WO2007045104A1 - Verfahren und vorrichtung zur erfassung der auftreffstelle von fliegenden objekten auf einem definierten trefferfeld - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur erfassung der auftreffstelle von fliegenden objekten auf einem definierten trefferfeld Download PDF

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WO2007045104A1
WO2007045104A1 PCT/CH2005/000619 CH2005000619W WO2007045104A1 WO 2007045104 A1 WO2007045104 A1 WO 2007045104A1 CH 2005000619 W CH2005000619 W CH 2005000619W WO 2007045104 A1 WO2007045104 A1 WO 2007045104A1
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hit
radar
trajectory
radars
radar devices
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PCT/CH2005/000619
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Heinrich Schweizer
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Polytronic International Ltd.
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    • G01S13/878—Combination of several spaced transmitters or receivers of known location for determining the position of a transponder or a reflector
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • G01S7/411—Identification of targets based on measurements of radar reflectivity
    • G01S7/412—Identification of targets based on measurements of radar reflectivity based on a comparison between measured values and known or stored values

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device therefor.
  • a Schiess- disc is known in which the disc has a plurality of mutually electrically insulated layers, which are each formed electrically conductive. During the passage of a projectile through such a Schiess- disk, the layers are electrically connected to each other for a short time and generate an electrical
  • Radar methods are also known for detecting the trajectory of flying objects, it being possible to determine its distance or even spatial position with respect to the receiver by emitting high-frequency electrical waves and receiving the waves reflected by the flying object. This process is very complex and must be carried out by means of very expensive and sensitive apparatus and is particularly well suited for large flying objects at long distances to the receiver.
  • a disadvantage is the detection of small objects that are often to capture only with great effort.
  • the object of the present invention was to provide a method for detecting the hit position of any To create flying objects, which is feasible by simple means.
  • a number of radars are arranged in the method for determining the hit position of flying objects on a defined hit field in at least one area around the hit field in such a way that at least two detection ranges of radar devices intersect at least in the core area of the hit field. overlap. Furthermore, at least the distance values of an object flying through the detection regions of the radar devices are detected, and the trajectory of the object is determined by superimposing these distance values and the known geometric arrangement of the radar devices with one another. Then, based on this determined trajectory, the resulting hit position in the hit field is calculated.
  • radar devices for detecting the flying objects, they can have virtually any, practically realizable speed.
  • projectiles both in the supersonic range, such as medium- or large-caliber pistols or bullets, as well as in the subsonic area, such as large shells or radio-controlled or ballistic missiles, detectable by this method and the target location can be accurately calculated.
  • This can be a Targeted area can be provided, which can be bombarded with different ammunition, and which is equipped with a single, universal target acquisition system.
  • it can be synonymous with others
  • Detecting missiles that have sufficient reflection of radar beams. At most, such missiles must be provided with a corresponding coating or other, high-reflection structure. For example, at least 3 or more radars are arranged along a straight line at regular intervals, and this line is aligned parallel to the hit field. By this arrangement, a particularly accurate hit evaluation on a planar target, such as a flat, rectangular target can be done.
  • the central axes of the detection areas of all radars are aligned parallel to each other.
  • the central axes of the detection areas of the radar devices are arranged aligned at an angle to the plane of the hit field, preferably at an angle between 20 ° and 70 °. This arrangement ensures that an object impinging on the hit field opens up the detection area traverses a trajectory that is at an angle to the central axis, which supports an exact detection and calculation of the distance of this object to the radar device.
  • the radars are operated as Doppler radars.
  • Such devices have a very good filter behavior with respect to interference respectively. Noise and can be used as robust, practically autonomous units.
  • the detected values of the object are buffered and only after leaving the detection range, the flight path is calculated in the form of the flight path vector.
  • the effective trajectory of the object can be detected very accurately by the detection range of the radar and thus a great accuracy of the calculated further trajectory can be achieved to the impact on the hit field.
  • This calculated trajectory will come very close to the actual trajectory of the object and thus forms a very good basis for the calculation of the hit position.
  • the speed of the object is also detected and buffered.
  • the size of the object is additionally detected. This can be in addition to the hit also an indication of the object, at least in relation to its size, leave.
  • the detected size of the object is compared with a stored catalog of object types with sizes of different objects and the closest object type is added to the hit location.
  • the hit position can be submitted together with the object type, which supports an exact hit evaluation, especially when using different objects, for example, different floors.
  • the calculated trajectory of the object is compared with stored trajectory types, and the type of trajectory which is closest to the measured trajectory is determined to be true. Thereafter, the distance associated with this trajectory type due to the geometrical conditions is transmitted to the respective radar device as a distance value of an evaluation device in which the relative position of the object with respect to the radar devices is calculated on the basis of the positions and distance values of at least two radar devices.
  • This can be done with comparatively simple and affordable radar devices reliable calculation of the hit position of the objects.
  • a further object of the present invention was to provide a device for determining the location of hits of flying objects.
  • FIG. 1 shows schematically the front view of a device according to the invention for detecting the hit location of a flying object on a rectangular hit field;
  • Fig. 2 shows schematically the side view of the device of Figure 1 with a flying object just before hitting the hit field.
  • FIG. 1 shows the front view of a target 1 on which the hit position of projectiles (not shown here) is to be determined.
  • Targets 1 are used, for example, in shooting ranges for light rifles or smaller to medium-sized shells. Such targets 1 often have optical features which serve the target detection, which are not shown here for the sake of clarity.
  • a number of radars 2 are now arranged along a row. These radars 2 have a fixed, defined position with each other as well as with respect to the target 1. Each radar 2 emits upward a radar lobe 3, the effective range of effect is shown in dashed lines in the figure. The radars 2 are now placed in such a dimensioned distance from each other, respectively. disposed at least two radar lobes 3 overlap each other at least in the core area in front of the target disk 1. This ensures that a projectile impinging on the target 1 flies through at least two radar lobes 3 and is therefore detected by at least two radar devices 2.
  • the radars 2 are connected to each other via a bus 4 and thus can exchange their data with each other and transmitted to a connection unit 5 and a computer unit ⁇ .
  • the data of the radar devices 2 are evaluated in the computer unit 6 and converted there into target coordinates, which represent the point of penetration of the projectile on the target disk 1.
  • FIG. 2 also shows the schematic side view of the arrangement according to FIG. It can be seen that the radar devices 2 can be arranged inclined forwards, for example, and thus have radar lobes 3 inclined forwards in the direction of the trajectory of the impinging projectile 7.
  • the target 1 is arranged behind the radar lobes 3, in a defined, known geometric distance to the radar devices 2.
  • the target 1 can be designed as fixed or movable in a base 8 fixed solid disk, or mark only by lateral posts the target area.
  • the radars 2 are stationary and operated with a time-constant transmission and reception diagram.
  • the trajectory 9 of the projectile 7 within the radar lobes 3 is now preferably calculated as follows:
  • the waves reflected by the flying projectile 7 are detected by each radar 2 and buffered. Only after completed resp. completed passage of the projectile 7, these values are added to a curve and the trajectory 9 of the
  • Missile 7 calculated from these values.
  • the resulting hit position on the target 1 is calculated.
  • the speed of the flying object can also be calculated by this detection and included in the calculation of the hit position.
  • This calculation can be done either by linear extension of the measured trajectory 9 of the projectile 7 in the area of the radar lobes 3 to the target 1 out, or it can be made with knowledge of the flight characteristics of the projectile 7 a correction of this linear trajectory. For small, very fast projectiles 7 and a short one Distance between the radar 2 and the target 1 brings the linear approach usually a sufficient accuracy, while larger and especially slower floors 7 resp. Objects, as well as a greater distance between radars 2 and target 1 a correction due to the known flight characteristics of the object 7 can be made in order to achieve a higher accuracy.
  • This method is designed to capture and accurately measure both very fast targets and slow targets. Also, there is no need that the target 1 must be located immediately behind the radar 2 and must necessarily have a vertical position. Thus, for example, the detection of the hit position of relatively slow objects on a horizontal target surface with arranged outside this target surface radar devices is conceivable.
  • such a device can be used to record the hit of tennis balls on the tennis court. This can be used to determine whether a ball within or outside of a certain sector of the tennis court is hit and thus remains in play or must be given out.
  • Objects can also use the radar 2 be to the type of projectile resp. Object due to its geometric extension to determine. This can for example be done by virtue of the determination of the length resp. the diameter of the object and comparison with an object catalog, the object can be assigned to a specific object type.
  • Targets can be bombarded with different objects, and in addition to the hit position and each of the object type can be listed in a target protocol. This allows very detailed score evaluations to be performed.

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Abstract

Beim Verfahren zur Ermittlung der Trefferlage (10) von fliegenden Objekten (7) auf einem definierten Trefferfeld (1) werden in mindestens einem Bereich um das Trefferfeld (1) herum eine Anzahl von Radargeräten (2) derart angeordnet, dass sich zumindest im Kernbereich des Trefferfeldes (1) jeweils mindestens zwei Erfassungsbereiche (3) von Radargeräten (2) überschneiden resp. überlappen. Weiter werden zumindest die Distanzwerte eines durch die Erfassungsbereiche (3) der Radargeräte (2) hindurch fliegenden Objektes (7) erfasst und es wird durch Überlagerung dieser Distanzwerte und der bekannten geometrischen Anordnung der Radargeräte (2) untereinander die Flugbahn des Objektes ermittelt. Danach wird aufgrund dieser ermittelten Flugbahn die daraus resultierende Trefferlage im Trefferfeld (1) berechnet.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung der Auftreffstelle von fliegenden Objekten auf einem definierten Trefferfeld
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur sowie eine Vorrichtung hierfür.
Zur Bestimmung der Koordinaten von auf eine Zielscheibe auftreffenden Objekten, wie beispielsweise Geschosse, ist eine Reihe von unterschiedlichen Verfahren bekannt.
So ist beispielsweise aus der DE 1 902 292 eine Schiess- Scheibe bekannt, bei welcher die Scheibe mehrere, voneinander elektrisch isolierten Schichten, welche jeweils elektrisch leitend ausgebildet sind, aufweist. Beim Durchgang eines Geschosses durch eine solche Schiess- Scheibe werden die Schichten kurzzeitig elektrisch miteinander verbunden und erzeugen einen elektrischen
Impuls. Diese elektrischen Impulse werden nun ausgewertet und daraus die Trefferlage auf der Scheibe ermittelt.
Der Nachteil dieser Einrichtung liegt darin, dass die Schichten durch den Beschuss mit den Geschossen beschädigt werden, was zu einer verhältnismässig kurzen Einsatzdauer und ggf. zu fehlerhaften Auswertungen führt, wenn die elektrische Isolierung der Schichten durch diese Beschädigungen teilweise aufgehoben werden. Auch eignen sich diese Einrichtungen praktisch ausschliesslich für metallische Geschosse, welche das Trefferfeld durchstossen.
Weiter ist beispielsweise aus der DE 28 07 101 ein weiteres Schiessziel bekannt, bei welchem in der Ebene des Schiessziels akustische Sensoren angeordnet sind, welche das Eintreffen des Mach 'sehen Kegels des eintreffenden Geschosses erfassen. Aufgrund der bekannten Lage der akustischen Sensoren in Bezug auf das Ziel lässt sich nun die relative Position des Geschosses in Bezug auf die akustischen Sensoren und somit dessen Eintreffposition auf das Schiessziel berechnen. Ein Vorteil dieser Einrichtung liegt darin, dass die Messung praktisch unabhängig von der Geschossgrösse erfolgen kann, eine gute Genauigkeit aufweist und dank einfachem Aufbau günstig hergestellt werden kann. Derartige akustische Verfahren haben allerdings den Nachteil, dass sie sehr empfindlich auf die herrschenden Temperaturverhältnisse reagieren. Weiter können mit diesen Verfahren lediglich die Trefferlagen von Geschossen genau erfasst werden, welche mit Überschall in das Schiessziel eintreffen.
Für die Erfassung der Flugbahn von fliegenden Objekten sind weiter Radarverfahren bekannt, wobei mittels Aussendung von hochfrequenten elektrischen Wellen und Empfang der vom fliegenden Objekt reflektierten Wellen dessen Distanz oder sogar räumliche Position in Bezug auf den Empfänger bestimmt werden kann. Dieses Verfahren ist sehr aufwändig und muss mittels sehr teuren und empfindlichen Apparaten durchgeführt werden und eignet sich besonders gut für grosse fliegende Objekte in grossen Entfernungen zum Empfänger. Ein Nachteil besteht bei der Erfassung von kleinen Objekten, die häufig nur mit sehr grossem Aufwand zu erfassen sind.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand nun darin, ein Verfahren zur Erfassung der Trefferlage von beliebigen fliegenden Objekten zu schaffen, welches mit einfachen Mitteln durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des Verfahrens nach Anspruch 1 gelöst: Weitere, bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Merkmalen der weiteren Ansprüche 2 bis 9.
Erfindungsgemäss werden beim Verfahren zur Ermittlung der Trefferlage von fliegenden Objekten auf einem definierten Trefferfeld in mindestens einem Bereich um das Trefferfeld herum eine Anzahl von Radargeräten derart angeordnet, dass sich zumindest im Kernbereich des Trefferfeldes jeweils mindestens zwei Erfassungsbereiche von Radargeräten überschneiden resp. überlappen. Weiter werden zumindest die Distanzwerte eines durch die Erfassungsbereiche der Radargeräte hindurch fliegenden Objektes erfasst und es wird durch Überlagerung dieser Distanzwerte und der bekannten geometrischen Anordnung der Radargeräte untereinander die Flugbahn des Objektes ermittelt. Danach wird aufgrund dieser ermittelten Flugbahn die daraus resultierende Trefferlage im Trefferfeld berechnet.
Durch die Verwendung von Radargeräten zur Erfassung der fliegenden Objekte können diese praktisch jede beliebige, praktisch realisierbare Geschwindigkeit aufweisen. So sind insbesondere Geschosse sowohl im Überschallbereich, wie beispielsweise mittel- oder grosskalibrige Pistolen oder Gewehrkugeln, wie auch im Unterschallbereich, wie beispielsweise grosse Granaten oder ferngesteuerte oder ballistische Raketen, durch dieses Verfahren erfassbar und die Ziellage genau berechenbar. Damit kann eine Ziellandschaft bereitgestellt werden, welche mit unterschiedlicher Munition beschossen werden kann, und welches mit einem einzigen, universellen Zielerfassungssystem ausgerüstet ist. Selbstverständlich lassen sich damit aber auch andere
Flugkörper erfassen, welche eine genügende Reflexion von Radar-Strahlen aufweisen. Allenfalls müssen derartige Flugkörper mit einer entsprechenden Beschichtung oder einer sonstigen, reflexionsstarken Struktur versehen sein. Beispielsweise werden mindestens 3 oder mehr Radargeräte entlang einer geraden Linie in regelmässigen Abständen angeordnet, und diese Linie wird parallel zum Trefferfeld ausgerichtet angeordnet. Durch diese Anordnung kann eine besonders genaue Trefferauswertung auf ein flächiges Ziel, wie beispielsweise eine flächige, rechteckige Zielscheibe erfolgen.
Weiter werden beispielsweise die Mittelachsen der Erfassungsbereiche aller Radargeräte parallel zueinander ausgerichtet. Damit lassen sich die erfassten Werte der einzelnen Radargeräte einfach auswerten und dank der definierten und identischen geometrischen Relation insbesondere zum Trefferfeld eine sehr präzise Berechnung der Trefferlage des resp. der Geschosse realisieren.
Weiter werden beispielsweise die Mittelachsen der Erfassungsbereiche der Radargeräte in einem Winkel zur Ebene des Trefferfeldes ausgerichtet angeordnet, vorzugsweise in einem Winkel zwischen 20° und 70°. Durch diese Anordnung ist gewährleistet, dass ein auf das Trefferfeld auftreffende Objekt den Erfassungsbereich auf einer zur Mittelachse in einem Winkel stehenden Flugbahn durchfliegt, was eine exakte Erfassung und Berechnung der Distanz diese Objektes zum Radargerät unterstützt.
Beispielsweise werden die Radargeräte als Doppler- Radargeräte betrieben. Derartige Geräte weisen ein sehr gutes Filterverhalten in Bezug auf Störeinflüsse resp. Störsignale auf und lassen sich als robuste, praktisch autonome Einheiten einsetzen.
Beispielsweise werden die erfassten Werte des Objektes zwischengespeichert und erst nach Verlassen des Erfassungsbereiches wird der Flugweg in Form des Flugwegvektors berechnet. Damit kann einerseits die effektive Flugbahn des Objektes durch den Erfassungsbereich der Radargeräte sehr genau erfasst werden und damit auch eine grosse Genauigkeit der berechneten weiteren Flugbahn bis zum Auftreffort auf dem Trefferfeld erzielt werden. Diese berechnete Flugbahn wird der effektiven Flugbahn des Objekts sehr nahe kommen und bildet damit eine sehr gute Basis für die Berechnung der Trefferlage. Neben der Richtung des Vektors wird auch die Geschwindigkeit des Objektes erfasst und zwischengespeichert.
Beispielsweise wird zusätzlich die Grosse des Objektes, zumindest die Längenausdehnung des Objektes in Bezug auf das jeweilige Radargerät, erfasst. Damit lässt sich neben der Trefferlage auch ein Hinweis auf das Objekt, zumindest in Bezug auf seine Grosse, abgeben.
Beispielsweise wird die erfasste Grosse des Objektes mit einem gespeicherten Katalog von Objekttypen mit GrÖssenangaben von unterschiedlichen Objekten verglichen und der nächstliegende Objekttyp wird zu der Trefferlage hinzugefügt. Damit kann die Trefferlage zusammen mit dem Objekttyp abgegeben werden, was eine exakte Trefferauswertung gerade bei der Verwendung von unterschiedlichen Objekten, zum Beispiel unterschiedlichen Geschossen, unterstützt.
Beispielsweise wird die berechnete Flugbahn des Objektes mit gespeicherten Flugbahntypen verglichen, und es wird derjenige Flugbahntyp als zutreffend bestimmt, welcher der gemessenen Flugbahn am nächsten liegt. Danach wird die diesem Flugbahntyp aufgrund der geometrischen Verhältnisse zugeordnete Distanz zum jeweiligen Radargerät als Distanzwert einer Auswertungseinrichtung übermittelt, in welcher aufgrund der Positionen und Distanzwerte mindestens zweier Radargeräte die relative Position des Objektes in Bezug auf die Radargeräte berechnet wird. Damit kann mit verhältnismässig einfachen und günstigen Radargeräten eine zuverlässige Berechnung der Trefferlage der Objekte erfolgen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, eine Vorrichtung zur Ermittlung der Trefferlage von fliegenden Objekten zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 10 gelöst. Bei dieser Vorrichtung sind erfindungsgemäss mehrere
Radarsensoren in einer geometrisch definierten, festen Anordnung untereinander und in Bezug auf das Trefferfeld angeordnet und sie weist eine mit den Radarsensoren verbundene Auswerteelektronik auf. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand von Figuren noch näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 schematisch die Frontansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Erfassung der Trefferstelle eines fliegenden Objektes auf einem rechteckigen Trefferfeld; und
Fig. 2 schematisch die Seitenansicht der Vorrichtung nach Figur 1 mit einem fliegenden Objekt kurz vor dem Auftreffen auf das Trefferfeld.
Figur 1 zeigt die Frontansicht auf eine Zielscheibe 1, auf welcher die Trefferlage von Geschossen (hier nicht dargestellt) ermittelt werden sollen. Derartige
Zielscheiben 1 werden beispielsweise in Schiessanlagen für leichte Gewehre oder kleinere bis mittelgrosse Granaten verwendet. Derartige Zielscheiben 1 weisen häufig optische Merkmale auf, welche der Zielerfassung dienen, die hier aber der besseren Übersicht halber nicht dargestellt sind.
Am unteren Rand der Zielscheibe 1 sind nun entlang einer Reihe eine Anzahl von Radargeräten 2 angeordnet. Diese Radargeräte 2 weisen eine feste, definierte Position untereinander wie auch in Bezug auf die Zielscheibe 1 auf. Jedes Radargeräte 2 emittiert nach oben eine Radarkeule 3, deren effektiver Wirkungsbereich in der Figur gestrichelt dargestellt ist. Die Radargeräte 2 sind nun in einem derart bemessenen Abstand zueinander aufgestellt resp. angeordnet, dass sich zumindest im Kernbereich vor der Zielscheibe 1 jeweils mindestens zwei Radarkeulen 3 überschneiden. Damit ist gewährleistet, dass ein auf die Zielscheibe 1 auftreffendes Geschoss mindestens durch zwei Radarkeulen 3 hindurch fliegt und damit von mindestens zwei Radargeräten 2 erfasst wird.
Die Radargeräte 2 sind untereinander über einen Bus 4 verbunden und können damit ihre Daten untereinander austauschen und an eine Verbindungseinheit 5 und eine Rechnereinheit β übertragen. Die Daten der Radargeräte 2 werden in der Rechnereinheit 6 ausgewertet und dort in Zielkoordinaten umgerechnet, welche den Durchschlagort des Geschosses auf der Zielscheibe 1 repräsentieren.
Vorteilhaft werden als Radargeräte 2 handelsübliche Radarsensoren eingesetzt, welche jeweils eine eigene
Datenverarbeitungseinrichtung aufweisen und ihre Daten über eine Kommunikationsleitung anderen Geräten zur Verfügung stellen können. Dabei arbeiten die Radarsensoren vorteilhaft nach dem Doppler-Prinzip. In Figur 2 ist noch die schematische Seitenansicht auf die Anordnung nach Figur 1 dargestellt. Hieraus ist ersichtlich, dass die Radargeräte 2 beispielsweise nach vorne geneigt angeordnet sein können, und damit nach vorne in Richtung der Flugbahn des auftreffenden Geschosses 7 geneigte Radarkeulen 3 aufweisen. Die Zielscheibe 1 ist dabei hinter den Radarkeulen 3 angeordnet, in einer definierten, bekannten geometrischen Entfernung zu den Radargeräten 2. Die Zielscheibe 1 kann dabei als fest oder beweglich in einem Sockel 8 befestigte Vollscheibe ausgebildet sein, oder lediglich durch seitliche Pfosten die Zielfläche markieren. Für die Ermittlung der Trefferlage des Geschosses 7 auf der Zielscheibe 1 werden die Radargeräte 2 ortsfest und mit einem zeitlich konstanten Sende- und Empfangsdiagramm betrieben. Die Flugbahn 9 des Geschosses 7 innerhalb der Radarkeulen 3 wird nun vorzugsweise folgendermassen berechnet:
Die vom durchfliegenden Geschoss 7 reflektierten Wellen werden von jedem Radargerät 2 erfasst und zwischengespeichert. Erst nach erfolgtem resp. abgeschlossenem Durchflug des Geschosses 7 werden diese Werte zu einer Kurve ergänzt und die Flugbahn 9 des
Geschosses 7 aus diesen Werten berechnet. Schliesslich wird aufgrund dieser Flugbahn 9, die nur im Bereich der Radarkeulen 3 erfasst und berechnet worden ist, die daraus resultierende Trefferlage auf der Zielscheibe 1 berechnet. Neben den geometrischen Werten der Flugbahn lässt sich durch diese Erfassung auch die Geschwindigkeit des Flugobjektes berechnen und für die Berechnung der Trefferlage miteinbeziehen.
Diese Berechnung kann entweder durch lineare Verlängerung der gemessenen Flugbahn 9 des Geschosses 7 im Bereich der Radarkeulen 3 zur Zielscheibe 1 hin erfolgen, oder es kann bei Kenntnis der Flugeigenschaften des Geschosses 7 eine Korrektur dieser linearen Flugbahn 9 vorgenommen werden. Bei kleinen, sehr schnellen Geschossen 7 und einem kurzen Abstand zwischen den Radargeräten 2 und der Zielscheibe 1 bringt der lineare Ansatz in der Regel eine genügende Genauigkeit, während bei grosseren und insbesondere langsameren Geschossen 7 resp. Objekten, sowie eine grosseren Abstand zwischen Radargeräten 2 und Zielscheibe 1 eine Korrektur aufgrund der bekannten Flugeigenschaften des Objektes 7 vorgenommen werden kann, um eine höhere Genauigkeit zu erreichen.
Es hat sich gezeigt, dass die derart berechneten Trefferlagen sehr genau mit den effektiven Trefferlagen 10 auf der Zielscheibe 1 übereinstimmen.
Ein Vorteil dieser Einrichtung resp. dieses Verfahrens liegt darin, dass damit sowohl sehr schnelle Ziele wie auch langsame Ziele erfasst und genau gemessen werden können. Auch besteht keine Notwendigkeit, dass die Zielscheibe 1 unmittelbar hinter den Radargeräten 2 angeordnet sein muss und zwingend eine vertikale Lage aufweisen muss. So ist beispielsweise auch die Erfassung der Trefferlage von verhältnismässig langsamen Objekten auf eine horizontale Zielfläche mit ausserhalb dieser Zielfläche angeordneten Radargeräten denkbar.
So lässt sich eine solche Einrichtung beispielsweise zur Erfassung der Trefferlage von Tennisbällen auf dem Tennisplatz einsetzen. Damit kann bestimmt werden, ob ein Ball innerhalb oder ausserhalb eines bestimmten Sektors des Tennisplatzes zum Auftreffen gelangt und damit im Spiel bleibt oder Aus gegeben werden muss.
Neben der Erfassung der Trefferlage des Geschosse resp. Objekte können die Radargeräte 2 auch dazu verwendet werden, um den Typ des Geschosses resp. Objektes aufgrund seiner geometrischen Ausdehnung zu bestimmen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass aufgrund der Bestimmung der Länge resp. des Durchmessers des Objektes und Vergleich mit einem Objektkatalog das Objekt einem bestimmten Objekttyp zugeordnet werden kann.
Damit ist es beispielsweise möglich, eine universelle Ziellandschaft zu gestalten, bei welchem dieselben Ziele resp. Zielscheiben mit unterschiedlichen Objekten beschossen werden können, und dabei neben der Trefferlage auch jeweils der Objekttyp in einem Zielprotokoll aufgeführt werden kann. Damit können sehr detaillierte Trefferauswertungen durchgeführt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Ermittlung der Trefferlage (10) von fliegenden Objekten (7) auf einem definierten Trefferfeld (1) , dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem Bereich um das Trefferfeld (1) herum eine Anzahl von Radargeräten (2) derart angeordnet werden, dass sich zumindest im Kernbereich des Trefferfeldes (1) jeweils mindestens zwei Erfassungsbereiche (3) von Radargeräten (2) überschneiden resp. überlappen, und dass zumindest die Distanzwerte eines durch die Erfassungsbereiche (3) der Radargeräte (2) hindurch fliegenden Objektes (7) erfasst werden und durch Überlagerung dieser Distanzwerte und der bekannten geometrischen Anordnung der Radargeräte (2) untereinander die Flugbahn (9) des Objektes (7) ermittelt wird, und danach aufgrund dieser ermittelten Flugbahn (9) die daraus resultierende Trefferlage (10) im Trefferfeld (1) berechnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 3 oder mehr Radargeräte (2) entlang einer geraden Linie in regelmässigen Abständen angeordnet werden, und diese Linie parallel zum Trefferfeld (1) ausgerichtet angeordnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelachsen der
Erfassungsbereiche (3) aller Radargeräte (2) parallel zueinander ausgerichtet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelachsen der Erfassungsbereiche (3) der Radargeräte (2) in einem Winkel zur Ebene des Trefferfeldes (1) ausgerichtet angeordnet werden, vorzugsweise in einem Winkel zwischen 20° und 70°.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Radargeräte (2) als Doppier- Radargeräte betrieben werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Werte des Objektes (7) zwischengespeichert werden und erst nach Verlassen des Erfassungsbereiches (3) der Flugweg in Form des Flugwegvektors berechnet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Grosse des Objektes (7),. zumindest die Längenausdehnung des Objektes (7) in Bezug auf das jeweilige Radargerät (2) , erfasst wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste Grosse des Objektes' (7) mit einem gespeicherten Katalog von Objekttypen mit Grössenangaben von unterschiedlichen Objekten (7) verglichen wird und der nächstliegende Objekttyp zu der Trefferlage (10) hinzugefügt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die berechnete Flugbahn des Objektes (7) mit gespeicherten Flugbahntypen verglichen wird, und derjenige Flugbahntyp als zutreffend bestimmt wird, welcher der gemessenen Flugbahn am nächsten liegt, und der diesem Flugbahntyp aufgrund der geometrischen Verhältnisse zugeordnete Distanz zum jeweiligen Radargerät als Distanzwert einer Auswertungseinrichtung übermittelt wird, welche aufgrund der Positionen und Distanzwerte mindestens zweier Radargeräte die relative Position des Objektes in Bezug auf die Radargeräte berechnet.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Ermittlung der Trefferlage von fliegenden Objekten auf einem definierten Trefferfeld (1) , dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Radarsensoren (2) in einer geometrisch definierten, festen Anordnung untereinander und in Bezug auf das Trefferfeld (1) angeordnet sind und dass sie eine mit den Radarsensoren verbundene Auswerteelektronik aufweist.
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PCT/CH2005/000619 WO2007045104A1 (de) 2005-10-21 2005-10-21 Verfahren und vorrichtung zur erfassung der auftreffstelle von fliegenden objekten auf einem definierten trefferfeld

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8981989B2 (en) 2010-04-01 2015-03-17 Bae Systems Plc Projectile detection system
WO2017137084A1 (de) 2016-02-11 2017-08-17 Polytronic International Ltd. Verfahren und vorrichtung zur erfassung eines trefferfeldes
CN111664742A (zh) * 2020-06-08 2020-09-15 中国人民解放军陆军特种作战学院 一种基于空气成像的智能靶标系统
CN111664741A (zh) * 2020-06-08 2020-09-15 中国人民解放军陆军特种作战学院 一种用于射击训练的智能靶标系统的交互方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4057708A (en) * 1975-04-07 1977-11-08 Motorola Inc. Minimum miss distance vector measuring system
GB2033691A (en) * 1978-10-23 1980-05-21 Australasian Training Aids Pty Improvements in or relating to the detection of a projectile
US5012252A (en) * 1985-06-28 1991-04-30 Gec Avionics Limited Methods of recognizing targets
EP0763750A1 (de) * 1995-09-18 1997-03-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Radarsysteme.
US20040239556A1 (en) * 2003-03-17 2004-12-02 Eads Deutschland Gmbh Radar process for classifying or identifying helicopters

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4057708A (en) * 1975-04-07 1977-11-08 Motorola Inc. Minimum miss distance vector measuring system
GB2033691A (en) * 1978-10-23 1980-05-21 Australasian Training Aids Pty Improvements in or relating to the detection of a projectile
US5012252A (en) * 1985-06-28 1991-04-30 Gec Avionics Limited Methods of recognizing targets
EP0763750A1 (de) * 1995-09-18 1997-03-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Radarsysteme.
US20040239556A1 (en) * 2003-03-17 2004-12-02 Eads Deutschland Gmbh Radar process for classifying or identifying helicopters

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8981989B2 (en) 2010-04-01 2015-03-17 Bae Systems Plc Projectile detection system
WO2017137084A1 (de) 2016-02-11 2017-08-17 Polytronic International Ltd. Verfahren und vorrichtung zur erfassung eines trefferfeldes
CN111664742A (zh) * 2020-06-08 2020-09-15 中国人民解放军陆军特种作战学院 一种基于空气成像的智能靶标系统
CN111664741A (zh) * 2020-06-08 2020-09-15 中国人民解放军陆军特种作战学院 一种用于射击训练的智能靶标系统的交互方法

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