connected to the second input of the auto-tracking system and the third input of the signal conversion and processing unit, the information output of the ANN is connected to the second input of the reference formation unit, to the third m the input of the interface device and the second input of the second memory block. The proposed complex works as follows.

Оператор обзорно прицельной системы (1) вертолета, наблюдая сцену на экране видеомонитора (3), производит с помощью пульта управления (4) наведение оптической оси теплотелевизионного прицела (1) на цель. Воздействуя на соответствующие привода (5), оператор старается совместить положение центральной метки прицела с положением центра цели. Одновременно снятые с датчиков углов (6) визирной системы (1) значения направления оптической оси теплотелевизионного прицела через устройство сопряжения (16) тепловизионной головки автосопровождения (8) передается в гирокоординатор (10). Эти сигналы с помощью гиростабилизированного привода (11), установленного на ракете, задают угловое положение оптической оси тепловизионной камеры в направлении на цель. Такая связь позволяет отслеживать все движения теплотелевизионного прицела и формировать пеленг на цель в момент прицеливания. Следует отметить, что из-за различных инструментальных ошибок, связанных с неточностью датчиков углов (ОПС) (1) и гиростабилизированного провода (11), юстировкой прицела и оптики тепловизионной камеры (12), изгиба подвески и т.д., неточность отслеживания по углу может достигать 0,5°. Если в таких условиях произвести захват объекта системой автосопровождения по сигналам от ОПС с теми точностями которая она обеспечивает, то произойдет захват не того элемента сцены, на который указывал оператор, а с некоторым смещением. В этих условиях необходимо непосредственное наблюдение сцены через тепловизионную камеру (12) гирокоординатора (10). Такой режим, безусловно, возможен и он реализуется. Однако, из-за существенного различия оптических характеристик теплотелевизионного прицела (1) и тепловизионной камеры (12), - последняя имеет более чем в три раза шире угол поля зрения и большее мгновенное поле зрения (пространственное разрешение одного чувствительного элемента датчика камеры), - оператор сможет обнаружить малоразмерный объект и произвести захват цели на меньших (в разы) дальностях по сравнению с тем, как если бы он делал это, используя лишь теплотелевизионный прицел ОПС (1). Это приводит к ухудшению такой важной тактической характеристики, как дальности применения бортового вооружения.The operator of the surveillance sighting system (1) of the helicopter, observing the scene on the screen of the video monitor (3), uses the control panel (4) to guide the optical axis of the thermal television sight (1) to the target. By acting on the corresponding actuators (5), the operator tries to align the position of the center mark of the sight with the position of the center of the target. Simultaneously taken from the angle sensors (6) of the sighting system (1), the values of the direction of the optical axis of the thermal television sight through the interface device (16) of the thermal imaging head of auto-tracking (8) are transmitted to the gyrocoordinator (10). These signals, using a gyro-stabilized drive (11) mounted on the rocket, set the angular position of the optical axis of the thermal imaging camera in the direction of the target. Such a connection allows you to track all movements of the heat-television sight and form a bearing to the target at the time of aiming. It should be noted that due to various instrumental errors associated with the inaccuracy of angle sensors (OPS) (1) and the gyro-stabilized wire (11), the adjustment of the sight and the optics of the thermal imaging camera (12), suspension bending, etc. angle can reach 0.5 °. If, under such conditions, the object is captured by the auto-tracking system using signals from the FSA with the accuracy that it provides, then the capture will take place not of the scene element that the operator pointed to, but with a certain offset. Under these conditions, it is necessary to directly observe the scene through the thermal imaging camera (12) of the gyrocoordinator (10). Such a regime is certainly possible and is being implemented. However, due to the significant difference in the optical characteristics of the thermal television sight (1) and the thermal imaging camera (12), the latter has more than three times wider field of view and a greater instantaneous field of view (spatial resolution of one sensitive element of the camera sensor), - the operator will be able to detect a small-sized object and capture a target at smaller (several times) ranges compared to how it would do it using only the OPS heat-television sight (1). This leads to a deterioration in such an important tactical characteristic as the range of use of onboard weapons.

Рассматриваемый комплекс позволяет разрешить эту трудность. Цифровое изображение сцены (кадр), полученное тепловизионной камерой теплотелевизионного прицела (1) в момент, когда оператор произвел прицеливание на объект, поступает в соответствии с установленным протоколом через аппаратуру информационного обмена (7) в блок формирования эталонов (9) по его первому входу. В этом блоке с учетом знания оптических характеристик теплотелевизионного прицела (1) и тепловизионной камеры (12) гирокоординатора (10): угла поля зрения, размера пикселя и формата фотоприемника, - производится преобразование операцией сжатия цифрового кадра в цифровое изображение, метрические характеристики которого будут совпадать с аналогичными характеристиками изображения тепловизионной камеры (12) гирокоординатора (10); в дальнейшем преобразованный цифровой кадр фигурирует как первое эталонное изображение. Процедура метрической корректировки изображения приведена в [4, 5]. Одновременно запоминается и выделенный фрагмент изображения вокруг точки целеуказания как исходный (несжатый) цифровой кадр (второе эталонное изображение). Полученные цифровые кадры размещаются в блоках памяти: первый блок памяти (17) (сжатое изображение - первый эталон), второй блок памяти (18) (несжатое изображение - второй эталон). После этого в устройстве сопровождения и привязки (20) запускается процесс привязки. Для проведения дальнейших действий в блоке преобразования и обработки сигнала (19) первое эталонное изображение и текущее изображение, полученное в момент прицеливания с тепловизионной камеры (12), обрабатываются региональными градиентными операторами, для представления их в виде полей яркостных аномалий. Сформированные таким образом поля используются в корреляторе (21), который реализует функцию нормированной кросс-корреляции, для поиска в текущем изображении места, наилучшим образом соответствующего первому эталону. По найденным координатам места, наилучшим образом соответствующего первому эталону, вычислительное устройство (22) производит автоматическое целеуказание и включает систему автосопровождения (23), либо за самой целью, если она хорошо идентифицируется при текущей дальности, либо, если этого не происходит из-за различия углов зрений тепловизионных камер гирокоординатора и теплотелевизионного прицела, за фрагментом сцены, в центре которого находится обнаруженная оператором цель.The considered complex allows us to resolve this difficulty. The digital image of the scene (frame), obtained by the thermal imaging camera of the thermal television sight (1) at the moment when the operator has aimed at the object, is sent in accordance with the established protocol through the information exchange equipment (7) to the unit for generating standards (9) at its first input. In this block, taking into account the knowledge of the optical characteristics of the thermal television sight (1) and the thermal imaging camera (12) of the gyrocoordinator (10): the angle of the field of view, the pixel size and the format of the photodetector, the digital frame is converted into a digital image, the metric characteristics of which will coincide with similar image characteristics of the thermal imaging camera (12) of the gyrocoordinator (10); hereinafter, the converted digital frame is referred to as the first reference picture. The procedure for metric image correction is given in [4, 5]. At the same time, the selected fragment of the image around the target designation point is also stored as the original (uncompressed) digital frame (the second reference image). The obtained digital frames are placed in memory blocks: the first memory block (17) (compressed image - the first standard), the second memory block (18) (uncompressed image - the second standard). After that, the binding process is started in the tracking and binding device (20). For further actions in the signal conversion and processing unit (19), the first reference image and the current image obtained at the moment of aiming from a thermal imaging camera (12) are processed by regional gradient operators to represent them in the form of fields of brightness anomalies. The fields formed in this way are used in the correlator (21), which implements the function of normalized cross-correlation, to search in the current image for a place that best matches the first standard. Based on the found coordinates of the place that best matches the first standard, the computing device (22) performs automatic target designation and turns on the auto-tracking system (23), either behind the target itself, if it is well identified at the current range, or if this does not happen due to the difference the angles of vision of the thermal imaging cameras of the gyrocoordinator and the thermal television sight, behind the scene fragment, in the center of which is the target detected by the operator.

Система автосопровождения устройства сопровождения и привязки построена и реализует функции изложенные в патентах [6, 7].The automatic tracking system of the tracking and binding device is built and implements the functions set forth in the patents [6, 7].

Как правило, положение найденной точки целеуказания в поле текущего изображения существенно может быть смещено относительно центра его поля, куда направлен вектор гирокоординатора (10). Запуск в таких условиях ракеты нежелателен, так как из-за стартовых возмущений может произойти срыв автосопровождения. Влияние стартовых возмущений минимальны, когда положение отслеживаемой цели совпадает с центром поля зрения тепловизионной камеры (12). Для того чтобы обеспечить эти условия, к сигналам, поступающим из системы автосопровождения, подмешиваются еще и дополнительные сигналы, по которым в условиях автосопровождения осуществляется автоматический плавный разворот линии визирования тепловизионной камеры на указанную оператором цель и перевод точки слежения в центральное положение поля зрения тепловизионной камеры гирокоординатора. В вычислительном устройстве (22) и устройстве сопряжения и привязки (20) отслеживается процесс перевода точки слежения в центральное положение поля зрения тепловизионной камеры гирокоординатора, и выработка этих сигналов прекращается, когда смещение обнулено. Время отработки смещения не превышает одной секунды. По завершению процесса перевода точки слежения в центральное положение поля зрения тепловизионной камеры гирокоординатора при сохранении режима автосопровождения за указанной точкой на изображении производится автоматический запуск ракеты. Подобная организация работы предлагаемого комплекса решает задачу оперативного применения вооружения с увеличенных дальностей с сохранением точности поражения, которая достигается последующей работой тепловизионной головки автосопровождения в полете ракеты следующим образом.As a rule, the position of the found target designation point in the field of the current image can be significantly shifted relative to the center of its field, where the gyrocoordinator vector is directed (10). Launching a rocket under such conditions is undesirable, since autotracking may fail due to starting disturbances. The influence of starting disturbances is minimal when the position of the tracked target coincides with the center of the field of view of the thermal imaging camera (12). In order to ensure these conditions, additional signals are added to the signals coming from the auto-tracking system, according to which, in the conditions of auto-tracking, the automatic smooth turn of the line of sight of the thermal imaging camera to the target indicated by the operator is carried out and the tracking point is transferred to the central position of the field of view of the thermal imaging camera of the gyro-coordinator ... In the computing device (22) and the interface and binding device (20), the process of moving the tracking point to the central position of the field of view of the thermal imaging camera of the gyro-coordinator is monitored, and the generation of these signals stops when the offset is zeroed. The offset processing time does not exceed one second. Upon completion of the process of transferring the tracking point to the central position of the field of view of the thermal imaging camera of the gyrocoordinator, while maintaining the auto-tracking mode behind the specified point in the image, the rocket is automatically launched. Such an organization of the proposed complex solves the problem of the operational use of weapons from increased ranges while maintaining the accuracy of destruction, which is achieved by the subsequent operation of the thermal imaging head of auto-tracking in the rocket flight as follows.

В процессе наведения ракеты ее бортовая навигационная система ИНС (24) вычисляет остаточную дальность до цели. При остаточной дальности до цели, когда метрические характеристики текущего изображения, получаемого с тепловизионной камеры (12) гирокоординатора совпадут с метрикой изображения от теплотелевизионного прицела, в момент произведенного целеуказания, запускается процесс привязки по второму эталону, хранящемуся во втором блоке памяти (18), аналогичный описанному выше процессу привязки по первому эталону. В процессе привязки по второму эталону производится уточнение точки целеуказания на поступающем, в данный момент, изображении из тепловизионной камеры (12) с последующим переводом автосопровождения на вновь найденную (уточненную) точку, которая была указана оператором в процессе прицеливания по изображению с теплотепловизионного прицела вертолета (2) с максимальным пространственных разрешением.In the process of missile guidance, its onboard navigation system INS (24) calculates the residual range to the target. With a residual range to the target, when the metric characteristics of the current image obtained from the thermal imaging camera (12) of the gyrocoordinator coincide with the metric of the image from the thermal television sight, at the moment of target designation, the binding process is started according to the second standard stored in the second memory unit (18), similar to the process of binding to the first reference described above. In the process of binding, according to the second standard, the target designation point is refined on the currently incoming image from the thermal imaging camera (12) with the subsequent transfer of auto-tracking to the newly found (refined) point, which was indicated by the operator in the process of aiming according to the image from the thermal imaging sight of the helicopter ( 2) with maximum spatial resolution.

Следует заметить, что описываемая логика функционирования предлагаемого комплекса не ограничивается двумя итерациями работы с эталонами - их может быть больше. Число итераций обусловлено информационной насыщенностью ближайшей окрестности точки целеуказания. На максимальных дальностях, когда оператор обнаружил и распознал потенциальные цели с помощью прицельной системы вертолета, изображение цели может не иметь достаточной информативности для надежного автосопровождения. В этом случае, удержание области (целевая область), где оператор увидел цель, обеспечивается за счет информативности периферийных участков. В процессе полета производится анализ информативности целевой области и при ее достаточности формируется эталон меньшего размера, но улучшенной детализации. Проведение привязки этим эталоном позволяет уточнить точку целеуказания и увеличивает надежность слежения. Подобные циклы на разных дальностях позволяют перейти на отслеживание цели по присущим только ему информационным элементам и обеспечивают максимальную точность наведения в точку целеуказания.It should be noted that the described logic of functioning of the proposed complex is not limited to two iterations of working with standards - there may be more of them. The number of iterations is due to the information saturation of the nearest vicinity of the target designation point. At maximum ranges, when the operator has detected and recognized potential targets using the helicopter's sighting system, the target image may not be informative enough for reliable autotracking. In this case, the retention of the area (target area), where the operator saw the target, is provided due to the information content of the peripheral areas. During the flight, the information content of the target area is analyzed and, if it is sufficient, a standard of a smaller size, but with improved detail, is formed. Binding with this standard allows you to specify the target designation point and increases the reliability of tracking. Such cycles at different ranges make it possible to switch to target tracking by information elements inherent only to it and provide maximum guidance accuracy to the target designation point.

ЛитератураLiterature

1. "Зарубежное военное обозрение" №1, 2006 г., стр. 40-44.1. "Foreign Military Review" No. 1, 2006, pp. 40-44.

2. Military Technology, 1998, №4, рр. 26-28; Compendium by Armada, Anti-Armour Weapons, 2000, pp. 1-30.2. Military Technology, 1998, No. 4, pp. 26-28; Compendium by Armada, Anti-Armor Weapons, 2000, pp. 1-30.

3. "Вертолетный комплекс высокоточного оружия ближнего действия", изобретение (19)RU(11) 2 351 508(13) С1 прототип3. "Helicopter complex of high-precision short-range weapons", invention (19) RU (11) 2 351 508 (13) C1 prototype

4. "Системы и средства связи, телевидения и радиовещания", №1.2, 2013 г., стр. 123-125.4. "Systems and means of communication, television and radio broadcasting", No. 1.2, 2013, pp. 123-125.

5. Труды 21-й Международной научно-технической конференции "Современное телевидение и радиоэлектронника", 19-20 марта 2013 г, М, ФГУП МКБ "Электрон", стр. 77-80.5. Proceedings of the 21st International Scientific and Technical Conference "Modern Television and Radio Electronics", March 19-20, 2013, M, FSUE MKB "Electron", pp. 77-80.

6. Патент RU 2153235 "Способ слежения за объектом и устройство для его осуществления", МПК 7 H04N 7/18, F41G 7/26, приоритет 25.01.1991, дата публикации 20.07.2000.6. Patent RU 2153235 "A method for tracking an object and a device for its implementation", IPC 7 H04N 7/18, F41G 7/26, priority 01/25/1991, publication date 07/20/2000.

7. Патент RU 2460135 "Способ автоматического определения координатных смещений объекта слежения в последовательности цифровых изображений, МПК G06K 9/56, H04N 7/18, приоритет 31.03.2011, дата публикации 27.08.2012.7. Patent RU 2460135 "Method for automatic determination of coordinate displacements of a tracking object in a sequence of digital images, IPC G06K 9/56, H04N 7/18, priority 31.03.2011, publication date 27.08.2012.

Claims (1)

Вертолетный комплекс современного бортового вооружения, включающий обзорно-прицельную систему с теплотелевизионным прицелом, приводы наведения, датчики углов поворота, видеомонитор и пульт управления, отличающийся тем, что введены аппаратура информационного обмена, информационная навигационная система (ИНС), тепловизионная головка автосопровождения, содержащая блок формирования эталонов, гирокоординатор, блок обработки сигналов, содержащий устройство сопряжения и модуль питания, устройство сопровождения и привязки, включающее два блока памяти, блок преобразования и обработки сигналов, коррелятор, вычислительное устройство и систему автосопровождения, причем выход теплотелевизионного прицела соединен с входом аппаратуры информационного обмена, а выход датчиков углов поворота соединен с первым входом устройства сопряжения, первый выход которого соединен с входом гиростабилизированного привода, выход аппаратуры информационного обмена соединен с первым входом блока формирования эталонов, выход которого соединен со вторым входом устройства сопряжения, второй выход которого соединен с входом первого блока памяти, а третий выход соединен с первым входом второго блока памяти, а его выход соединен с первым входом блока преобразования и обработки сигналов, второй вход которого соединен с выходом первого блока памяти, первый и второй выходы блока преобразования и обработки сигналов соединены с первым и вторым входами коррелятора, выход которого соединен с входом вычислительного устройства, первый выход которого соединен с четвертым входом устройства сопряжения, а второй выход соединен с первым входом системы автосопровождения, выход которой соединен с пятым входом устройства сопряжения, выход тепловизионной камеры соединен со вторым входом системы автосопровождения и третьим входом блока преобразования и обработки сигналов, информационный выход ИНС соединен со вторым входом блока формирования эталонов, с третьим входом устройства сопряжения и вторым входом второго блока памяти.Helicopter complex of modern airborne weapons, including a surveillance and sighting system with a thermal television sight, guidance drives, rotation angle sensors, a video monitor and a control panel, characterized in that information exchange equipment, an information navigation system (INS), a thermal imaging auto-tracking head containing a formation unit are introduced standards, a gyrocoordinator, a signal processing unit containing an interface device and a power module, a tracking and binding device including two memory units, a signal conversion and processing unit, a correlator, a computing device and an auto-tracking system, and the output of the heat television sight is connected to the input of the information exchange equipment, and the output of the rotation angle sensors is connected to the first input of the interface device, the first output of which is connected to the input of the gyro-stabilized drive, the output of the information exchange equipment is connected to the first input of the standard formation unit, in whose output is connected to the second input of the interface device, the second output of which is connected to the input of the first memory block, and the third output is connected to the first input of the second memory block, and its output is connected to the first input of the signal conversion and processing unit, the second input of which is connected to the output of the first the memory unit, the first and second outputs of the signal conversion and processing unit are connected to the first and second inputs of the correlator, the output of which is connected to the input of the computing device, the first output of which is connected to the fourth input of the interface device, and the second output is connected to the first input of the auto-tracking system, the output of which is is connected to the fifth input of the interface device, the output of the thermal imaging camera is connected to the second input of the autotracking system and the third input of the signal conversion and processing unit, the information output of the ANN is connected to the second input of the standard formation unit, to the third input of the interface device and the second input of the second memory unit .
RU2019126083A 2019-08-16 2019-08-16 Modern onboard weapons helicopter system RU2726301C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019126083A RU2726301C1 (en) 2019-08-16 2019-08-16 Modern onboard weapons helicopter system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019126083A RU2726301C1 (en) 2019-08-16 2019-08-16 Modern onboard weapons helicopter system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2726301C1 true RU2726301C1 (en) 2020-07-13

Family

ID=71616361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019126083A RU2726301C1 (en) 2019-08-16 2019-08-16 Modern onboard weapons helicopter system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2726301C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2773672C1 (en) * 2021-07-02 2022-06-07 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Method for aircraft guidance at ground targets according to radar data with synthesizing the antenna aperture

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001014820A1 (en) * 1999-08-18 2001-03-01 Saab Bofors Dynamics Ab Method and guidance system for guiding a missile
RU2351508C1 (en) * 2007-09-19 2009-04-10 Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" Short-range highly accurate weaponry helicopter complex
GB2507234A (en) * 1979-02-16 2014-04-30 Raytheon Co Missile launching apparatus
RU2657356C1 (en) * 2017-05-23 2018-06-13 Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" Method of simultaneous adjustment of guided missiles with laser semi-active homing heads and device for its implementation
RU2658517C2 (en) * 2016-12-08 2018-06-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Reconnaissance fire weapon complex of fscv
RU180932U1 (en) * 2017-06-27 2018-06-29 Общество с ограниченной ответственностью "Военно-инженерный центр" (ООО "ВИЦ") Fighting compartment of an armored personnel carrier with external cannon-machine gun weapons
RU2682141C1 (en) * 2018-02-12 2019-03-14 Акционерное общество "Вологодский оптико-механический завод" (АО "ВОМЗ") Commander panoramic device for observing

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2507234A (en) * 1979-02-16 2014-04-30 Raytheon Co Missile launching apparatus
WO2001014820A1 (en) * 1999-08-18 2001-03-01 Saab Bofors Dynamics Ab Method and guidance system for guiding a missile
RU2351508C1 (en) * 2007-09-19 2009-04-10 Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" Short-range highly accurate weaponry helicopter complex
RU2658517C2 (en) * 2016-12-08 2018-06-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Reconnaissance fire weapon complex of fscv
RU2657356C1 (en) * 2017-05-23 2018-06-13 Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" Method of simultaneous adjustment of guided missiles with laser semi-active homing heads and device for its implementation
RU180932U1 (en) * 2017-06-27 2018-06-29 Общество с ограниченной ответственностью "Военно-инженерный центр" (ООО "ВИЦ") Fighting compartment of an armored personnel carrier with external cannon-machine gun weapons
RU2682141C1 (en) * 2018-02-12 2019-03-14 Акционерное общество "Вологодский оптико-механический завод" (АО "ВОМЗ") Commander panoramic device for observing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2773672C1 (en) * 2021-07-02 2022-06-07 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Method for aircraft guidance at ground targets according to radar data with synthesizing the antenna aperture

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7870816B1 (en) Continuous alignment system for fire control
US7210392B2 (en) Autonomous weapon system
US5822713A (en) Guided fire control system
US5379676A (en) Fire control system
US8049869B2 (en) Dual FOV imaging semi-active laser system
US6491253B1 (en) Missile system and method for performing automatic fire control
RU2399854C1 (en) Method of guiding multi-target high-precision long-range weapon and device to this end
US4424943A (en) Tracking system
AU2002210260A1 (en) Autonomous weapon system
CN108955722B (en) Unmanned aerial vehicle target positioning indicating system and indicating method
JPH0710091A (en) Sighting apparatus of aircraft
US9000340B2 (en) System and method for tracking and guiding at least one object
RU2584210C1 (en) Method of firing guided missile with laser semi-active homing head
JPS6375492A (en) Method and device for displaying target and/or target-position by using data collecting means of arm system
KR20150086626A (en) Tank around the battlefield situational awareness system
RU2294514C1 (en) Sight complex of fighting pilotless aircraft
US6750806B2 (en) Method of tracking a target and target tracking system
EP1379892B1 (en) Solid state modulated beacon tracking system
RU2697939C1 (en) Method of target design automation at aiming at helicopter complex
RU2351508C1 (en) Short-range highly accurate weaponry helicopter complex
GB2143931A (en) A sighting system for a guided missile
RU2726301C1 (en) Modern onboard weapons helicopter system
KR102298623B1 (en) Situational Awareness System of Main Battle Tank Using HMD
RU2712367C2 (en) Method for internal target designation with indication of targets for armored weapon samples
RU2737634C2 (en) Firing method of guided missile with laser half-active homing head and device realizing thereof