DE68927395T2 - Method and device for controlling a weapon system - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bemessungsvorrichtung zur Bemessung der Treffwahrscheinlichkeit eines Geschützsystems, bestehend aus einer Steuervorrichtung, geeignet für Anwendung mit dem Geschützsystem, zur Generierung von Steuersignalen, mit denen zumindest ein Projektil zu einem Ziel manovriert werden kann, indem das Geschütz in eine bestimmte Zielrichtung gebracht wird, wobei die Steuervorrichtung mit von einem ersten Sensor erhaltenen, gegenwärtigen Zielpositionssignalen versehen wird, mit dem Zweck, die erwähnten Steuersignale zu generieren.The invention relates to a measuring device for measuring the probability of hitting a gun system, consisting of a control device, suitable for use with the gun system, for generating control signals with which at least one projectile can be maneuvered to a target by bringing the gun in a certain target direction, the control device being provided with current target position signals received from a first sensor, with the purpose of generating the said control signals.

Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Methode zur Bemessung der Treffwahrscheinlichkeit eines Geschützsystems, wobei Steuersignale generiert werden, mit denen zumindest ein Projektil zu einem Ziel manövriert werden kann, indem das Geschütz in eine bestimmte Zielrichtung gebracht wird, und wobei die erwähnten Steuersignale auf der Basis der von einem ersten Sensor erhaltenen, gegenwärtigen Zielpositionssignale generiert werden.The invention also relates to a method for measuring the probability of hitting a gun system, whereby control signals are generated with which at least one projectile can be maneuvered towards a target by bringing the gun into a certain target direction, and whereby the mentioned control signals are generated on the basis of the current target position signals received from a first sensor.

Ein Beispiel einer Ausführungsform eines solchen Feuerleitsystems ist von der Patentspezifikation WO 81/00149 her bekannt. In dieser Spezifikation wird das Geschützsystem von einer Steuervorrichtung, in diesem Fall von einem Feuerleit-Computer, gesteuert, welche Steuervorrichtung zu diesem Zweck mit Zieldaten einer für die Verfolgung eines beweglichen Zieles eingerichteten Radar- Verfolgungsvorrichtung versehen wird.An example of an embodiment of such a fire control system is known from patent specification WO 81/00149. In this specification, the gun system is controlled by a control device, in this case a fire control computer, which control device is provided for this purpose with target data from a radar tracking device set up for tracking a moving target.

Die Steuervorrichtung berechnet einen optimalen Zielpunkt für das Geschütz, um zu erreichen, daß das Projektil, in diesem Fall ein von einem Geschütz verschossener Flugkörper, auf die Umgebung des beweglichen Zieles gerichtet wird.The control device calculates an optimal aiming point for the gun in order to ensure that the projectile, in this case a missile fired from a gun, is directed towards the surroundings of the moving target.

Um die Verfügbarkeit des Geschützsystems bestimmten Zielen gegenüber und die Funktionsweise der gesamten Kette eines Feuerleitsystems als Teil einer Erprobung oder einer Übung zu ermitteln, muß man die Funktionsweise des Systems unter operationellen Bedingungen einschätzen können.In order to determine the availability of the gun system against specific targets and the functioning of the entire chain of a fire control system as part of a test or exercise, it is necessary to be able to assess the functioning of the system under operational conditions.

Bei der vorstehend erwähnten Ausführungsform stellt die Wahrscheinlichkeit, mit der das Projektil das Ziel trifft eine mögliche Bemessungsgrundlage für die qualitative Verfügbarkeit des Systems dar. In Wirklichkeit ist die Treffwahrscheinlichkeit unter operationellen Bedingungen nicht nur von der Funktionsweise des Zielverfolgungssensors, der Steuervorrichtung und des Waffensystems abhängig, sondern auch von dem Ziel. Die Effektivität der Steuervorrichtung wird im bedeutendem Maße durch die Qualität der Zielmessungen des Zielverfolgungssensors sowie durch das Verhalten des Zieles bestimmt. Eine unerwartete Veränderung in der Flugbahn des Zieles, nachdem ein nichtkorrigierbares oder bedingt korrigierbares Projektil von einem Waffensystem verschossen wurde, kann dazu führen, daß das Projektil das Ziel verfehlt. Dies wird im besonderen dann der Fall sein, wenn im Vergleich zu den Zeitabständen zwischen den unerwarteten Zielmanövern von langen Projektilflugzeiten zum Ziel die Rede ist.In the above-mentioned embodiment, the probability of the projectile hitting the target represents a possible basis for assessing the qualitative availability of the system. In reality, the probability of hitting the target under operational conditions depends not only on the functioning of the target tracking sensor, the control device and the weapon system, but also on the target. The effectiveness of the control device is determined to a significant extent by the quality of the target measurements of the target tracking sensor and by the behavior of the target. An unexpected change in the target's trajectory after a non-correctable or conditionally correctable projectile has been fired by a weapon system can lead to the projectile missing the target. This will be the case in particular if long projectile flight times to the target are involved compared to the time intervals between the unexpected target maneuvers.

In einem bekannten Testverfahren zur Spezifizierung der Treffwahrscheinlichkeit eines Feuerleitsystems werden Projektile auf ein Schleppziel abgefeuert. Obwohl in diesem Verfahren alle die Treffwahrscheinlichkeit bestimmenden Faktoren in die Bewertung einbezogen werden, bleibt dieses Verfahren auf ein nicht-realistisches Ziel und somit eine nicht-realistische Zielbahn beschränkt. Ein weiterer Nachteil ist, daß für dieses Testverfahren scharfe Munition eingesetzt wird, was eine kostspielige Angelegenheit ist.In a well-known test procedure for specifying the hit probability of a fire control system, projectiles are fired at a towed target. Although this procedure takes all factors determining the hit probability into account in the evaluation, this The method is limited to a non-realistic target and thus a non-realistic target trajectory. Another disadvantage is that this test method uses live ammunition, which is a costly affair.

Ein weiteres bekanntes Testverfahren ohne scharfen Schuß mit einem mit einem Geschütz versehenen Waffensystem besteht darin, daß man das Geschütz, mit einer bekannten Video-Aufzeichnungsvorrichtung, einschließlich einer auf dem Geschützrohr montierten Kamera ausgestattet, auf einen von der Steuervorrichtung berechneten Treffpunkt von Projektil und Ziel richtet, während man für die Flugzeit des Projektils einen Nullwert einsetzt. Ein Nachteil dieses Testverfahrens ist, daß hierbei der Einfluß unerwarteter Zielmanöver während der Flugzeit des Projektils unberücksichtigt bleibt.Another known test procedure without live firing with a weapon system equipped with a gun consists in pointing the gun, equipped with a known video recording device, including a camera mounted on the gun barrel, at a point of impact between the projectile and the target calculated by the control device, while using a zero value for the flight time of the projectile. A disadvantage of this test procedure is that the influence of unexpected target maneuvers during the flight time of the projectile is not taken into account.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und eine Methode zur Bemessung der Treffwahrscheinlichkeit einer Steuervorrichtung zu verschaffen, geeignet für die Anwendung mit einem Waffensystem, zur Generierung von Steuersignalen der eingangs beschriebenen Art, womit die Möglichkeit eines Testverfahrens unter operationellen Bedingungen geboten wird, wobei die vorstehend erwähnten Nachteile vermieden werden.The purpose of the present invention is to provide a device and a method for measuring the probability of hitting a control device, suitable for use with a weapon system, for generating control signals of the type described at the outset, thus offering the possibility of a test procedure under operational conditions, while avoiding the disadvantages mentioned above.

Gemäß der Erfindung ist die Bemessungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß ein elektro-optischer Sensor auf dem Geschütz montiert ist, daß einen zwischen zumindest einem Projektil und dem Ziel vorausberechneten Auftreffpunkt repräsentierende, jetzt gültige und zu einem früheren Zeitpunkt aus den erwähnten, gegenwärtigen Positionssignalen berechnete Signale von der Steuervorrichtung dazu benutzt werden, das Geschütz mit Hilfe der erwähnten Steuersignale ununterbrochen zu richten, und zwar so, daß der elektrooptische Sensor im wesentlichen auf den erwähnten, vorausberechneten Auftreffpunkt gerichtet ist, und daß wirkliche, von dem elektro-optischen Sensor stammende Zielpositionssignale verfügbar gemacht werden, für die Anzeige der wirklichen Zielposition hinsichtlich des erwähnten vorausberechneten Auftreffpunkts zum Zeitpunkt, an dem das Ziel den erwähnten vorausberechneten Auftreffpunkt erreichen würde.According to the invention, the measuring device is characterized in that an electro-optical sensor is mounted on the gun, that signals representing a precalculated point of impact between at least one projectile and the target, which are valid now and calculated at an earlier point in time from the said current position signals, are used by the control device to continuously aim the gun with the aid of the said control signals, in such a way that the electro-optical sensor is substantially directed toward said predicted point of impact, and that actual target position signals from the electro-optical sensor are made available for indicating the actual target position with respect to said predicted point of impact at the time the target would reach said predicted point of impact.

Die Methode gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein elektro-optischer Sensor auf dem Geschütz montiert ist, daß einen zwischen zumindest einem Projektil und dem Ziel vorausberechneten Auftreffpunkt repräsentierende, jetzt gültige und vorher aus den erwähnten, gegenwärtigen Signalen berechneten Signalen repräsentierende Signale für die Berechnung der erwähnten Steuersingale benutzt werden, und zwar so, daß der elektro-optische Sensor im wesentlichen auf den erwähnten vorausberechneten Auftreffpunkt gerichtet wird, und daß wirkliche, von dem elektrooptischen Sensor stammende Zielpositionssignale verfügbar gemacht werden, für die Anzeige der wirklichen Zielposition hinsichtlich des erwähnten vorausberechneten Auftreffpunkts zum Zeitpunkt, an dem das Ziel den erwähnten vorausberechneten Auftreffpunkt erreichen würde.The method according to the invention is characterized in that an electro-optical sensor is mounted on the gun, that signals representing a predicted point of impact between at least one projectile and the target, now valid and previously calculated from said current signals, are used for calculating said control signals, in such a way that the electro-optical sensor is directed substantially towards said predicted point of impact, and that actual target position signals originating from the electro-optical sensor are made available for indicating the actual target position with respect to said predicted point of impact at the time at which the target would reach said predicted point of impact.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß der Einfluß der in der erwähnten Zeitspanne auftretenden Zielmanöver auf die Steuervorrichtung im Testverfahren berücksichtigt wird.The advantage of the present invention is that the influence of the target maneuvers occurring in the mentioned time period on the control device is taken into account in the test procedure.

In einer Ausführungsform, wobei die Steuervorrichtung für Montage auf eine bewegliche Plattform geeignet ist und wobei die Steuervorrichtung mit Information über Orientierung, Geschwindigkeit und Position der Plattform mit Bezug auf ein Bezugskoordinatensystem enthaltende Plattformsignalen versehen wird, wird ein weiterer Vorteil erhalten, da die Steuervorrichtung mit Hilfe der Plattformsignale ununterbrochen die Verlagerung der Plattform berechnet und diese Verlagerungswerte während zumindest einer bestimmten Zeitspanne in einem Speicher speichert. Somit läßt sich eine infolge der Plattformverlagerung auftretende Parallaxe korrigieren. Überdies wird eine Möglichkeit geschaffen, zu beurteilen, ob die Verarbeitung der Plattformsignale auf korrekte Weise durchgeführt wird.In one embodiment, wherein the control device is suitable for mounting on a movable platform and wherein the control device is provided with information about orientation, speed and position of the platform with respect to a reference coordinate system containing Platform signals, a further advantage is obtained, since the control device continuously calculates the displacement of the platform with the aid of the platform signals and stores these displacement values in a memory for at least a certain period of time. In this way, a parallax occurring as a result of the platform displacement can be corrected. In addition, a possibility is created to assess whether the processing of the platform signals is carried out correctly.

Die Vorrichtung und Methode zur erfindungsgemäßen Steuerung können in verschiedenen Waffensystemen angewendet werden.The device and method for controlling according to the invention can be used in various weapon systems.

In einer Anwendung, wobei das Projektil als ein von der Steuervorrichtung korrigierbares Projektil ausgeführt ist, wird eine Ausführungsform erhalten, indem die Steuervorrichtung ein zukünftiges, maximales Abfanggebiet des Projektils berechnet, wobei das Ziel und die Steuervorrichtung mit das gegenwärtige Abfangqebiet repräsentierenden, eine bestimmte Zeitspanne vorher berechneten Signalen versehen wird.In an application where the projectile is designed as a projectile that can be corrected by the control device, an embodiment is obtained in that the control device calculates a future maximum interception area of the projectile, the target and the control device being provided with signals representing the current interception area, calculated a certain period of time in advance.

Die Vorrichtung und die Funktionsweise gemäß der Erfindung werden nun anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert, von denenThe device and the mode of operation according to the invention will now be explained in more detail with reference to the following figures, of which

Figur 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung darstellt, und zwar in einer Anwendung eines Feuerleitsystems, versehen mit einem Geschütz, einem Zielfolgesensor und einem elektro-optischen Sensor, der von denselben Richtmitteln Gebrauch macht wie das Geschütz;Figure 1 shows a first embodiment of a control device according to the invention, in an application of a fire control system provided with a gun, a target tracking sensor and an electro-optical sensor using the same aiming means as the gun;

Figur 2 eine zweite Ausführungsform einer Steuervorrichtung in einem ähnlichen Feuerleitsystem darstellt, und zwar in einer Anwendung, wobei der elektro-optische Sensor mit eigenen Richtmitteln versehen ist;Figure 2 shows a second embodiment of a control device in a similar fire control system, in an application where the electro-optical sensor is provided with its own aiming means;

Figur 3 eine dritte Ausführungsform einer Steuervorrichtung in einem ähnlichen Feuerleitsystem darstellt, das für die Anordnung auf einer beweglichen Plattform geeignet ist.Figure 3 shows a third embodiment of a control device in a similar fire control system suitable for placement on a mobile platform.

Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Steuervorrichtung gemäß der Erfindung in einer Anwendung in einem Feuerleitsystem, welches mit einem Zielsensor 1, der Steuervorrichtung 2 und einem Waffensystem 3 versehen ist. Diese Figur zeigt eine Plattformsensoreinheit 4, versehen mit geeigneten Sensoren für das Messen der Orientierung Sp und die Position Pp der Plattform, auf der das Feuerleitsystem angeordnet wurde.Figure 1 shows a first embodiment of a control device according to the invention in an application in a fire control system provided with a target sensor 1, the control device 2 and a weapon system 3. This figure shows a platform sensor unit 4 provided with suitable sensors for measuring the orientation Sp and the position Pp of the platform on which the fire control system has been arranged.

Der Zielsensor 1 ist mit einem Impulsradargerät 5 ausgestattet, welches Azimut- und Entfernungsinformation eines Zieles hinsichtlich einer Sichtlinie einer Antenne des Impulsradargeräts abgibt. Der Zielsensor 1 kann ebenfalls als ein elektro-optischer Sensor wie zum Beispiel eine IRoder eine TV-Kamera ausgeführt werden, möglicherweise mit einem Laserentfernungsmesser ausgestattet. Die Antenne ist mit Richtmitteln 6 versehen, welche die Antenne in den gewünschten Stand bringen, und zwar mit Hilfe von Orientierungsaufnehmern, welche die Orientierung Ss der Antenne hinsichtlich der Plattform registrieren. Hierzu sind die Richtmittel 6 mit Servos und sogenannten Synchros versehen. Die Azimut- und Entfernungsdaten des Zieles, die Daten mit Bezug auf die Orientierung Ss der Antenne, die Daten mit Bezug auf die Orientierung Sp der Plattform und die Daten mit Bezug auf die Position Pp der Plattform werden der Steuervorrichtung 2 zugeführt. Die gemessenen Zieldaten werden mit Hilfe der Daten mit Bezug auf die Orientierung Ss der Antenne, die Orientierung Sp und die Position Pp der Plattform, vorzugsweise (Block 7) zu einem ersten Bezugskoordinatensystem konvertiert, welches vorzugsweise erdorientiert ist. Außerdem werden die gemessenen Zieldaten gefiltert ("Zielfolgefilterung", Block 7), zum Erhalt von Steuersignalen für die Richtmittel 6. Die mit bestimmten Intervallen zu einem ersten Zeitpunkt, angegeben mit t&sub1; (Block 8), konvertierten Zieldaten Pd(t&sub1;) werden dazu benutzt, für das Waffensystem 3 einen Geschützzielpunkt SPR(t&sub1;) zu berechnen (Block 9). Hierzu wird anhand eines Zielbahnmodells und einer Anfangsschätzung einer Flugzeit TS(t&sub1;) eines aus dem Waffensystem 3 abzufeuernden Projektils eine zukünftige Zielposition nach Ablauf dieser Flugzeit berechnet (Block 10). Dieser zum ersten Zeitpunkt t&sub1; berechnete, zukünftige Treffpunkt TP(t&sub1;) wird mit Hilfe der Daten mit Bezug auf die Orientierung Pp der Plattform, zu einem relativ zukünftigen Treffpunkt TPR(t&sub1;) hinsichtlich der Plattform (Block 11) konvertiert. Danach wird anhand eines Modells der Projektilflugbahn eine neue Berechnung (Block 12) der Projektilflugzeit (TS(t&sub1;) durchgeführt, die als eine verbesserte Schätzung für die Projektilflugzeit in die neue Berechnung des zukünftigen Treffpunktes TP(t&sub1;) einbezogen wird. Wenn nach dieser Iteration der relative, zukünftige Treffpunkt TPR(t&sub1;) ausreichend genau berechnet wurde, wird mit Hilfe des Projektilflugbahnmodells ein relativer Geschützzielpunkt SPR(t&sub1;) für das Waffensystem 3 berechnet (Block 12). Für das Projektilflugbahnmodell werden gespeicherte ballistische und meteorologische Daten B und M (Block 12a und 12b) verwendet.The target sensor 1 is equipped with a pulse radar device 5 which provides azimuth and distance information of a target with respect to a line of sight of an antenna of the pulse radar device. The target sensor 1 can also be designed as an electro-optical sensor such as an IR or TV camera, possibly equipped with a laser rangefinder. The antenna is provided with aiming means 6 which bring the antenna into the desired position with the aid of orientation sensors which register the orientation Ss of the antenna with respect to the platform. For this purpose, the aiming means 6 are provided with servos and so-called synchros. The azimuth and distance data of the target, the data relating to the orientation Ss of the antenna, the data relating to the orientation Sp of the platform and the data relating to the position Pp of the platform are fed to the control device 2. The measured target data are calculated with the aid of the data relating to the orientation Ss of the antenna, the orientation Sp and the position Pp of the Platform, preferably (block 7) converted to a first reference coordinate system, which is preferably earth-oriented. In addition, the measured target data are filtered ("target tracking filtering", block 7) to obtain control signals for the aiming means 6. The target data Pd(t₁) converted at certain intervals at a first time, indicated by t₁ (block 8) are used to calculate a gun aiming point SPR(t₁) for the weapon system 3 (block 9). For this purpose, a future target position after the expiry of this flight time is calculated using a target trajectory model and an initial estimate of a flight time TS(t₁) of a projectile to be fired from the weapon system 3 (block 10). This target position obtained at the first time t₁ The future point of impact TP(t₁) calculated is converted, using the data relating to the orientation Pp of the platform, to a relative future point of impact TPR(t₁) with respect to the platform (block 11). Then, using a model of the projectile trajectory, a new calculation (block 12) of the projectile flight time (TS(t₁) is carried out, which is included in the new calculation of the future point of impact TP(t₁) as an improved estimate for the projectile flight time. If, after this iteration, the relative future point of impact TPR(t₁) has been calculated with sufficient accuracy, a relative gun aiming point SPR(t₁) for the weapon system 3 is calculated using the projectile trajectory model (block 12). Stored ballistic and meteorological data B and M (blocks 12a and 12b) are used for the projectile trajectory model.

Bei Gebrauch der Steuervorrichtung in einer normalen Feuerleitmode, durch das Steuersignal S&sub1; bezeichnet, wird der berechnete, relative Geschützzielpunkt SPR(t&sub1;) mit Hilfe der Daten mit Bezug auf die Orientierung Sp der Plattform zu Plattformkoordinaten (Block 13) konvertiert. Mit Hilfe des konvertierten Geschützzielpunktes werden Steuersignale (Block 13) für die Richtmittel 14a generiert, mit denen eine Startvorrichtung 14b gerichtet wird.When using the control device in a normal fire control mode, designated by the control signal S₁, the calculated relative gun aiming point SPR(t₁) is converted to platform coordinates (block 13) using the data relating to the orientation Sp of the platform. Using the converted gun aiming point, control signals (Block 13) is generated for the directing means 14a with which a starting device 14b is directed.

Der Einsatz der Steuervorrichtung in einer Betriebsmode, die dazu geeignet ist, die Richtfunktion des Waffensystems auf das Ziel gemäß der Erfindung zu bewerten, wird mit dem Steuersignal S&sub1; bezeichnet. In dieser Mode wird zum Zeitpunkt t&sub1; das Waffensystem 3 nicht auf der Basis des Geschützzielpunkts SPR(t&sub1;) gesteuert, sondern auf der Basis eines früher berechneten und gespeicherten (Block 19) Treffpunktes TPR(t&sub2;), der zu dem momentanen Zeitpunkt t&sub1; gültig ist. Der Zeitpunkt t&sub2; bezieht sich auf den Zeitpunkt, an dem dieser Treffpunkt berechnet wurde.The use of the control device in an operating mode suitable for evaluating the aiming function of the weapon system on the target according to the invention is indicated by the control signal S1. In this mode, at time t1, the weapon system 3 is not controlled on the basis of the gun aiming point SPR(t1), but on the basis of a previously calculated and stored (block 19) point of impact TPR(t2) which is valid at the current time t1. The time t2 refers to the time at which this point of impact was calculated.

Dazu werden mit bestimmten Intervallen der berechnete, zukünftige Treffpunkt TP(t&sub1;), eine zu diesem Treffpunkt gehörende Zeitgültigkeit TTP(t&sub1;) und der Zeitpunkt t&sub1;, an dem diese Daten berechnet wurden, für eine bestimmte Zeit in einem Speicher (Block 15) gespeichert. Die Zeitgültigkeit TTP(t&sub1;) wird erhalten, indem zu t&sub1; die zu diesem Zeitpunkt gehörende Projektilflugzeit TS(t&sub1;) addiert wird. Dieser Speicher besteht aus einem zyklischen Speicher mit einer Zykluszeit länger als die größte zu erwartende Projektilflugzeit. Um den momentanen Treffpunkt TP(t&sub2;) zu ermitteln, welcher zum Zeitpunkt t&sub1; gültig ist, werden aus dem Speicher, in dem die zukünftigen Treffpunkte gespeichert wurden, zwei Treffpunkte (TP(t') und TP(t") mit den zugehörigen Zeitgültigkeiten TTP(t') bzw. TTP(t") ausgelesen, wofür gilt, daß t' < t&sub1; &le; t" (Block 15 und 16). Der momentane Treffpunkt TP(t&sub2;) mit der Zeitgültigkeit von t&sub1; wird mittels einer linearen Interpolation zwischen den Treffpunkten TP(t') bzw. TP(t") berechnet (Block 16).For this purpose, the calculated, future meeting point TP(t₁), a time validity TTP(t₁) associated with this meeting point and the time t₁ at which these data were calculated are stored in a memory (block 15) for a certain time at certain intervals. The time validity TTP(t₁) is obtained by adding the projectile flight time TS(t₁) associated with this time to t₁. This memory consists of a cyclic memory with a cycle time longer than the longest expected projectile flight time. In order to determine the current meeting point TP(t₂), which is at time t₁ is valid, two meeting points (TP(t') and TP(t") with the corresponding time validity TTP(t') and TTP(t") are read out from the memory in which the future meeting points were stored, whereby t' < t₁ &le; t" (blocks 15 and 16). The current meeting point TP(t₂) with the time validity of t₁ is calculated by means of a linear interpolation between the meeting points TP(t') and TP(t") (block 16).

Die hier beschriebene Methode der Interpolation ist einfach und erfordert dadurch weniger Berechnungszeit im Vergleich zu ausführlicheren Verfahren der Interpolation. Wird eine größere Genauigkeit verlangt, kann selbstverständlich auch nicht-linear zwischen zwei Treffpunkten interpoliert werden.The method of interpolation described here is simple and therefore requires less calculation time compared to to more detailed interpolation methods. If greater accuracy is required, non-linear interpolation between two meeting points is of course also possible.

Anstelle der Speicherung der berechneten, zukünftigen Treffpunkte TP(t&sub1;) ist ebenfalls eine Ausführung möglich, bei der die Zielbahndaten Pd(t&sub1;) oder davon abgeleitete Daten für die Dauer einer bestimmten Zeit gespeichert werden. Die momentane Treffpunktberechnung wird in diesem Fall zu einem Zeitpunkt t&sub1; anhand der gespeicherten, zu einem früheren Zeitpunkt t&sub2; gültigen Zielbahndaten durchgeführt werden müssen.Instead of storing the calculated, future meeting points TP(t₁), it is also possible to store the target trajectory data Pd(t₁) or data derived therefrom for a specific period of time. In this case, the current meeting point calculation will have to be carried out at a point in time t₁ based on the stored target trajectory data valid at an earlier point in time t₂.

Die momentanen Treffpunkte TP(t&sub2;) werden mit Hilfe der Daten Pp mit Bezug auf die Position der Plattform in momentane Treffpunkte TPR(t&sub2;) umgewandelt (Block 16a), relativ hinsichtlich der Position der Plattform. Diese relativen, momentanen Treffpunkte TPR(t&sub2;) werden mit Hilfe der Daten Sp mit Bezug auf die Orientierung der Plattform anschließend zu einem mit der Plattform verbundenen Koordinatensystem konvertiert (Block 13), zur Generierung von Steuersignalen für das kontinuierliche Richten des Waffensystems 3 auf diese momentanen Treffpunkte.The instantaneous points of impact TP(t2) are converted (block 16a) into instantaneous points of impact TPR(t2) relative to the position of the platform using the data Pp relating to the position of the platform. These relative instantaneous points of impact TPR(t2) are then converted (block 13) into a coordinate system connected to the platform using the data Sp relating to the orientation of the platform in order to generate control signals for continuously aiming the weapon system 3 at these instantaneous points of impact.

Ein als ein Geschütz ausgeführte Startvorrichtung 14b ist für die Anwendung der Steuervorrichtung in der Mode S&sub1; mit einer an sich bekannten, für die Geschützausrichtung dienenden Geschützrohrkamera 17 versehen. Die Apparatur 18, mit der das Video der Geschützrohrkamera verarbeitet wird, zur Prüfung der Ausrichtung mit einem Zielsensor, in diesem Fall ein Radargerät, wird in der Mode S&sub1; verwendet, mit dem Zweck die Richtfunktion des Geschützes beurteilen zu können.A launcher 14b designed as a gun is provided with a gun barrel camera 17, known per se, for gun alignment for use of the control device in mode S1. The device 18, with which the video of the gun barrel camera is processed, for checking the alignment with a target sensor, in this case a radar device, is used in mode S1 for the purpose of being able to assess the aiming function of the gun.

Eine Differenz zwischen dem momentanen Treffpunkt und der momentanen Zielposition wie auf dem Video 18 der Rohrkamera 17 sichtbar, kann danach auf unterschiedliche Weise weiter verarbeitet werden. In der beschriebenen Ausführung wird die Video-Information kontinuierlich zur Beurteilung einem Benutzer angeboten, der sich auf diese Weise einen Eindruck über die Funktion des Feuerleitsystems verschaffen kann.A difference between the current point of impact and the current target position, as visible on the video 18 of the tube camera 17, can then be further processed in different ways. In the described embodiment, the video information is continuously offered to a user for assessment, who can thus gain an impression of the function of the fire control system.

Eine weitere Ausführungsform wird erhalten, wenn die Beurteilung automatisiert wird, indem mit Hilfe von Daten mit Bezug auf die Dispersion der Flugbahn, eine Wirkung des Projektils im Ziel und eine Zielabmessung sowie Qualitätswerte, wie beispielsweise eine Treffwahrscheinlichkeit, berechnet werden. Genaugenommen ist eine Ausführungsform mit einer Rohrkamera 17 nicht erforderlich, wenn die Orientierung des Geschützes mit ausreichender Genauigkeit berechnet wird. Diese Orientierung kann mit Hilfe von zu diesem Zweck bekannten Aufnehmern, wie beispielsweise Synchros, gemessen werden, und mit Hilfe der Steuervorrichtung mit den veralteten Treffpunkten verglichen werden.Another embodiment is obtained when the assessment is automated by calculating, with the aid of data relating to the dispersion of the trajectory, an effect of the projectile on the target and a target dimension as well as quality values such as a hit probability. Strictly speaking, an embodiment with a tube camera 17 is not required if the orientation of the gun is calculated with sufficient accuracy. This orientation can be measured using sensors known for this purpose, such as synchros, and compared with the outdated points of impact using the control device.

Figur 2 zeigt eine Ausführungsform einer Steuervorrichtung in einer Anwendung in einem ähnlichen Feuerleitsystem, das für das Richten auf die momentanen Treffpunkte mit einem zweiten, mit eigenen Richtmitteln versehenen Zielsensor 22 ausgestattet ist. Die Steuervorrichtung 2 ist so ausgeführt, daß außer mittels einer Konvertierung von Geschützzielpunkten (Block 13), gleichzeitig eine Konvertierung (Block 21) momentaner Treffpunkte durchgeführt wird. In dieser Ausführungsform wird der zweite Zielsensor in der Mode S&sub1; mit der Steuervorrichtung verbunden und kontinuierlich auf die momentanen Treffpunkte gerichtet. In der Mode S&sub1; ist der zweite Zielsensor für einen anderen Feuerleitkanal 23 verfügbar.Figure 2 shows an embodiment of a control device in an application in a similar fire control system, which is equipped with a second target sensor 22 with its own aiming means for aiming at the instantaneous points of impact. The control device 2 is designed in such a way that, in addition to converting gun aiming points (block 13), a conversion (block 21) of instantaneous points of impact is carried out at the same time. In this embodiment, the second target sensor is connected to the control device in mode S1 and is continuously aimed at the instantaneous points of impact. In mode S1, the second target sensor is available for another fire control channel 23.

Die Feuerleitsysteme gemäß den Figuren 1 und 2 wurden für die Anordnung auf einer nicht-beweglichen Plattform ausgelegt. Die Plattformsensoren 4 bestehen in diesem Fall in der einfachsten Ausführungsform aus Mitteln für die einmalige Bestimmung der Plattformdaten mit Bezug auf die Orientierung Sp und die Position Pp. In einer einfacheren Ausführungsform ist eine Unterscheidung zwischen erdorientierten Koordinaten und durch die Plattform bestimmten Koordinaten nicht erforderlich. Damit entfällt die Notwendigkeit der Konvertierung aus und zu relativen Koordinaten.The fire control systems according to Figures 1 and 2 were designed for arrangement on a non-movable platform. In this case, the platform sensors 4 consist, in the simplest embodiment, of means for the one-time determination of the platform data with reference to the orientation Sp and the position Pp. In a simpler embodiment, a distinction between earth-oriented coordinates and coordinates determined by the platform is not necessary. This eliminates the need for conversion from and to relative coordinates.

Figur 3 zeigt eine Ausführungsform einer Steuervorrichtung in einer Anwendung in einem Feuerleitsystem, eingerichtet für die Anordnung auf einer beweglichen Plattform. Die Plattformsensoren 4 liefern kontinuierlich neben den Daten mit Bezug auf die Orientierung Sp und die Daten mit Bezug auf die Position Pp nun auch die Daten mit Bezug auf die Eigengeschwindigkeit Vp der Plattform. Die Plattformsensoren 4 können aus an sich bekannten Gyros, Beschleunigungs- und Geschwindigkeitsmessern bestehen. Die Steuervorrichtung 2 berechnet mit Hilfe der Daten mit Bezug auf die Position pp und die Geschwindigkeit Vp der Plattform, die Verlagerung der Plattform mit bestimmten Intervallen zu mit t&sub1; bezeichneten Zeitpunkten (Block 24). Die Position Pp(t&sub1;) zu diesem Zeitpunkt, die Geschwindigkeit Vp(t&sub1;) zu diesem Zeitpunkt sowie die Zeit t&sub1; werden für eine bestimmte Zeit in einem Speicher gespeichert (Block 25). Hierbei handelt es sich um einen zyklischen Speicher, von dem die Zykluszeit größer als die maximale, zu erwartende Projektilflugzeit ist. Der zu einem Zeitpunkt t&sub1; gehörende, momentane Treffpunkt TP(t&sub2;) (Block 19) wird anschließend um die eigene Verlagerung &Delta;Pp(t&sub2;) der Plattform vom Zeitpunkt t&sub2; an bis zum Zeitpunkt t&sub1; korrigiert. Zur Ermittlung dieser eigenen Verlagerung werden zwei gespeicherte Plattformpositionen Pp(t') und Pp(t") aus dem Speicher 25 ausgelesen, wofür gilt, daß t' < t&sub2; < tu (Block 26). Anschließend wird die Plattformverlagerung &Delta;Pp(t&sub2;) von dem Zeitpunkt t&sub2; an mittels einer linearen Interpolation zwischen diesen Plattformpositionen ermittelt (Block 26).Figure 3 shows an embodiment of a control device in an application in a fire control system, designed for placement on a movable platform. The platform sensors 4 continuously supply, in addition to the data relating to the orientation Sp and the data relating to the position Pp, also the data relating to the platform's own speed Vp. The platform sensors 4 can consist of gyros, accelerometers and speedometers known per se. The control device 2 calculates, with the aid of the data relating to the position pp and the speed Vp of the platform, the displacement of the platform at specific intervals at times designated t₁ (block 24). The position Pp(t₁) at this time, the speed Vp(t₁) at this time and the time t₁ are stored for a specific time in a memory (block 25). This is a cyclic memory, the cycle time of which is greater than the maximum expected projectile flight time. The memory available at a time t₁ is then stored in a memory (block 26). The current meeting point TP(t₂) (block 19) belonging to the platform is then corrected by the platform's own displacement ΔPp(t₂) from time t₂ to time t₁. To determine this own displacement, two stored platform positions Pp(t') and Pp(t") are read from the memory 25, whereby t'< t₂ < tu (block 26). Subsequently, the platform displacement ΔPp(t₂) from the time t₂ onwards is determined by means of a linear interpolation between these platform positions (block 26).

Schließlich sei angemerkt, daß in dieser Beschreibung die für die Datenverarbeitung und Messung benötigten Verarbeitungszeiten außer acht gelassen wurden, um die Beschreibung nicht unnötig kompliziert zu machen.Finally, it should be noted that in this description the processing times required for data processing and measurement have been ignored in order to avoid making the description unnecessarily complicated.

Claims (6)

1. Bemessungsvorrichtung zur Bemessung der Treffwahrscheinlichkeit eines Geschützsystems (14b), bestehend aus einer Steuervorrichtung (2), geeignet für Anwendung mit dem Geschützsystem (14b), zur Generierung von Steuersignalen, mit denen zumindest ein Projektil zu einem Ziel manövriert werden kann, indem das Geschütz (14b) in eine bestimmte Zielrichtung gebracht wird, wobei die Steuervorrichtung (2) mit von einem ersten Sensor (1) erhaltenen, gegenwärtigen Zielpositionssignalen versehen wird, mit dem Zweck, die erwähnten Steuersignale zu generieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Bemessungsvorrichtung einen auf dem Geschütz (14b) montierten, elektro-optischen Sensor (17) umfaßt, daß einen zwischen zumindest einem Projektil und dem Ziel vorausberechneten Aufftreffpunkt repräsentierende, jetzt gültige und zu einem früheren Zeitpunkt aus den erwähnten, gegenwärtigen Positionssignalen berechnete Signale von der Steuervorrichtung (2) dazu benutzt werden, das Geschütz mit Hilfe der erwähnten Steuersignale ununterbrochen zu richten, und zwar so, daß der elektro-optische Sensor (17) im wesentlichen auf den erwähnten, vorausberechneten Auftreffpunkt gerichtet ist, und daß wirkliche, von dem elektro-optischen Sensor (17) stammende Zielpositionssignale verfügbar gemacht werden, für die Anzeige der wirklichen Zielposition hinsichtlich des erwähnten vorausberechneten Auftreffpunkts zum Zeitpunkt, an dem das Ziel den erwähnten vorausberechneten Auftreffpunkt erreichen würde.1. A measuring device for measuring the probability of hitting a gun system (14b), comprising a control device (2) suitable for use with the gun system (14b) for generating control signals with which at least one projectile can be maneuvered towards a target by bringing the gun (14b) into a specific target direction, the control device (2) being provided with current target position signals received from a first sensor (1) for the purpose of generating the said control signals, characterized in that the measuring device comprises an electro-optical sensor (17) mounted on the gun (14b), that signals representing a precalculated point of impact between at least one projectile and the target, which are now valid and calculated at an earlier point in time from the said current position signals are used by the control device (2) to maneuver the gun to continuously direct the target by means of said control signals so that the electro-optical sensor (17) is substantially directed at said predicted point of impact and that actual target position signals originating from the electro-optical sensor (17) are made available for indicating the actual target position with respect to said predicted point of impact at the time at which the target would reach said predicted point of impact. 2. Bemessungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (2) für die Montage auf eine bewegende Plattform (4) geeignet ist, und wobei die Steuervorrichtung mit Information über Orientierung, Geschwindigkeit und Position der Plattform mit Bezug auf ein Bezugskoordinatensystem enthaltende Plattformsignalen versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (2) mit Hilfe der Plattformsignale ununterbrochen die Verlagerung der Plattform berechnet und diese Verlagerungswerte während zumindest einer bestimmten Zeitspanne in einem Speicher (25) speichert.2. A measuring device according to claim 1, wherein the control device (2) is suitable for mounting on a moving platform (4), and wherein the control device is provided with information about orientation, speed and position of the platform with respect to a reference coordinate system containing platform signals, characterized in that the control device (2) continuously calculates the displacement of the platform with the aid of the platform signals and stores these displacement values in a memory (25) for at least a certain period of time. 3. Bemessungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung ununterbrochen die vorausberechneten Positionssignale für was betrifft die gegenwärtige Orientierung und Verlagerung der Plattform während einer bestimmten Zeitspanne in bezug auf das Bezugskoordinatensystem korrigiert.3. Dimensioning device according to claim 2, characterized in that the control device continuously corrects the predicted position signals for the current orientation and displacement of the platform during a certain period of time with respect to the reference coordinate system. 4. Bemessungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Projektil als ein von der Steuervorrichtung korrigierbares Projektil ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung ein zukünftiges, maximales Abfanggebiet des Projektils berechnet, wobei das Ziel und die Steuervorichtung mit das gegenwärtige Abfanggebiet repräsentierenden, eine bestimmte Zeitspanne vorher berechneten Signalen versehen wird.4. Design device according to one of the preceding claims, wherein the projectile is designed as a projectile that can be corrected by the control device, characterized in that the control device calculates a future, maximum interception area of the projectile, the target and the control device being provided with signals representing the current interception area, calculated a certain period of time in advance. 5. Methode zur Bemessung der Treffwahrscheinlichkeit eines Geschützsystems (14b), wobei Steuersignale generiert werden, mit denen zumindest ein Projektil zu einem Ziel manövriert werden kann, indem das Geschütz (14b) in eine bestimmte Zielrichtung gebracht wird, und wobei die erwähnten Steuersignale auf der Basis von gegenwärtigen, von einem ersten Sensor (1) stammenden Positionssignalen generiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrooptischer Sensor (17) auf dem Geschütz (14b) montiert ist, daß einen zwischen zumindest einem Projektil und dem Ziel vorausberechneten Auftreffpunkt repräsentierende, jetzt gültige und vorher aus den erwähnten, gegenwärtigen Signalen berechneten Signalen repräsentierende Signale für die Berechnung der erwähnten Steuersingale benutzt werden, und zwar so, daß der elektro-optische Sensor (17) im wesentlichen auf den erwähnten vorausberechneten Auftreffpunkt gerichtet wird, und daß wirkliche, von dem elektrooptischen Sensor (17) stammende Zielpositionssignale verfügbar gemacht werden, für die Anzeige der wirklichen Zielposition hinsichtlich des erwähnten vorausberechneten Auftreffpunkts zum Zeitpunkt, an dem das Ziel den erwähnten vorausberechneten Auftreffpunkt erreichen würde.5. Method for measuring the probability of hitting a gun system (14b), whereby control signals are generated with which at least one projectile can be maneuvered towards a target by bringing the gun (14b) into a certain target direction, and whereby said control signals are generated on the basis of current position signals originating from a first sensor (1), characterized in that an electro-optical sensor (17) is mounted on the gun (14b) that represents a point of impact calculated in advance between at least one projectile and the target, now valid and previously calculated from said current signals representing calculated signals are used for calculating said control signals, such that the electro-optical sensor (17) is directed substantially towards said predicted point of impact, and that actual target position signals originating from the electro-optical sensor (17) are made available for indicating the actual target position with respect to said predicted point of impact at the time at which the target would reach said predicted point of impact. 6. Methode gemäß Anspruch 5 für die Anwendung auf einer bewegenden Plattform, wobei von Information über Orientierung, Geschwindigkeit und Position der Plattform mit Bezug auf ein Bezugskoordinatensystem enthaltenden Plattformsignalen Gebrauch gemacht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlagerung der Plattform ununterbrochen auf der Basis von Plattformsignalen berechnet wird, und die Verlagerungswerte zumindest während einer bestimmten Zeitspanne gespeichert werden, die das Projektil zum Erreichen des vorausberechneten Auftreffpunkts benötigt.6. Method according to claim 5 for application on a moving platform, using platform signals containing information on orientation, speed and position of the platform with respect to a reference coordinate system, characterized in that the displacement of the platform is continuously calculated on the basis of platform signals, and the displacement values are stored at least during a certain period of time required for the projectile to reach the precalculated point of impact.