EP4229352A1 - Determination of a fire guidance solution of an artillery weapon - Google Patents

Determination of a fire guidance solution of an artillery weapon

Info

Publication number
EP4229352A1
EP4229352A1 EP21799175.1A EP21799175A EP4229352A1 EP 4229352 A1 EP4229352 A1 EP 4229352A1 EP 21799175 A EP21799175 A EP 21799175A EP 4229352 A1 EP4229352 A1 EP 4229352A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
weapon
target
account
fire control
artillery
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP21799175.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dr. Axel Scheibel
Matthias Czok
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krauss Maffei Wegmann GmbH and Co KG
Original Assignee
Krauss Maffei Wegmann GmbH and Co KG
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 Krauss Maffei Wegmann GmbH and Co KG filed Critical Krauss Maffei Wegmann GmbH and Co KG
Publication of EP4229352A1 publication Critical patent/EP4229352A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00Aiming or laying means
    • F41G3/14Indirect aiming means
    • F41G3/20Indirect aiming means specially adapted for mountain artillery
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00Aiming or laying means
    • F41G3/02Aiming or laying means using an independent line of sight
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41AFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A17/00Safety arrangements, e.g. safeties
    • F41A17/08Safety arrangements, e.g. safeties for inhibiting firing in a specified direction, e.g. at a friendly person or at a protected area
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00Aiming or laying means
    • F41G3/06Aiming or laying means with rangefinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00Aiming or laying means
    • F41G3/12Aiming or laying means with means for compensating for muzzle velocity or powder temperature with means for compensating for gun vibrations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00Aiming or laying means
    • F41G3/22Aiming or laying means for vehicle-borne armament, e.g. on aircraft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G5/00Elevating or traversing control systems for guns
    • F41G5/14Elevating or traversing control systems for guns for vehicle-borne guns
    • F41G5/24Elevating or traversing control systems for guns for vehicle-borne guns for guns on tanks

Definitions

  • the present invention relates to methods for determining a fire control solution of an artillery weapon in indirect ballistic fire to hit a target. Further objects of the invention are a fire control system for determining a fire control solution for an artillery weapon in indirect ballistic fire to hit a target and an artillery weapon system with an artillery weapon for combating a target in indirect ballistic fire.
  • a fire control equation is used which, when solved, provides a fire control solution according to which the weapon can be aimed in order to be able to engage the target.
  • a fire control system is usually used, which enables the fire control solution to be determined automatically.
  • the artillery weapon systems have one of the most important support functions in modern military conflicts. As flexible systems, they can be used both offensively and defensively. The precision of the artillery weapons of such artillery weapon systems has increased significantly in the past. Modern weapon systems, thanks to high manufacturing quality, the use of the latest ammunition and improved fire control technology, enable high hit accuracy. Above all, this makes it possible to minimize collateral damage and avoid endangering your own or allied forces.
  • artillery weapons attack a target using indirect ballistic fire.
  • the ballistic projectile is fired from the artillery weapon in the lower or upper angle group, ie with an angle increase of up to 65°, which is also referred to as vertical fire.
  • direct-firing weapons have a direct line of sight between the weapon and the target, so that the target can be seen from the weapon and directly relative to it in the coordinate system of the direct-firing weapon, such a direct line of sight does not exist with artillery weapons.
  • the target is rather obscured by visual obstacles or because of the great distance covers the curvature of the earth.
  • the term "non-line-of-sight" conditions is therefore also used.
  • the object of the present invention is therefore to increase the survivability of the artillery weapon and its operating crew, especially during a firefight in which the weapon fires on a target and is itself exposed to return fire.
  • this task is solved in that a changing weapon position of the weapon and a target position of the target are taken into account as geographic position data.
  • the fire control solution is determined taking into account the changing weapon position of the weapon and the target position of the target as geographic position data.
  • the geographic position data can be recorded in the form of geographic coordinates, for example in the form of degrees of latitude and longitude.
  • the fire control solution can be determined while the weapon is moving.
  • the preparation for indirect firing while moving can also be done in this way while moving.
  • the ability to fire indirectly while on the move can lead to a reduction in the reaction time between receiving a fire order via a guidance system and implementing the fire order as part of an adapted fire command after determining the fire control solution in combination with a minimized vulnerability of the weapon.
  • At least one absolute parameter that is independent of the relative position and/or relative location of the weapon and the target is preferably taken into account. By taking an absolute parameter into account, it is possible to take into account parameters that are independent of the relative position and/or relative orientation of the weapon and the target and that influence the fire control solution when determining the fire control solution.
  • the at least one absolute parameter can be determined in an absolute coordinate system that does not depend on the position of the weapon and/or the target, or it can be determined as a value on an absolute scale.
  • Such an absolute parameter can thus be independent of the relative position of the weapon and the target to one another and/or the relative location of the weapon and the target to one another, ie it is affected by a change in the position and/or location of the weapon in relation to the target just as irrelevant as a change in the position and/or location of the target in relation to the weapon.
  • an absolute terrain height of the weapon position, an absolute terrain height of the target position, an absolute time and/or an absolute system parameter of the weapon are taken into account as absolute parameters.
  • the absolute height of the terrain of the weapon position and/or the target position can be determined as the height difference of the weapon position or the target position compared to a zero level.
  • topographical map material and/or topographical measuring instruments can be used to determine the absolute height of the terrain.
  • the same zero level can be used.
  • parameters entering the fire control equation which are determined at different times, at different locations and/or by different system components, can be calculated in a consistent time- borrowed connection take place.
  • the absolute time can serve as a time standard to which reference is made when determining the other parameters that are included in the fire control equation.
  • the long distances involved in indirect ballistic fire of artillery weapons can result in significant transmission and acquisition times. Influences of acquisition and/or transmission times can be taken into account by means of the absolute time.
  • Parameters that exist at the same time but are present at different times due to the acquisition and/or transmission times can be synchronized with one another using the absolute time and used as synchronous parameters for determining the fire control solution.
  • the absolute time can be taken into account as a time stamp, in particular in decentrally organized system components for determining the parameters.
  • the absolute temperature of the propellant, the shape of the projectile, the weight of the projectile, the caliber of the weapon, the draft profile of the weapon and/or the rifling of the weapon can be taken into account as absolute system parameters of the weapon.
  • a movement dynamics of the weapon and a movement dynamics of the target are taken into account.
  • a fire control solution for hitting a moving target with a moving artillery weapon in indirect ballistic fire can be determined.
  • the consideration of the movement dynamics makes it possible, in addition to constant, linear movements of the weapon and/or the target, to also take into account changes in the movement speed and direction of movement of the weapon and/or the target.
  • the method can also be used to find a fire control solution for a for a stationary artillery weapon to hit a stationary target, for a stationary artillery weapon to hit a moving target, and for a stationary artillery weapon to hit a stationary target.
  • the functionality of the known determination methods of a fire control solution can be covered with this method, so that this method can not only supplement known determination methods, but can completely replace them.
  • the movement of the target can be extrapolated from the previously recorded movement dynamics of the target.
  • the movement dynamics in absolute coordinates they can be taken into account independently of the relative position and/or the relative location of the weapon and the target to one another.
  • the movement dynamics of the weapon and the movement dynamics of the target can be taken into account with the absolute coordinates without being influenced by a change in the target position or the weapon position.
  • the movement dynamics of the weapon and the movement dynamics of the target can in each case be the movement behavior, in particular the entirety of the previously recorded movements, of the weapon or of the target.
  • the movement dynamics are recorded in indirectly referenced coordinate systems.
  • the movement dynamics recorded in indirectly referenced coordinate systems can be related to each other without the coordinate system in which the movement dynamics is recorded directly on the coordinate system in which the other movement dynamics is detected, is referenced. Since there is no line of sight between the weapon and the target in indirect ballistic fire, the coordinate systems of the weapon and the target cannot be directly referenced to each other.
  • the movement dynamics recorded in different coordinate systems can be related to one another, in particular in absolute coordinates, even without a direct line of sight.
  • two coordinate systems can be related to one another.
  • two, in particular moving, coordinate systems can be related to one another without there being a direct line of sight between them.
  • a further embodiment provides that a detection system is used to detect the target.
  • the acquisition system can also allow acquisition of the target without a direct line of sight between the weapon and the target.
  • the detection system can be an independent system that is separate from the weapon and, in particular, independent of the weapon, for example a satellite, a drone, a UAV, an unmanned land vehicle, an observation post, a vehicle-based target detection system and/or an infantry target detection system.
  • the target and in particular the target position relative to the detection system can be detected from a coordinate system linked to the detection system.
  • the detection system can use one or more detection signals to detect the target.
  • the detection signal can be, for example, radar radiation reflected by the target, infrared radiation emitted by the target or light reflected by the target, with which the detection system can detect the target.
  • the movement dynamics of the detection system are preferably taken into account when determining the fire control solution.
  • an absolute detection system position of the detection system is used when referencing the coordinate systems indirectly.
  • the target's coordinate system can be directly referenced to the acquisition system coordinate system located at the acquisition system position.
  • the coordinate system of the detection system located at the detection system position can in turn be referenced directly or indirectly via further coordinate systems to the coordinate system of the weapon.
  • the coordinate system of the target can be indirectly referenced to the coordinate system of the weapon via the coordinate system of the detection system.
  • the coordinate system of the weapon can be indirectly referenced to the coordinate system of the target or the coordinate systems of the weapon and the target can be indirectly referenced to another coordinate system.
  • referencing the coordinate systems they can be related to one another in such a way that the positions and directions recorded in a first coordinate system can be transformed into the other coordinate system without loss of information.
  • several corresponding positions in particular at least three, can be recorded from both coordinate systems.
  • the properties of the detection system are taken into account.
  • Characteristics of the detection system to be taken into account can be, for example, the processing time from receipt to the forwarding of a detection signal by the detection system to the weapon, the propagation time of the detection signal from the target to the detection system, the propagation time of a forwarded signal from the system to the weapon, the movement of the detection system and/or the movement dynamics of the detection system.
  • the accuracy in determining the fire control solution can be further improved by also taking into account properties of the detection system when determining the fire control solution.
  • At least one artillery-relevant influencing parameter in particular vibrational influences of the weapon, vibrational influences of a weapon carrier and/or a firing time development, is taken into account.
  • Artillery-relevant influencing parameters can have an impact on the internal ballistics and/or the external ballistics in indirect ballistic fire.
  • the influencing parameters relevant to artillery can be described statistically, in particular the vibration influences of the weapon and/or the vibration influences of the weapon carrier.
  • the weapon carrier can hold the weapon as such and enable it to be moved in the field, with the weapon carrier being able to be, for example, a chassis or an armored hull. Together with the weapon, the weapon carrier forms part of a weapon system.
  • vibrations of the weapon carrier relative to the surrounding terrain as well as vibrations of the weapon relative to the weapon carrier can occur. Vibrations of the weapon as well as those of the weapon carrier can affect the fire control solution, whereby both constructive and destructive interferences of the respective vibrations can occur. By taking into account the vibration effects of the weapon and the vibration effects of the weapon carrier, these interferences can also be taken into account.
  • the acceleration time of the projectile can be taken into account. In addition to pure acceleration The acceleration behavior of the projectile can also be taken into account as a further artillery-related influencing parameter.
  • the influencing parameter relevant to artillery in particular its effect on the fire control solution, is extrapolated.
  • extrapolating a statement can be made from the previous development of the at least one artillery-relevant influencing parameter about the size of this influencing parameter in the immediate and relevant future for determining the fire control solution.
  • At least one geographical interference parameter is taken into account to determine a projectile trajectory free of interference contours.
  • a projectile trajectory free of interference contours In addition to the topography of the area, i. H. the elevation of the earth's surface without vegetation and buildings, also includes other natural or artificially constructed geographical structures, such as vegetation or buildings.
  • geographical interference parameters in the area of the weapon position and in the area of the target position are taken into account, in particular exclusively, for determining the interfering contour-free projectile trajectory.
  • a trouble-free departure angle of the projectile from the weapon and a trouble-free approach angle of the projectile at the position of the target can be ensured.
  • the distance between the weapon position and the target position, the projectile flight time and/or the movement dynamics of the target can also be taken into account.
  • terrain modeling in particular continuous, takes place between the weapon position and the target position.
  • the terrain modeling which in addition to the topology can also contain the geographical disturbance parameters present in the terrain, can be used at any time and for any weapon position on a model of the terrain that reflects the real conditions.
  • the terrain modeling preferably takes place in a highly dynamic manner, so that a reliable terrain model can be provided even if there are changes in the direction of movement and movement speed of the weapon and/or the target.
  • Map material stored in a database of one or more maps can be used for terrain modeling.
  • the terrain modeling can take place between the weapon position assumed at the moment of modelling, as a quasi-static firing position during the movement of the weapon, and the current and/or extrapolated target position.
  • the extrapolated target position in the terrain model By including the extrapolated target position in the terrain model, it is easy to determine whether the bullet trajectory is free of interference contours, since the end point of the bullet trajectory is the extrapolated target position at which the target is likely to be when the bullet hits.
  • the calculated projectile trajectory By overlaying the calculated projectile trajectory with the terrain model, it can easily be determined whether geographical interference parameters are in the projectile trajectory. For this purpose it can be checked whether the calculated projectile trajectory and the surface of the terrain model intersect at one or more points between the weapon position and the target position.
  • at least one blocking parameter in particular a definable blocking area, is taken into account. By taking into account at least one blocking parameter, it is possible to prevent the weapon from being fired, as a result of which the projectile would pose an impermissible safety-related threat.
  • a restricted area, into which a projectile must not enter and/or in which a projectile must not impact, can be defined as a restricted parameter in a particularly simple manner.
  • a restricted area can be defined, for example, as an area around a civil defense facility, a hospital, your own field camp or your own units. If the consideration of at least one blocking parameter shows that firing would result in the blocking parameter being violated, a fire signal from the weapon can be interrupted, for example.
  • a definable restricted area can be designed to change over time and, for example, move along with moving own units.
  • no fire control solution is output, in particular as a result of the situation and/or time. Without the output of a fire control solution, the weapon cannot be fired, which is inadmissible due to the consideration of at least one blocking parameter.
  • the output of a fire control solution can be prevented depending on the blocking parameter depending on the situation and/or time, so that, for example, a blocking parameter is only valid with regard to a type of ammunition used, in a defined time window, from a defined point in time or up to a defined point in time.
  • the artillery weapon system has a damped weapon carrier for reducing vibrations during movement dynamics, in particular for filtering high-frequency vibrations. Vibration influences on the fire control solution can be reduced by the dampened weapon carrier, whereby the accuracy of the artillery weapon system can be increased in indirect ballistic fire while driving.
  • the weapon system has a hydraulic and/or electrical compensation system for compensating for vibrations of the weapon while driving.
  • the weapon is mounted with an unbalance-compensated weapon mount relative to the weapon carrier. Due to the unbalance-compensated weapon storage, the dynamics of the aiming movement of the weapon can be increased and the target can be attacked more quickly.
  • the weapon is preferably mounted at 360° relative to the weapon carrier, in particular in a turret system.
  • the weapon carrier can advantageously offer a large contact area in order to reduce tilting movements resulting from unevenness in the terrain and/or to allow the weapon to be fired in different directions relative to the weapon carrier without a support system, in particular in a horizontal angular range of 360° around the weapon carrier.
  • Fig. 1 shows a schematic view of a direct-firing weapon
  • Fig. 3 schematically the consideration of interference parameters when determining a fire control solution
  • FIG. 4 shows schematically the taking into account a blocking parameter when determining a fire control solution.
  • FIG. 1 there is a direct line of sight 7 between a direct-firing weapon 2 and the target 5 to be hit.
  • the movement of the target 5 in the target's own coordinate system K5 can be recorded in a simple manner from the weapon 2 with a direct line of sight 7 to the target 5 directly in the coordinate system K2 of the weapon 2 and used to determine the fire control solution.
  • the position and the movement of the target 5 are determined directly relative to the weapon 2 and, as such, relative positions and movements are also taken into account when determining the fire control solution.
  • the distance between the artillery weapon 2 and the target 5 to be hit is significantly greater than in the case of a direct-firing weapon, so that there is no direct line of sight between the weapon 2 and the target 5 .
  • the line of sight 7 of the artillery weapon 2 is rather interrupted by an interference parameter 12 .
  • This interference parameter 12 is indicated in FIG. 2 as a terrain elevation, but due to the very large distances it can also be caused by the curvature of the earth as such. Due to the lack of a direct line of sight between the weapon 2 and the target 5, the coordinate systems K2, K5 can no longer be related to one another, so that there are virtually two independent coordinate systems for the weapon 2 and for the target 5.
  • the changing weapon position P2 of the weapon 2 and the target position P5 of the target 5 are taken into account as geographic position data in the method according to the invention.
  • This information can be given, for example, according to the respective degrees of longitude and latitude, so that these are taken into account for a weapon position P2 and the target position P5 as geographic position data in an absolute coordinate system KA, which is not affected by the respective relative position of the weapon 2 and the target 5 to one another being affected.
  • the respective movement dynamics of the weapon 2 and the target 5 can also be taken into account when determining the fire control solution.
  • These movement dynamics can also be taken into account when determining the fire control solution in an absolute coordinate system KA, which can be, for example, the same coordinate system as was already used to determine the geographic position data.
  • the coordinate systems K2 and K5 must be referenced to one another, i.e. related to one another will. This can be done via a detection system 6 that is independent of the weapon 2 and with which the target 5 can be detected.
  • This detection system 6 can then be used to refer the coordinate systems K2, K5 to one another indirectly, even if there is no direct line of sight between the weapon 2 and the target 5.
  • This indirect referencing means that the two moving coordinate systems K2, K5 are related to one another.
  • This movement dynamics of the target 5 transformed into the absolute coordinate system KA can then be taken into account when determining the fire control solution.
  • the influences of these vibrations can be used as artillery-relevant influencing parameters in addition to the classic parameters for shooting from the move, such as the target distance, the wind and the air pressure, when determining the fire control solution of the weapon 2, are taken into account as additional statistical parameters.
  • these vibration influences of the weapon 2 and/or the weapon carrier 3 as well as other artillery-relevant influencing parameters, such as a firing time development can be precalculated by extrapolation.
  • a terrain model for example, can also be included in the prediction of these artillery-relevant influencing parameters and in particular the vibration influences, from which unevenness in the terrain and the resulting vibration influences can also be predicted.
  • Fig. 3 the indirect ballistic firing of an artillery weapon 2 of a weapon system 1 is shown schematically from a side view. This shows how the topography of the terrain as an interference parameter 12 prevents a direct line of sight between the weapon system 1 and the target 5 .
  • the terrain at the weapon position P2 has a different terrain height than at the target position P5.
  • these different absolute terrain heights of the weapon position P2 and the target position P5 are taken into account as absolute parameters.
  • the absolute heights of the terrain at the weapon position P2 and the target position P5 can be specified in relation to an absolutely defined zero level, such as sea level, and as such, for example, from map information that is stored in a memory of the weapon system 1, using the geographic position data of the weapon position P2 and the Target position P5 can be removed.
  • a detection system 6 in the form of a satellite is shown above the weapon system 1 and the target 5 in FIG. From the detection system position P6, this detection system 6 can directly detect both the target 5 at the target position P5 and the weapon system 1 at the weapon position P2, ie there is a direct line of sight between the detection system 6 and the target 5 or the weapon system 1.
  • the detection system 6 can detect the target 5 and its movement dynamics in the coordinate system K5 from the detection system position P6. This detection can take place, for example, based on radar radiation reflected by the target 5, emitted infrared radiation or optically based on the light reflected from the target 5. In this way, the reflected radar radiation, the emitted infrared radiation or the reflected light forms a detection signal which, despite propagating at the speed of light, requires a time t1 to cover the distance between the target 5 and the detection system 6 and to be detected at the detection system position P6 .
  • This detection signal is processed in the detection system 6 before the processed signal is forwarded from the detection system 6 to the weapon system 1 a time t2 after the detection.
  • the detection system 6 Since both the weapon 2 with the coordinate system K2 located at the weapon position P2 and the target 5 with the coordinate system K5 located at the target position P5 can be detected by the detection system 6, the detection system 6 is suitable with its determinable in the absolute coordinate system KA Detection system position P6 and the local coordinate system K6 of the detection system 6 for indirect ten referencing of the coordinate systems K2 and K5.
  • the coordinate system K5 having its origin in the target position P5 can first be referenced from the detection system position P6 with the original coordinate system K6 there. This detection system position P6 can then be referenced in the coordinate system K2 from the weapon position P2.
  • the coordinate system K2 and the coordinate system K5 at the vehicle position P2 or the target position P5 can be referenced to one another via the coordinate system K6 located at the detection system position P6, even without a direct line between the target position P5 and the weapon position P2 Line of sight must exist.
  • properties of the detection system 6 are also taken into account when determining the fire control solution. These properties can in particular be the time t1 for the detection system 6 to detect the detection signals of the target 5, the time t3 for the transmission of the detection signals or the time t2 for the detection system 6 to process the detection signal.
  • the detection system 6 is shown as a satellite in FIG. 3, the detection system 6 can also be other movable detection systems 6, such as a drone, a UAV or a reconnaissance aircraft. Such movable detection systems 6 can have a changing detection system position P6.
  • the properties of the detection system 6 to be taken into account when determining the fire control solution can also include the movement dynamics of the detection system 6 itself.
  • a special challenge for land-based weapon systems 1 in the context of indirect fire from the movement consists in solving geographic challenges, which are reflected in particular in the form of geographic interference parameters 12-14.
  • These geographical interference parameters 12-14 can be, for example, the topography 12 of the terrain or geographical structures, for example bridges or buildings as structures or the trees 13, 14 shown in FIG.
  • a projectile trajectory 11 must be selected which is free from interference contours of these geographical interference parameters 12-14.
  • the firing weapon system 1 has to calculate the freedom from interference contours of the projectile trajectory 11 to the target 5 on the basis of geographical map material. This requires continuous, highly dynamic terrain modeling between the weapon system 1 at the weapon position P2 and the target 5 at the target position P5, which is extrapolated into the future, particularly taking into account the projectile flight duration.
  • the projectile trajectory 11 is free of interfering contours.
  • the projectile trajectory 8 having a smaller departure angle A would already intersect in the area of the weapon 2 with the interfering contour 13 shown as a tree, so that a projectile on this projectile trajectory 8 would be disturbed by the interfering contour 13 .
  • the projectile trajectory 9 intersects with the course of the terrain as a disturbance parameter 12, so that the projectile on this projectile trajectory 9 does not reach the target 5, but previously in the elevation of the terrain would hit.
  • the projectile trajectory 10 also intersects an interference parameter 14 in the form of a tree, as a result of which the approach angle B of the projectile would be disturbed.
  • the projectile trajectory 11 would be free of interference contours and would therefore be suitable for hitting the target 5 in indirect ballistic fire.
  • a further detection system 6 is provided at the detection position P6, which can be, for example, a stationary observation post from which the target 5 at the target position P5 can be detected . From this terrestrial observation post as a detection system 6, the movement dynamics of the target 5, which is moving along a road 17, can be detected.
  • the movement dynamics of the target 5 recorded relative to the detection system position P6 can be transmitted to a fire control system 4 of the weapon system 1 together with the absolute position of the detection system 6, for example in the form of GPS positions in the absolute coordinate system KA.
  • the movement dynamics of the target 5 in the absolute coordinate system KA can be determined from the relative movement dynamics of the target 5 together with the absolute detection system position P6 for consideration when determining the fire control solution.
  • the absolute movement dynamics of the weapon system 1 which may have been recorded and transformed in the coordinate system K2, then also flow into the absolute coordinate system KA.
  • the detection signals processed by the detection system 6 designed as a satellite can also be forwarded to the fire control system 4 of the weapon system 1 to determine the fire control solution.
  • a defined restricted area 15 extends as a restricted parameter around an object 16 to be protected, which is a hospital, for example for the object 16 would represent. In order to comply with this restricted area 15, this is taken into account as a restricted parameter when determining the fire control solution. Should the target 5 move further along the road 17 in the direction of the object 16 to be protected, so that it enters the restricted area 15, no fire control solution would be issued when the fire control solution was determined as long as the target 5 was in the restricted area 15 stops, even if it would be possible to hit target 5 without observing the blocking parameter.
  • the fire control system 4 and the artillery weapon system 1 it is possible to increase the survivability of the artillery weapon 2 and its operating crew, especially during a firefight in which the weapon 2 shoots at a target 5 and is itself exposed to return fire , to increase.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for determining a fire guidance solution of an artillery weapon (2) in indirect ballistic fire to hit a target (5), wherein a changing weapon position (P2) of the weapon (2) and a target position (P5) of the target (5) are taken into consideration as geographical position data.

Description

Ermittlung einer Feuerleitlösung einer artilleristischen Waffe Determination of a fire control solution of an artillery weapon
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Ermittlung einer Feuerleitlösung einer artilleristischen Waffe im indirekten ballistischen Feuer zum Treffen eines Ziels. Weitere Gegenstände der Erfindung bilden eine Feuerleitanlage zur Ermittlung einer Feuerleitlösung einer artilleristischen Waffe im indirekten ballistischen Feuer zum Treffen eines Ziels sowie ein artilleristisches Waffensystem mit einer artilleristischen Waffe zur Bekämpfung eines Zieles im indirekten ballistischen Feuer. The present invention relates to methods for determining a fire control solution of an artillery weapon in indirect ballistic fire to hit a target. Further objects of the invention are a fire control system for determining a fire control solution for an artillery weapon in indirect ballistic fire to hit a target and an artillery weapon system with an artillery weapon for combating a target in indirect ballistic fire.
Um ein Ziel mit einem ballistischen Geschoss einer Waffe zuverlässig und präzise über weite Entfernungen, wie sie beim Einsatz von Waffensystemen mit großkalibrigen Waffen üblich sind, zu treffen und so erfolgreich be- kämpfen zu können, ist es erforderlich, die Bewegung des Geschosses abhängig von der Ausrichtung der Waffe zu beschreiben. Zu diesem Zweck wird eine Feuerleitgleichung genutzt, welche nach ihrem Lösen eine Feuerleitlösung liefert, gemäß welcher die Waffe ausgerichtet werden kann, um das Ziel bekämpfen zu können. Zum Lösen der Feuerleitgleichung wird üblicherweise auf eine Feuerleitanlage zurückgegriffen, welche eine automatisierte Ermittlung der Feuerleitlösung ermöglicht. In order to hit a target with a ballistic projectile of a weapon reliably and precisely over long distances, as is usual when using weapon systems with large-caliber weapons, and thus successfully To be able to fight it is necessary to describe the movement of the projectile depending on the orientation of the weapon. For this purpose, a fire control equation is used which, when solved, provides a fire control solution according to which the weapon can be aimed in order to be able to engage the target. To solve the fire control equation, a fire control system is usually used, which enables the fire control solution to be determined automatically.
Unter den Waffensystemen mit großkalibrigen Waffen, bei deren Ausrichten auf Feuerleitlösungen zurückgegriffen wird, kommt den artilleristischen Waffensystemen eine der wichtigsten Unterstützungsfunktionen in modernen militärischen Konflikten zu. Als flexibel einsetzbare Systeme können diese sowohl offensiv als auch defensiv eingesetzt werden. Die Präzision der artilleristischen Waffen solcher artilleristischen Waffensysteme hat in der Vergangenheit deutlich zugenommen. Moderne Waffensysteme ermöglichen durch hohe Fertigungsgüte die Verwendung modernster Munition und verbesserte Feuerleittechnik eine hohe Treffergenauigkeit. Dies ermöglicht vor allem die Minimierung von Kollateralschäden sowie die Vermeidung der Gefährdung eigener oder verbündeter Kräfte. Among the weapon systems with large-caliber weapons, for the alignment of which recourse is made to fire control solutions, the artillery weapon systems have one of the most important support functions in modern military conflicts. As flexible systems, they can be used both offensively and defensively. The precision of the artillery weapons of such artillery weapon systems has increased significantly in the past. Modern weapon systems, thanks to high manufacturing quality, the use of the latest ammunition and improved fire control technology, enable high hit accuracy. Above all, this makes it possible to minimize collateral damage and avoid endangering your own or allied forces.
Im Unterscheid zu direktschießenden Waffen erfolgt die Bekämpfung eines Ziels bei artilleristischen Waffen im indirekten ballistischen Feuer. Bei diesem wird das ballistische Geschoss von der artilleristischen Waffe in der unteren oder oberen Winkelgruppe abgefeuert, d. h. mit einer Winkelerhöhung von bis zu 65°, was auch als Steilfeuer bezeichnet wird. Während bei direktschießenden Waffen eine direkte Sichtlinie zwischen der Waffe und dem Ziel besteht, so dass das Ziel von der Waffe aus gesehen und direkt relativ zu dieser im Koordinatensystem der direktschießenden Waffe erfasst werden kann, liegt eine solche direkte Sichtlinie bei artilleristischen Waffen nicht vor. Von der artilleristischen Waffe aus gesehen, wird das Ziel vielmehr von Sichthindernissen oder aufgrund der großen Entfernung durch die Erdkrümmung verdeckt. Im Zusammenhang mit artilleristischen Waffen wird daher auch von „Non-line-of-sight“ Bedingungen gesprochen. In contrast to direct-shooting weapons, artillery weapons attack a target using indirect ballistic fire. In this case, the ballistic projectile is fired from the artillery weapon in the lower or upper angle group, ie with an angle increase of up to 65°, which is also referred to as vertical fire. While direct-firing weapons have a direct line of sight between the weapon and the target, so that the target can be seen from the weapon and directly relative to it in the coordinate system of the direct-firing weapon, such a direct line of sight does not exist with artillery weapons. Seen from the artillery weapon, the target is rather obscured by visual obstacles or because of the great distance covers the curvature of the earth. In connection with artillery weapons, the term "non-line-of-sight" conditions is therefore also used.
Bei den aktuellen artilleristischen Waffen ist es nur in einer stationären Feuerstellung möglich, d. h. von einer sich nicht ändernden Waffenposition aus, eine Feuerleitlösung zu ermitteln, um ein ebenso statisches Ziel an seiner Zielposition zu beschießen. Die Einnahme der stationären Feuerstellung bedingt einen erheblichen Zeitaufwand für den Übergang aus der Bewegung in den Stand, das Entzurren und Ausrichten der Waffe, das Durchführen des Beschüsses, die Wiedereinnahme der Transportposition, das Verzurren und schließlich die Wiederaufnahme der Fahrt. Während dieses gesamten Ablaufs bildet die Waffe selbst ein einfaches statisches Ziel. Die artilleristische Waffe und ihre Bedienungsmannschaft sind daher der Bedrohung durch gegnerisches Gegenfeuer ausgesetzt, wodurch die Überlebensfähigkeit erheblich verringert wird. With current artillery weapons, it is possible only in a stationary firing position, i. H. from a non-changing weapon position, to determine a fire control solution to fire on an equally static target at its target position. Taking the stationary firing position requires a considerable amount of time for the transition from the movement to the standstill, the unlashing and aiming of the weapon, the execution of the firing, the resuming of the transport position, the lashing and finally the resumption of the journey. Throughout this process, the weapon itself is a simple static target. The artillery weapon and its crew are therefore exposed to the threat of enemy return fire, significantly reducing survivability.
Die A u f g a b e der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, die Überlebensfähigkeit der artilleristischen Waffe und deren Bedienungsmannschaft, insbesondere auch während eines Feuerkampfes, bei welchem die Waffen ein Ziel beschießt und selbst einem Gegenfeuer ausgesetzt ist, zu erhöhen. The object of the present invention is therefore to increase the survivability of the artillery weapon and its operating crew, especially during a firefight in which the weapon fires on a target and is itself exposed to return fire.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch g e l ö s t , dass eine sich verändernde Waffen position der Waffe und eine Zielposition des Ziels als geographische Positionsdaten berücksichtigt werden. In a method of the type mentioned above, this task is solved in that a changing weapon position of the weapon and a target position of the target are taken into account as geographic position data.
Durch die Berücksichtigung der sich verändernden Waffenposition der Waffe und der Zielposition des Ziels als geographische Positionsdaten ist es möglich, das Ziel zu treffen, während sich die Waffe im Gelände fortbewegt und sich die Waffen position so ändert. Dadurch kann auch während eines Feuerkampfes die Mobilität der Waffe maximiert und die Überlebens- fähigkeit erhöht werden, da eine sich bewegende Waffe schwerer aufzuklären und zu treffen ist. Das Risiko eines Treffers durch gegnerisches Gegenfeuer wird verringert, da das Schutzmoment der Eigenbewegung der Waffe auch während des Feuerns aufrechterhalten werden kann. Eine solche Möglichkeit des indirekten ballistischen Feuers mit einer artilleristischen Waffe aus der Fahrt wurde in Fachkreisen bislang als technisch nicht umsetzbar eingestuft. Durch die Berücksichtigung der sich verändernden Waffenposition sowie der Zielposition als geographische Positionsdaten, welche von den relativen Positionen und Lagen der Waffe und des Ziels zueinander nicht beeinflusst werden, ist es jedoch möglich, eine Feuerleitlösung trotz Bewegung der Waffe und dem Fehlen einer die Waffe und das Ziel verbindenden direkten Sichtlinie zu ermitteln. By considering the weapon's changing weapon position and the target's target position as geographic position data, it is possible to hit the target while the weapon is moving over the terrain and the weapon position is changing. This allows the mobility of the weapon to be maximized and the survivability even during a firefight. ability to be increased since a moving weapon is harder to spot and hit. The risk of being hit by enemy return fire is reduced, since the protective momentum of the weapon's own movement can be maintained even while firing. Such a possibility of indirect ballistic fire with an artillery weapon while driving has so far been classified as technically unfeasible in specialist circles. However, by considering the changing weapon position as well as the target position as geographic position data, which is unaffected by the relative positions and attitudes of the weapon and the target to one another, it is possible to provide a fire control solution despite movement of the weapon and the lack of a the weapon and the Determine target connecting direct line of sight.
Unter Berücksichtigung der sich verändernden Waffen position der Waffe und der Zielposition des Ziels als geographische Positionsdaten wird die Feuerleitlösung ermittelt. The fire control solution is determined taking into account the changing weapon position of the weapon and the target position of the target as geographic position data.
Die geographischen Positionsdaten können in Form von geographischen Koordinaten, beispielsweise in der Form von Breiten- und Längengraden, erfasst werden. The geographic position data can be recorded in the form of geographic coordinates, for example in the form of degrees of latitude and longitude.
Die Feuerleitlösung kann während der Bewegung der Waffe ermittelt werden. Auch die Vorbereitung eines indirekten Feuerns aus der Bewegung kann auf diese Weise in der Bewegung erfolgen. Die Fähigkeit des indirekten Feuerns aus der Bewegung kann zu einer Verringerung der Reaktionszeit zwischen dem Empfang eines Feuerauftrages über ein Führungssystem und Umsetzung des Feuerauftrages im Rahmen eines adaptierten Feuerkommandos nach der Ermittlung der Feuerleitlösung in Kombination mit einer minimierten Verletzbarkeit der Waffe führen. Vorzugsweise wird mindestens ein von der relativen Position und/oder relativen Lage der Waffe und des Ziels unabhängiger Absolutparameter berücksichtigt. Durch die Berücksichtigung eines Absolutparameters ist es möglich, von der relativen Position und/oder relativen Lage der Waffe und des Ziels zueinander unabhängige, die Feuerleitlösung beeinflussende Parameter bei der Ermittlung der Feuerleitlösung zu berücksichtigen. Der mindestens eine Absolutparameter kann in einem von der Position der Waffe und/oder des Ziels nicht abhängenden absoluten Koordinatensystem bestimmt oder als Wert auf einer absoluten Skala ermittelt werden. Ein solcher Absolutparameter kann somit unabhängig von der relativen Position der Waffe und des Ziels zueinander und/oder der relativen Lage der Waffe und des Ziels zueinander sein, d. h. auf ihn wirkt sich eine Veränderung der Position und/oder der Lage der Waffe in Relation zum Ziel ebenso wenig aus, wie eine Veränderung der Position und/oder der Lage des Ziels in Relation zur Waffe. The fire control solution can be determined while the weapon is moving. The preparation for indirect firing while moving can also be done in this way while moving. The ability to fire indirectly while on the move can lead to a reduction in the reaction time between receiving a fire order via a guidance system and implementing the fire order as part of an adapted fire command after determining the fire control solution in combination with a minimized vulnerability of the weapon. At least one absolute parameter that is independent of the relative position and/or relative location of the weapon and the target is preferably taken into account. By taking an absolute parameter into account, it is possible to take into account parameters that are independent of the relative position and/or relative orientation of the weapon and the target and that influence the fire control solution when determining the fire control solution. The at least one absolute parameter can be determined in an absolute coordinate system that does not depend on the position of the weapon and/or the target, or it can be determined as a value on an absolute scale. Such an absolute parameter can thus be independent of the relative position of the weapon and the target to one another and/or the relative location of the weapon and the target to one another, ie it is affected by a change in the position and/or location of the weapon in relation to the target just as irrelevant as a change in the position and/or location of the target in relation to the weapon.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn als Absolutparameter eine absolute Geländehöhe der Waffen position, eine absolute Geländehöhe der Zielposition, eine absolute Zeit und/oder ein absoluter Systemparameter der Waffe berücksichtigt wird. Die absolute Geländehöhe der Waffenposition und/oder der Zielposition kann als Höhenunterschied der Waffenposition bzw. der Zielposition gegenüber einem Nullniveau ermittelt werden. Zur Ermittlung der absoluten Geländehöhe kann beispielsweise topographisches Kartenmaterial und/oder topographische Messinstrumente genutzt werden. Bei der Berücksichtigung der absoluten Geländehöhe der Waffe und der absoluten Geländehöhe der Zielposition kann insbesondere das gleiche Nullniveau verwendet werden. Durch die Berücksichtigung einer absoluten Zeit kann eine Verrechnung von in die Feuerleitgleichung einfließenden Parametern, welche zu unterschiedlichen Zeitpunkten, an unterschiedlichen Orten und/oder durch unterschiedliche Systemkomponenten bestimmt werden, in einem übereinstimmenden zeit- liehen Zusammenhang erfolgen. Die absolute Zeit kann als ein Zeitnormal dienen, auf welches bei der Bestimmung der übrigen in die Feuerleitgleichung einfließenden Parameter Bezug genommen wird. Im Gegensatz zu direktschießenden Waffen, bei welchen Übertragungs- und Erfassungszeiten aufgrund der direkten Sichtlinie und der mit Lichtgeschwindigkeit erfolgenden Erfassung vernachlässigbar sind, können die großen Entfernungen beim indirekten ballistischen Feuer artilleristischer Waffen erhebliche Übermitt- lungs- und Erfassungszeiten bewirken. Mittels der absoluten Zeit können Einflüsse von Erfassungs- und/oder Übertragungszeiten berücksichtigt werden. Zum gleichen Zeitpunkt bestehende, aber aufgrund der Erfassungs- und/oder Übertragungszeiten zu unterschiedlichen Zeitpunkten vorliegende Parameter können mittels der absoluten Zeit aufeinander synchronisiert und als synchrone Parameter zur Bestimmung der Feuerleitlösung genutzt werden. Die absolute Zeit kann als ein Zeitstempel, insbesondere in dezentral organisierten Systemkomponenten zur Bestimmung der Parameter, berücksichtigt werden. Als absolute Systemparameter der Waffe können beispielsweise die absolute Temperatur des Treibmittels, die Form des Geschosses, das Gewicht des Geschosses, das Kaliber der Waffe, das Zugprofil der Waffe und/oder der Drall der Waffe berücksichtigt werden. In this context, it is particularly advantageous if an absolute terrain height of the weapon position, an absolute terrain height of the target position, an absolute time and/or an absolute system parameter of the weapon are taken into account as absolute parameters. The absolute height of the terrain of the weapon position and/or the target position can be determined as the height difference of the weapon position or the target position compared to a zero level. For example, topographical map material and/or topographical measuring instruments can be used to determine the absolute height of the terrain. In particular, when considering the absolute terrain elevation of the weapon and the absolute terrain elevation of the target position, the same zero level can be used. By taking an absolute time into account, parameters entering the fire control equation, which are determined at different times, at different locations and/or by different system components, can be calculated in a consistent time- borrowed connection take place. The absolute time can serve as a time standard to which reference is made when determining the other parameters that are included in the fire control equation. Unlike direct fire weapons, where transmission and acquisition times are negligible due to direct line of sight and lightspeed acquisition, the long distances involved in indirect ballistic fire of artillery weapons can result in significant transmission and acquisition times. Influences of acquisition and/or transmission times can be taken into account by means of the absolute time. Parameters that exist at the same time but are present at different times due to the acquisition and/or transmission times can be synchronized with one another using the absolute time and used as synchronous parameters for determining the fire control solution. The absolute time can be taken into account as a time stamp, in particular in decentrally organized system components for determining the parameters. The absolute temperature of the propellant, the shape of the projectile, the weight of the projectile, the caliber of the weapon, the draft profile of the weapon and/or the rifling of the weapon can be taken into account as absolute system parameters of the weapon.
In Weiterbildung der Erfindung werden eine Bewegungsdynamik der Waffe und eine Bewegungsdynamik des Ziels, insbesondere in absoluten Koordinaten, berücksichtigt. Durch die Berücksichtigung der Bewegungsdynamiken der Waffe und des Ziels kann eine Feuerleitlösung zum Treffen eines bewegten Ziels mit einer bewegten artilleristischen Waffe im indirekten ballistischen Feuer ermittelt werden. Die Berücksichtigung der Bewegungsdynamiken gestattet es, neben konstanten, geradlinigen Bewegungen der Waffe und/oder des Ziels auch Änderungen in der Bewegungsgeschwindigkeit und Bewegungsrichtung der Waffe und/oder des Ziels zu berücksichtigen. Als Grenzfälle, bei welchen die Bewegungsgeschwindigkeit auf null fällt, kann mit dem Verfahren auch eine Feuerleitlösung für eine sich be- wegende artilleristische Waffe zum Treffen eines stehenden Ziels, für eine stehende artilleristische Waffe zum Treffen eines sich bewegenden Ziels sowie für eine stehende artilleristische Waffe zum Treffen eines stehenden Ziels ermittelt werden. Mit diesem Verfahren kann die Funktionalität der bekannten Ermittlungsverfahren einer Feuerleitlösung abgedeckt werden, so dass dieses Verfahren bekannte Ermittlungsverfahren nicht nur ergänzen, sondern vollständig ersetzen kann. Durch die Berücksichtigung der Bewegungsdynamik der Waffe kann die zukünftige Waffenposition, welche die Waffe zu jenem Zeitpunkt einnimmt, an welchem ein abgefeuertes Geschoss die Waffe verlässt, bestimmt werden. Durch die Berücksichtigung der Bewegungsdynamik des Ziels kann eine zukünftige Zielposition, welche das Ziel beim Auftreffen des Geschosses voraussichtlich einnimmt, antizipiert werden. Zur Antizipierung der zukünftigen Zielposition kann die Bewegung des Ziels aus der bisherig erfassten Bewegungsdynamik des Ziels extrapoliert werden. Durch die Berücksichtigung der Bewegungsdynamiken in absoluten Koordinaten können diese unabhängig von der relativen Position und/oder der relativen Lage der Waffe und des Ziels zueinander berücksichtigt werden. Mit den absoluten Koordinaten kann die Bewegungsdynamik der Waffe und die Bewegungsdynamik des Ziels ohne Beeinflussung durch eine Veränderung der Zielposition bzw. der Waffen position berücksichtigt werden. Bei der Bewegungsdynamik der Waffe sowie der Bewegungsdynamik des Ziels kann es sich jeweils um das Bewegungsverhalten, insbesondere um die Gesamtheit der bisher erfassten Bewegungen, der Waffe bzw. des Ziels handeln. In a development of the invention, a movement dynamics of the weapon and a movement dynamics of the target, in particular in absolute coordinates, are taken into account. By considering the movement dynamics of the weapon and the target, a fire control solution for hitting a moving target with a moving artillery weapon in indirect ballistic fire can be determined. The consideration of the movement dynamics makes it possible, in addition to constant, linear movements of the weapon and/or the target, to also take into account changes in the movement speed and direction of movement of the weapon and/or the target. As borderline cases, in which the movement speed falls to zero, the method can also be used to find a fire control solution for a for a stationary artillery weapon to hit a stationary target, for a stationary artillery weapon to hit a moving target, and for a stationary artillery weapon to hit a stationary target. The functionality of the known determination methods of a fire control solution can be covered with this method, so that this method can not only supplement known determination methods, but can completely replace them. By considering the movement dynamics of the weapon, the future weapon position that the weapon assumes at the point in time at which a fired projectile leaves the weapon can be determined. By taking into account the movement dynamics of the target, a future target position, which the target is likely to assume when the projectile hits it, can be anticipated. To anticipate the future target position, the movement of the target can be extrapolated from the previously recorded movement dynamics of the target. By considering the movement dynamics in absolute coordinates, they can be taken into account independently of the relative position and/or the relative location of the weapon and the target to one another. The movement dynamics of the weapon and the movement dynamics of the target can be taken into account with the absolute coordinates without being influenced by a change in the target position or the weapon position. The movement dynamics of the weapon and the movement dynamics of the target can in each case be the movement behavior, in particular the entirety of the previously recorded movements, of the weapon or of the target.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die Bewegungsdynamiken in indirekt referenzierten Koordinatensystemen erfasst werden. Die in indirekt referenzierten Koordinatensystemen erfassten Bewegungsdynamiken können in einen Zusammenhang miteinander gesetzt werden, ohne dass das Koordinatensystem, in welchem die eine Bewegungsdynamik erfasst wird, direkt auf das Koordinatensystem, in welchem die andere Bewegungsdynamik erfasst wird, referenziert ist. Da bei indirektem ballistischen Feuer keine Sichtlinie zwischen der Waffe und dem Ziel besteht, können die Koordinatensysteme der Waffe und des Ziels nicht direkt aufeinander referenziert werden. Durch das indirekte Referenzieren der Koordinatensysteme über ein oder mehrere weitere Koordinatensysteme können die in unterschiedlichen Koordinatensystemen erfassten Bewegungsdynamiken auch ohne direkte Sichtlinie miteinander, insbesondere in absoluten Koordinaten, in Bezug gesetzt werden. In this context, it is particularly advantageous if the movement dynamics are recorded in indirectly referenced coordinate systems. The movement dynamics recorded in indirectly referenced coordinate systems can be related to each other without the coordinate system in which the movement dynamics is recorded directly on the coordinate system in which the other movement dynamics is detected, is referenced. Since there is no line of sight between the weapon and the target in indirect ballistic fire, the coordinate systems of the weapon and the target cannot be directly referenced to each other. Through the indirect referencing of the coordinate systems via one or more further coordinate systems, the movement dynamics recorded in different coordinate systems can be related to one another, in particular in absolute coordinates, even without a direct line of sight.
Beim Referenzieren aufeinander können zwei Koordinatensysteme miteinander in Bezug gestellt. Bei einem indirekten Referenzieren können zwei, insbesondere bewegte, Koordinatensysteme miteinander in Relation gesetzt werden, ohne dass eine direkte Sichtlinie zwischen diesen besteht. When referencing one another, two coordinate systems can be related to one another. In the case of indirect referencing, two, in particular moving, coordinate systems can be related to one another without there being a direct line of sight between them.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass ein Erfassungssystem zur Erfassung des Ziels verwendet wird. Das Erfassungssystem kann auch ohne direkte Sichtlinie zwischen der Waffe und dem Ziel die Erfassung des Ziels ermöglichen. Das Erfassungssystem kann ein von der Waffe getrenntes und insbesondere von der Waffe unabhängiges eigenständiges System sein, beispielsweise ein Satellit, eine Drohne, ein UAV, ein unbemanntes Landfahrzeug, ein Beobachtungsposten, ein fahrzeuggestütztes Zielerfassungssystem und/oder ein infanteristisches Zielerfassungssystem. Mit dem Erfassungssystem kann das Ziel und insbesondere die Zielposition relativ zum Erfassungssystem von einem erfassungssystemgebundenen Koordinatensystem aus erfasst werden. Zur Erfassung des Ziels kann das Erfassungssystem ein oder mehrere Erfassungssignale nutzen. Das Erfassungssignal kann beispielsweise eine vom Ziel reflektierte Radarstrahlung, vom Ziel emittierte Infrarotstrahlung oder ein vom Ziel reflektiertes Licht sein, mit welchem das Erfassungssystem das Ziel detektieren kann. Vorzugsweise wird die Bewegungsdynamik des Erfassungssystems bei der Ermittlung der Feuerleitlösung berücksichtigt. A further embodiment provides that a detection system is used to detect the target. The acquisition system can also allow acquisition of the target without a direct line of sight between the weapon and the target. The detection system can be an independent system that is separate from the weapon and, in particular, independent of the weapon, for example a satellite, a drone, a UAV, an unmanned land vehicle, an observation post, a vehicle-based target detection system and/or an infantry target detection system. With the detection system, the target and in particular the target position relative to the detection system can be detected from a coordinate system linked to the detection system. The detection system can use one or more detection signals to detect the target. The detection signal can be, for example, radar radiation reflected by the target, infrared radiation emitted by the target or light reflected by the target, with which the detection system can detect the target. The movement dynamics of the detection system are preferably taken into account when determining the fire control solution.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn eine absolute Erfassungssystemposition des Erfassungssystems beim indirekten Referenzieren der Koordinatensysteme genutzt wird. Da sich die Erfassungssystemposition von der Waffenposition unterscheidet, kann das Koordinatensystem des Ziels direkt auf das sich an der Erfassungssystemposition befindende Koordinatensystem des Erfassungssystems referenziert werden. Das sich an der Erfassungssystemposition befindliche Koordinatensystem des Erfassungssystems kann wiederum direkt oder indirekt über weitere Koordinatensysteme auf das Koordinatensystem der Waffe referenziert werden. Über das Koordinatensystem des Erfassungssystems kann auf diese Weise ein indirektes Referenzieren des Koordinatensystems des Ziels auf das Koordinatensystem der Waffe erfolgen. Ebenso kann das Koordinatensystem der Waffe indirekt auf das Koordinatensystem des Ziels oder die Koordinatensysteme der Waffe und des Ziels auf ein weiteres Koordinatensystem indirekt referenziert werden. Furthermore, it is advantageous if an absolute detection system position of the detection system is used when referencing the coordinate systems indirectly. Because the acquisition system position is different from the weapon position, the target's coordinate system can be directly referenced to the acquisition system coordinate system located at the acquisition system position. The coordinate system of the detection system located at the detection system position can in turn be referenced directly or indirectly via further coordinate systems to the coordinate system of the weapon. In this way, the coordinate system of the target can be indirectly referenced to the coordinate system of the weapon via the coordinate system of the detection system. Likewise, the coordinate system of the weapon can be indirectly referenced to the coordinate system of the target or the coordinate systems of the weapon and the target can be indirectly referenced to another coordinate system.
Bei dem Referenzieren der Koordinatensysteme können diese derart in Bezug zueinander gesetzt werden, dass die in einem ersten Koordinatensystem erfassten Positionen und Richtungen in das andere Koordinatensystem ohne Informationsverlust transformiert werden können. Zu diesem Zweck können mehrere übereinstimmende Positionen, insbesondere mindestens drei, von beiden Koordinatensystemen aus erfasst werden. When referencing the coordinate systems, they can be related to one another in such a way that the positions and directions recorded in a first coordinate system can be transformed into the other coordinate system without loss of information. For this purpose, several corresponding positions, in particular at least three, can be recorded from both coordinate systems.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Eigenschaften des Erfassungssystems berücksichtigt. Zu berücksichtigende Eigenschaften des Erfassungssystems können beispielsweise die Verarbeitungszeit vom Empfangen bis zur Weiterleitung eines Erfassungssignals durch das Erfassungssystem an die Waffe, die Laufzeit des Erfassungssignals vom Ziel zum Erfassungssystem, die Laufzeit eines weitergeleiteten Signals vom Erfassungs- system zur Waffe, die Bewegung des Erfassungssystems und/oder die Bewegungsdynamik des Erfassungssystems sein. Indem bei der Ermittlung der Feuerleitlösung zusätzlich auch Eigenschaften des Erfassungssystems berücksichtigt werden, kann die Genauigkeit bei der Ermittlung der Feuerleitlösung weiter zu verbessert werden. In an advantageous embodiment, the properties of the detection system are taken into account. Characteristics of the detection system to be taken into account can be, for example, the processing time from receipt to the forwarding of a detection signal by the detection system to the weapon, the propagation time of the detection signal from the target to the detection system, the propagation time of a forwarded signal from the system to the weapon, the movement of the detection system and/or the movement dynamics of the detection system. The accuracy in determining the fire control solution can be further improved by also taking into account properties of the detection system when determining the fire control solution.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird mindestens ein artillerierelevanter Einflussparameter, insbesondere Schwingungseinflüsse der Waffe, Schwingungseinflüsse eines Waffenträgers und/oder eine Schusszeitentwicklung, berücksichtigt. Artillerierelevante Einflussparameter können einen Einfluss auf die Innenballistik und/oder die Außenballistik beim indirekten ballistischen Feuer haben. Die artillerierelevanten Einflussparameter können statistisch beschrieben werden, insbesondere die Schwingungseinflüsse der Waffe und/oder die Schwingungseinflüsse des Waffenträgers. Der Waffenträger kann die Waffe als solches aufnehmen und ihre Bewegung im Gelände ermöglichen, wobei es sich bei dem Waffenträger beispielsweise um ein Fahrgestell oder eine Panzerwanne handeln kann. Zusammen mit der Waffe bildet der Waffenträger einen Teil eines Waffensystems. Während der Veränderung der Waffenposition können sowohl Schwingungen des Waffenträgers gegenüber dem umgebenden Gelände als auch Schwingungen der Waffe gegenüber dem Waffenträger auftreten. Schwingungen der Waffe als auch die des Waffenträgers können sich auf die Feuerleitlösung auswirken, wobei es sowohl zu konstruktiven als auch destruktiven Interferenzen der jeweiligen Schwingungen kommen kann. Durch eine Berücksichtigung der Schwingungseinflüsse der Waffe und der Schwingungseinflüsse des Waffenträgers können diese Interferenzen zusätzlich berücksichtigt werden. Die Berücksichtigung der Schusszeitentwicklung, bei welcher es sich um den Zeitversatz zwischen dem Zünden einer Treibladung und dem Mündungsaustritt eines durch diese Treibladung angetriebenen Geschosses aus der Mündung der Waffe handelt, kann die Beschleunigungszeit des Geschosses berücksichtigt werden. Neben der reinen Beschleuni- gungszeit kann auch das Beschleunigungsverhalten des Geschosses als weiterer artillerieverwandter Einflussparameter berücksichtigt werden. In a further refinement of the invention, at least one artillery-relevant influencing parameter, in particular vibrational influences of the weapon, vibrational influences of a weapon carrier and/or a firing time development, is taken into account. Artillery-relevant influencing parameters can have an impact on the internal ballistics and/or the external ballistics in indirect ballistic fire. The influencing parameters relevant to artillery can be described statistically, in particular the vibration influences of the weapon and/or the vibration influences of the weapon carrier. The weapon carrier can hold the weapon as such and enable it to be moved in the field, with the weapon carrier being able to be, for example, a chassis or an armored hull. Together with the weapon, the weapon carrier forms part of a weapon system. During the change in the weapon position, vibrations of the weapon carrier relative to the surrounding terrain as well as vibrations of the weapon relative to the weapon carrier can occur. Vibrations of the weapon as well as those of the weapon carrier can affect the fire control solution, whereby both constructive and destructive interferences of the respective vibrations can occur. By taking into account the vibration effects of the weapon and the vibration effects of the weapon carrier, these interferences can also be taken into account. Taking into account the development of the shot time, which is the time lag between the ignition of a propellant charge and the muzzle exit of a projectile driven by this propellant charge from the muzzle of the weapon, the acceleration time of the projectile can be taken into account. In addition to pure acceleration The acceleration behavior of the projectile can also be taken into account as a further artillery-related influencing parameter.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn der artillerierelevante Einflussparameter, insbesondere dessen Auswirkung auf die Feuerleitlösung, extrapoliert wird. Durch das Extrapolieren lässt sich aus der bisherigen Entwicklung des mindestens einen artillerierelevanten Einflussparameters eine Aussage über die Größe dieses Einflussparameters in der zur Ermittlung der Feuerleitlösung relevanten und unmittelbaren Zukunft treffen. In this context, it is particularly advantageous if the influencing parameter relevant to artillery, in particular its effect on the fire control solution, is extrapolated. By extrapolating, a statement can be made from the previous development of the at least one artillery-relevant influencing parameter about the size of this influencing parameter in the immediate and relevant future for determining the fire control solution.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird mindestens ein geographischer Störparameter zur Bestimmung einer störkonturfreien Geschossflugbahn berücksichtigt. Zu den geographischen Störparametern können neben der Topographie des Geländes, d. h. dem Höhenverlauf der Erdoberfläche ohne Vegetation und Bauwerke, auch weitere natürliche oder künstlich errichtete geographische Strukturen gehören, wie beispielsweise Vegetation oder Bauwerke. Durch die Bestimmung einer störkonturfreien Geschossflugbahn bei der Ermittlung der Feuerleitlösung kann sichergestellt werden, dass das Geschoss auf seiner Geschossflugbahn von der Waffe zum Ziel auf keine die Geschossflugbahn beeinflussende, insbesondere statische, Hindernisse trifft. In an advantageous embodiment, at least one geographical interference parameter is taken into account to determine a projectile trajectory free of interference contours. In addition to the topography of the area, i. H. the elevation of the earth's surface without vegetation and buildings, also includes other natural or artificially constructed geographical structures, such as vegetation or buildings. By determining a projectile trajectory free of interference contours when determining the fire control solution, it can be ensured that the projectile on its projectile trajectory from the weapon to the target does not encounter any obstacles that affect the projectile trajectory, in particular static obstacles.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung werden zur Bestimmung der störkonturfreien Geschossflugbahn, insbesondere ausschließlich, geographische Störparameter im Bereich der Waffenposition und im Bereich der Zielposition berücksichtigt. Auf diese Weise kann ein störungsfreier Abflugwinkel des Geschosses von der Waffe und ein störungsfreier Anflugwinkel des Geschosses an der Position des Ziels sichergestellt werden. Ferner kann bei der Bestimmung der störkonturfreien Geschossflugbahn der Abstand zwischen der Waffen position und der Zielposition, die Geschossflugzeit und/oder die Bewegungsdynamik des Ziels zusätzlich berücksichtigt werden. In an advantageous embodiment, geographical interference parameters in the area of the weapon position and in the area of the target position are taken into account, in particular exclusively, for determining the interfering contour-free projectile trajectory. In this way, a trouble-free departure angle of the projectile from the weapon and a trouble-free approach angle of the projectile at the position of the target can be ensured. Furthermore, when determining the interfering contour-free projectile trajectory, the distance between the weapon position and the target position, the projectile flight time and/or the movement dynamics of the target can also be taken into account.
In vorteilhafter Weise erfolgt eine, insbesondere kontinuierliche, Geländemodellierung zwischen der Waffenposition und der Zielposition. Durch die Geländemodellierung, welche neben der Topologie auch die im Gelände vorhandenen geographischen Störparameter beinhalten kann, kann zu jedem Zeitpunkt und für jede Waffen position auf ein die realen Gegebenheiten wiedergebendes Modell des Geländes zurückgegriffen werden. Vorzugsweise erfolgt die Geländemodellierung hochdynamisch, so dass auch bei Änderungen in der Bewegungsrichtung und Bewegungsgeschwindigkeit der Waffe und/oder des Ziels ein zuverlässiges Geländemodell bereitgestellt werden kann. Zur Geländemodellierung kann in einer Datenbank hinterlegtes Kartenmaterial einer oder mehrerer Karten genutzt werden. Die Geländemodellierung kann zwischen der im Moment der Modellierung angenommenen Waffen position als quasistatische Feuerposition während der Bewegung der Waffe und der gegenwärtigen und/oder extrapolierten Zielposition erfolgen. Durch das Inkludieren der extrapolierten Zielposition in die Geländemodellierung kann auf einfache Weise eine Störkonturfreiheit der Geschossflugbahn bestimmt werden, da der Endpunkt der Geschossflugbahn die extrapolierte Zielposition ist, an welcher sich das Ziel beim Auftreffen des Geschosses voraussichtlich befindet. Durch eine Überlagerung der berechneten Geschossflugbahn mit dem Geländemodell kann auf einfache Weise festgestellt werden, ob sich geographische Störparameter in der Geschossflugbahn befinden. Zu diesem Zweck kann überprüft werden, ob sich die berechnete Geschossflugbahn und die Oberfläche des Geländemodells in einem oder mehreren Punkten zwischen der Waffenposition und der Zielposition schneiden. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird mindestens ein Sperrparameter, insbesondere ein definierbares Sperrgebiet, berücksichtigt. Durch die Berücksichtigung mindestens eines Sperrparameters kann ein Abfeuern der Waffe, durch welches das Geschoss eine unzulässige sicherheitstechnische Bedrohung darstellen würde, verhindert werden. Auf besonders einfache Weise kann ein Sperrgebiet, in welches ein Geschoss nicht eintreten und/oder in welchem ein Geschoss nicht auftreffen darf, als Sperrparameter definiert werden. Ein solches Sperrgebiet kann beispielsweise als Bereich um eine zivilschutztechnische Anlage, ein Krankenhaus, ein eigenes Feldlager oder eigene Einheiten definiert werden. Sollte die Berücksichtigung mindestens eines Sperrparameters ergeben, dass ein Abfeuern zu einer Verletzung des Sperrparameters führen würde, so kann beispielsweise ein Feuersignal der Waffe unterbrochen werden. Ein definierbares Sperrgebiet kann im Zeitverlauf veränderlich ausgebildet sein und sich beispielsweise zusammen mit sich bewegenden eigenen Einheiten fortbewegen. In an advantageous manner, terrain modeling, in particular continuous, takes place between the weapon position and the target position. The terrain modeling, which in addition to the topology can also contain the geographical disturbance parameters present in the terrain, can be used at any time and for any weapon position on a model of the terrain that reflects the real conditions. The terrain modeling preferably takes place in a highly dynamic manner, so that a reliable terrain model can be provided even if there are changes in the direction of movement and movement speed of the weapon and/or the target. Map material stored in a database of one or more maps can be used for terrain modeling. The terrain modeling can take place between the weapon position assumed at the moment of modelling, as a quasi-static firing position during the movement of the weapon, and the current and/or extrapolated target position. By including the extrapolated target position in the terrain model, it is easy to determine whether the bullet trajectory is free of interference contours, since the end point of the bullet trajectory is the extrapolated target position at which the target is likely to be when the bullet hits. By overlaying the calculated projectile trajectory with the terrain model, it can easily be determined whether geographical interference parameters are in the projectile trajectory. For this purpose it can be checked whether the calculated projectile trajectory and the surface of the terrain model intersect at one or more points between the weapon position and the target position. In an advantageous embodiment, at least one blocking parameter, in particular a definable blocking area, is taken into account. By taking into account at least one blocking parameter, it is possible to prevent the weapon from being fired, as a result of which the projectile would pose an impermissible safety-related threat. A restricted area, into which a projectile must not enter and/or in which a projectile must not impact, can be defined as a restricted parameter in a particularly simple manner. Such a restricted area can be defined, for example, as an area around a civil defense facility, a hospital, your own field camp or your own units. If the consideration of at least one blocking parameter shows that firing would result in the blocking parameter being violated, a fire signal from the weapon can be interrupted, for example. A definable restricted area can be designed to change over time and, for example, move along with moving own units.
In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn abhängig vom Sperrparameter, insbesondere situationsbedingt und/oder zeitbedingt, keine Feuerleitlösung ausgegeben wird. Ohne Ausgabe einer Feuerleitlösung kann es nicht zu einem aufgrund der Berücksichtigung mindestens eines Sperrparameters unzulässigen Abfeuerns der Waffe kommen. Die Verhinderung der Ausgabe einer Feuerleitlösung kann abhängig vom Sperrparameter situationsbedingt und/oder zeitbedingt erfolgen, so dass beispielsweise ein Sperrparameter nur hinsichtlich eines verwendeten Munitionstyps, in einem definierten Zeitfenster, ab einem definierten Zeitpunkt oder bis zu einem definierten Zeitpunkt gültig ist. In this context, it has proven to be advantageous if, depending on the blocking parameter, no fire control solution is output, in particular as a result of the situation and/or time. Without the output of a fire control solution, the weapon cannot be fired, which is inadmissible due to the consideration of at least one blocking parameter. The output of a fire control solution can be prevented depending on the blocking parameter depending on the situation and/or time, so that, for example, a blocking parameter is only valid with regard to a type of ammunition used, in a defined time window, from a defined point in time or up to a defined point in time.
Bei einer Feuerleitanlage der eingangs genannten Art wird zur Lösung der vorstehenden Aufgabe vorgeschlagen, dass sie zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist, wodurch sich die im Zusammenhang mit den Verfahren beschriebenen Vorteile ergeben. In a fire control system of the type mentioned is proposed to solve the above task that they carry out the previously described method is set up, resulting in the advantages described in connection with the method.
Die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen Merkmale können einzeln oder in Kombination auch bei der Feuerleitanlage zur Anwendung kommen. Es ergeben sich die gleichen Vorteile, welche bereits beschrieben wurden. The features described in connection with the method can also be used individually or in combination in the fire control system. This results in the same advantages that have already been described.
Bei einem artilleristischen Waffensystem der eingangs genannten Art wird zur Lösung der vorstehenden Aufgabe vorgeschlagen, dass dieses eine Feuerleitanlage der zuvor beschriebenen Art aufweist, wodurch sich die im Zusammenhang mit dem Verfahren und der Feuerleiteranlage beschriebenen Vorteile ergeben. In an artillery weapon system of the type mentioned at the outset, it is proposed to achieve the above object that it has a fire control system of the type described above, which results in the advantages described in connection with the method and the fire control system.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das artilleristische Waffensystem einen gedämpften Waffenträger zur Reduzierung von Schwingungen während der Bewegungsdynamik auf, insbesondere zum Filtern hochfrequenter Schwingungen. Schwingungseinflüsse auf die Feuerleitlösung können durch den gedämpften Waffenträger reduziert werden, wodurch die Treffsicherheit des artilleristischen Waffensystems beim indirekten ballistischen Feuer aus der Fahrt gesteigert werden kann. According to an exemplary embodiment of the invention, the artillery weapon system has a damped weapon carrier for reducing vibrations during movement dynamics, in particular for filtering high-frequency vibrations. Vibration influences on the fire control solution can be reduced by the dampened weapon carrier, whereby the accuracy of the artillery weapon system can be increased in indirect ballistic fire while driving.
Weiter vorteilhaft ist es, wenn das Waffensystem ein hydraulisches und/ oder elektrisches Ausgleichssystem zum Ausgleich von Schwingungen der Waffe während der Fahrt aufweist. It is also advantageous if the weapon system has a hydraulic and/or electrical compensation system for compensating for vibrations of the weapon while driving.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Waffe mit einer Unbalance-kompensierten Waffenlagerung gegenüber dem Waffenträger gelagert. Durch die Unbalance-kompensierte Waffenlagerung kann die Dynamik der Richtbewegung der Waffe gesteigert und eine schnellere Bekämpfung des Ziels ermöglicht werden. Bevorzugt ist die Waffe um 360° gegenüber dem Waffenträger, insbesondere in einem Turmsystem, gelagert. Der Waffenträger kann vorteilhafterweise eine große Aufstandsfläche bieten, um durch Unebenheiten im Gelände resultierende Kippbewegungen zu reduzieren und/oder ein abstützsystemloses Feuern der Waffe in unterschiedlichen Richtungen gegenüber dem Waffenträger, insbesondere in einem horizontalen Winkelbereich von 360° um den Waffenträger herum, zu ermöglichen. In a further embodiment of the invention, the weapon is mounted with an unbalance-compensated weapon mount relative to the weapon carrier. Due to the unbalance-compensated weapon storage, the dynamics of the aiming movement of the weapon can be increased and the target can be attacked more quickly. The weapon is preferably mounted at 360° relative to the weapon carrier, in particular in a turret system. The weapon carrier can advantageously offer a large contact area in order to reduce tilting movements resulting from unevenness in the terrain and/or to allow the weapon to be fired in different directions relative to the weapon carrier without a support system, in particular in a horizontal angular range of 360° around the weapon carrier.
Weitere Einzelheiten und Vorteile eines erfindungsgemäßen Verfahrens, einer erfindungsgemäßen Feuerleitanlage sowie eines erfindungsgemäßen artilleristischen Waffensystems sollen nachfolgend anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung exemplarisch erläutert werden. Darin zeigt: Further details and advantages of a method according to the invention, a fire control system according to the invention and an artillery weapon system according to the invention will be explained below by way of example using the exemplary embodiments of the invention shown schematically in the figures. It shows:
Fig. 1 schematisch eine direktschießende Waffe in einer Aufsicht, Fig. 1 shows a schematic view of a direct-firing weapon,
Fig. 2 schematisch ein indirektes ballistisches Feuern einer artilleristischen Waffe in einer Aufsicht, 2 schematically shows indirect ballistic firing of an artillery weapon in a plan view,
Fig. 3 schematisch die Berücksichtigung von Störparametern bei der Ermittlung einer Feuerleitlösung und Fig. 3 schematically the consideration of interference parameters when determining a fire control solution and
Fig. 4 schematisch die unter Berücksichtigung eines Sperrparameters bei der Ermittlung einer Feuerleitlösung. 4 shows schematically the taking into account a blocking parameter when determining a fire control solution.
Um ein Ziel 5 mit einem ballistischen Geschoss der Waffe 2 eines Waffensystems 1 treffen zu können, ist es erforderlich, die sogenannte Feuerleitgleichung zu lösen, um so eine Feuerleitlösung zu erhalten. Bei direktschießenden Waffen 1 stellt dies auch für eine Waffe 2 auf einem sich bewegenden Waffenträger 3 keine besondere Herausforderung dar, so dass die Feu- erleitlösung auch für eine fahrende Waffe 2 bestimmt werden kann. Hierdurch erzielt die direktschießende Waffe 2 eine gute Überlebensfähigkeit, da das Schutzmoment der Eigenbewegung der Waffe 2 auch während des Schießens aufrechterhalten werden kann. Bei indirekt feuernden ballistischen Waffen 2 ist ein solches Feuern aus der Bewegung bisher jedoch nicht möglich, was sich in der Überlebensfähigkeit solcher indirekt feuernden artilleristischen Waffen 2 niederschlägt. In order to be able to hit a target 5 with a ballistic projectile of the weapon 2 of a weapon system 1, it is necessary to solve the so-called fire control equation in order to obtain a fire control solution. In the case of direct-firing weapons 1, this does not pose any particular challenge for a weapon 2 on a moving weapon carrier 3 either, so that the fire solution can also be determined for a moving weapon 2. As a result, the direct-firing weapon 2 achieves good survivability, since the protective moment of the weapon 2's own movement can be maintained even during firing. In the case of indirect-firing ballistic weapons 2, however, such firing while moving has not been possible to date, which is reflected in the survivability of such indirect-firing artillery weapons 2.
Wie in Fig. 1 gezeigt, steht zwischen einer direktschießenden Waffe 2 und dem zu treffenden Ziel 5 eine direkte Sichtlinie 7. Ohne besondere Schwierigkeiten kann die direktschießende Waffe 2 bereits entlang der direkten Sichtlinie 7 grob auf das Ziel 5 ausgerichtet werden. Zur Ermittlung der Feuerleitlösung kann von der Waffe 2 mit direkter Sichtlinie 7 zum Ziel 5 auf einfache Art und Weise die Bewegung des Ziels 5 im zieleigenen Koordinatensystem K5 direkt im Koordinatensystem K2 der Waffe 2 erfasst und zur Ermittlung der Feuerleitlösung genutzt werden. Bei einer solchen direktschießenden Waffe 2 werden die Position und die Bewegung des Ziels 5 direkt relativ zur Waffe 2 ermittelt und als solche relativen Positionen und Bewegungen auch bei der Ermittlung der Feuerleitlösung berücksichtigt. As shown in FIG. 1, there is a direct line of sight 7 between a direct-firing weapon 2 and the target 5 to be hit. To determine the fire control solution, the movement of the target 5 in the target's own coordinate system K5 can be recorded in a simple manner from the weapon 2 with a direct line of sight 7 to the target 5 directly in the coordinate system K2 of the weapon 2 and used to determine the fire control solution. With such a direct-firing weapon 2, the position and the movement of the target 5 are determined directly relative to the weapon 2 and, as such, relative positions and movements are also taken into account when determining the fire control solution.
Aufgrund der vergleichsweise geringen Abstände und der direkten Sichtlinie 7 zwischen der Waffe 2 und dem Ziel 5 beim direkten Schuss, welcher sich durch eine flache Geschossflugbahn auszeichnet, resultiert ein Fehler zwischen der von der Waffe 2 erfassten Position des Ziels 5 und der tatsächlichen Position des Ziels 5 einzig aus der Zeit, welche das Licht zur Überwindung der Strecke zwischen dem Ziel 5 und der Waffe 2 braucht. Aufgrund der vergleichsweisen kurzen Strecke und der sehr hohen Lichtgeschwindigkeit ist dieser zeitliche Versatz bei dem direkten Schießen vernachlässigbar gering. Bei dem in Fig. 2 dargestellten indirekten ballistischen Feuern kann die Feuerleitlösung hingegen nicht so einfach wie beim direkten Schießen bestimmt werden. Beim indirekten ballistischen Feuern ist der Abstand zwischen der artilleristischen Waffe 2 und dem zu treffenden Ziel 5 deutlich größer als im Fall einer direktschießenden Waffe, so dass keine direkte Sichtlinie zwischen der Waffe 2 und dem Ziel 5 besteht. Wie in der nicht maßstabsgetreuen Fig. 2 angedeutet, wird die Sichtlinie 7 der artilleristischen Waffe 2 vielmehr durch einen Störparameter 12 unterbrochen. Dieser Störparameter 12 ist in Fig. 2 als eine Geländeerhöhung angedeutet, kann aufgrund der sehr hohen Abstände aber auch bereits durch die Erdkrümmung als solche verursacht werden. Aufgrund der fehlenden direkten Sichtlinie zwischen der Waffe 2 und dem Ziel 5 können die Koordinatensysteme K2, K5 nicht mehr aufeinander bezogen werden, so dass quasi zwei unabhängige Koordinatensysteme für die Waffe 2 und für das Ziel 5 vorhanden sind. Due to the comparatively small distances and the direct line of sight 7 between the weapon 2 and the target 5 in the case of a direct shot, which is characterized by a flat projectile trajectory, there is an error between the position of the target 5 recorded by the weapon 2 and the actual position of the target 5 only from the time that the light needs to cover the distance between the target 5 and the weapon 2. Due to the comparatively short distance and the very high speed of light, this time lag is negligibly small when shooting directly. With the indirect ballistic firing shown in FIG. 2, however, the fire control solution cannot be determined as easily as with direct firing. In the case of indirect ballistic firing, the distance between the artillery weapon 2 and the target 5 to be hit is significantly greater than in the case of a direct-firing weapon, so that there is no direct line of sight between the weapon 2 and the target 5 . As indicated in FIG. 2 , which is not true to scale, the line of sight 7 of the artillery weapon 2 is rather interrupted by an interference parameter 12 . This interference parameter 12 is indicated in FIG. 2 as a terrain elevation, but due to the very large distances it can also be caused by the curvature of the earth as such. Due to the lack of a direct line of sight between the weapon 2 and the target 5, the coordinate systems K2, K5 can no longer be related to one another, so that there are virtually two independent coordinate systems for the weapon 2 and for the target 5.
Um unter diesen Bedingungen dennoch eine Feuerleitlösung ermitteln zu können, um mit der artilleristischen Waffe 2 das Ziel 5 treffen zu können, werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die sich verändernde Waffenposition P2 der Waffe 2 sowie die Zielposition P5 des Ziels 5 als geographische Positionsdaten berücksichtigt. Sowohl die Position des Ziels 5 als auch die sich während der — durch den am Waffenträger 3 angeordneten schwarzen Pfeil angedeuteten — Fahrt des Waffensystems 1 stetig verändernde Waffen position P2 werden dabei als geographische Positionen auf der Erdoberfläche angegeben. Diese Angabe kann beispielsweise gemäß den jeweiligen Längen- und Breitengraden erfolgen, so dass diese für eine Waffenposition P2 und die Zielposition P5 als geographische Positionsdaten in einem absoluten Koordinatensystem KA berücksichtigt werden, welches durch die jeweilige relative Position der Waffe 2 und des Ziels 5 zueinander nicht beeinflusst wird. Neben der Waffenposition P2 und der Zielposition P5 lassen sich dabei auch die jeweiligen Bewegungsdynamiken der Waffe 2 und des Ziels 5 bei der Bestimmung der Feuerleitlösung berücksichtigt werden. Auch die Berücksichtigung dieser Bewegungsdynamiken kann bei der Ermittlung der Feuerleitlösung in einem absoluten Koordinatensystem KA erfolgen, welches beispielsweise das gleiche Koordinatensystem sein kann, wie es bereits zur Festlegung der geographischen Positionsdaten genutzt wurde. In order to still be able to determine a fire control solution under these conditions in order to be able to hit the target 5 with the artillery weapon 2, the changing weapon position P2 of the weapon 2 and the target position P5 of the target 5 are taken into account as geographic position data in the method according to the invention. Both the position of the target 5 and the continuously changing weapon position P2 during the movement of the weapon system 1—indicated by the black arrow arranged on the weapon carrier 3—are indicated as geographic positions on the earth's surface. This information can be given, for example, according to the respective degrees of longitude and latitude, so that these are taken into account for a weapon position P2 and the target position P5 as geographic position data in an absolute coordinate system KA, which is not affected by the respective relative position of the weapon 2 and the target 5 to one another being affected. In addition to the weapon position P2 and the target position P5, the respective movement dynamics of the weapon 2 and the target 5 can also be taken into account when determining the fire control solution. These movement dynamics can also be taken into account when determining the fire control solution in an absolute coordinate system KA, which can be, for example, the same coordinate system as was already used to determine the geographic position data.
Um die Bewegungsdynamiken jedoch bei der Bestimmung der Feuerleitlösung berücksichtigen zu können, müssen diese zunächst erfasst werden. Die Bewegung des Ziels 5 erfolgt dabei im Koordinatensystem K5, während die Bewegungsdynamik der Waffe 2 im waffeneigenen Koordinatensystem K2 erfolgt. Um die Bewegungsdynamiken der Waffe 2 und des Ziels 5 jedoch in Relation zueinander erfassen zu können, um sie dann in ein Absolutkoordinatensystem KA übertragen und bei der Ermittlung der Feuerleitlösung berücksichtigen zu können, müssen die Koordinatensysteme K2 und K5 aufeinander referenziert, d. h. miteinander in Bezug gestellt werden. Dies kann über ein von der Waffe 2 unabhängiges Erfassungssystem 6 erfolgen, mit welchem das Ziel 5 erfasst werden kann. Über dieses Erfassungssystem 6 kann dann ein indirektes Referenzieren der Koordinatensysteme K2, K5 aufeinander, auch ohne bestehende direkte Sichtlinie zwischen der Waffe 2 und dem Ziel 5, erfolgen. Durch dieses indirekte Referenzieren werden beide bewegte Koordinatensysteme K2, K5 miteinander in Relation gesetzt. Auf diese Weise ist es möglich, die im Koordinatensystem K5 erfasste Bewegungsdynamik des Ziels 5 mit der indirekten Referenz zum Koordinatensystem K2 der Waffe 2 und der, beispielsweise mittels eines waffeneigen GPS-Systems, einfacher erfassbaren geographischen Position der Waffe 2 in ein Absolutkoordinatensystem KA zu transformieren. Diese in das Absolutkoordinatensystem KA transformierte Bewegungsdynamik des Ziels 5 kann dann bei der Ermittlung der Feuerleitlösung berücksichtigt werden. Da es bei der Fahrt des Waffensystems 1 im Gelände zu Schwingungen sowohl des Waffenträgers 3 als auch der Waffe 2 gegenüber dem Waffenträger 3 kommen kann, können die Einflüsse dieser Schwingungen als artillerierelevante Einflussparameter zusätzlich zu den klassischen Parametern für das Schießen aus der Bewegung, wie beispielsweise die Zielentfernung, der Wind und der Luftdruck, bei der Ermittlung der Feuerleitlösung der Waffe 2 als zusätzlich statistische Parameter berücksichtigt werden. Dabei können für den Zeitpunkt des Abfeuerns der Waffe 2 diese Schwingungseinflüsse der Waffe 2 und/oder des Waffenträgers 3 sowie auch andere artillerierelevante Einflussparameter, wie beispielsweise eine Schusszeitentwicklung, per Extrapolation vorausberechnet werden. In die Vorhersage dieser artillerierelevanten Einflussparameter und insbesondere der Schwingungseinflüsse kann neben den zeitlich zurückliegenden Werten dieser Einflussparameter auch beispielsweise ein Geländemodell einfließen, aus welchem sich Unebenheiten im Gelände und daraus resultierende Schwingungseinflüsse zusätzlich Vorhersagen lassen. However, in order to be able to take the movement dynamics into account when determining the fire control solution, they must first be recorded. The movement of the target 5 takes place in the coordinate system K5, while the movement dynamics of the weapon 2 take place in the weapon's own coordinate system K2. However, in order to be able to record the movement dynamics of the weapon 2 and the target 5 in relation to one another, in order to then be able to transfer them to an absolute coordinate system KA and take them into account when determining the fire control solution, the coordinate systems K2 and K5 must be referenced to one another, i.e. related to one another will. This can be done via a detection system 6 that is independent of the weapon 2 and with which the target 5 can be detected. This detection system 6 can then be used to refer the coordinate systems K2, K5 to one another indirectly, even if there is no direct line of sight between the weapon 2 and the target 5. This indirect referencing means that the two moving coordinate systems K2, K5 are related to one another. In this way it is possible to transform the movement dynamics of the target 5 recorded in the coordinate system K5 with the indirect reference to the coordinate system K2 of the weapon 2 and the geographic position of the weapon 2, which can be more easily recorded, for example by means of a weapon's own GPS system, into an absolute coordinate system KA . This movement dynamics of the target 5 transformed into the absolute coordinate system KA can then be taken into account when determining the fire control solution. Since the movement of the weapon system 1 in the terrain can lead to vibrations of both the weapon carrier 3 and the weapon 2 in relation to the weapon carrier 3, the influences of these vibrations can be used as artillery-relevant influencing parameters in addition to the classic parameters for shooting from the move, such as the target distance, the wind and the air pressure, when determining the fire control solution of the weapon 2, are taken into account as additional statistical parameters. At the time when the weapon 2 is fired, these vibration influences of the weapon 2 and/or the weapon carrier 3 as well as other artillery-relevant influencing parameters, such as a firing time development, can be precalculated by extrapolation. In addition to the past values of these influencing parameters, a terrain model, for example, can also be included in the prediction of these artillery-relevant influencing parameters and in particular the vibration influences, from which unevenness in the terrain and the resulting vibration influences can also be predicted.
In Fig. 3 ist das indirekte ballistische Feuern einer artilleristischen Waffe 2 eines Waffensystems 1 schematisch aus einer Seitenansicht dargestellt. In dieser ist zu erkennen, wie die Topographie des Geländes als Störparameter 12 eine direkte Sichtlinie zwischen dem Waffensystem 1 und dem Ziel 5 verhindert. Wie zudem zu erkennen ist, weist das Gelände an der Waffenposition P2 eine andere Geländehöhe als an der Zielposition P5 auf. Zur Lösung der Feuerleitgleichung werden diese unterschiedlichen absoluten Geländehöhen der Waffen position P2 und der Zielposition P5 als Absolutparameter berücksichtigt. Die absoluten Geländehöhen an der Waffenposition P2 und der Zielposition P5 können gegenüber einem absolut definierten Nullniveau, wie dem Meeresspiegel, angegeben sein und als solche beispielsweise aus Karteninformationen, welche in einem Speicher des Waffensystems 1 hinterlegt sind, anhand der geographischen Positionsdaten der Waffenposition P2 und der Zielposition P5 entnommen werden. Oberhalb des Waffensystems 1 und des Ziels 5 ist in Fig. 3 ein Erfassungssystem 6 in Form eines Satelliten dargestellt. Von der Erfassungssystemposition P6 aus kann dieses Erfassungssystem 6 sowohl das Ziel 5 an der Zielposition P5 als auch das Waffensystem 1 an der Waffenposition P2 direkt erfassen, d. h. zwischen dem Erfassungssystem 6 und dem Ziel 5 bzw. dem Waffensystem 1 besteht eine direkte Sichtlinie. In Fig. 3, the indirect ballistic firing of an artillery weapon 2 of a weapon system 1 is shown schematically from a side view. This shows how the topography of the terrain as an interference parameter 12 prevents a direct line of sight between the weapon system 1 and the target 5 . As can also be seen, the terrain at the weapon position P2 has a different terrain height than at the target position P5. To solve the fire control equation, these different absolute terrain heights of the weapon position P2 and the target position P5 are taken into account as absolute parameters. The absolute heights of the terrain at the weapon position P2 and the target position P5 can be specified in relation to an absolutely defined zero level, such as sea level, and as such, for example, from map information that is stored in a memory of the weapon system 1, using the geographic position data of the weapon position P2 and the Target position P5 can be removed. A detection system 6 in the form of a satellite is shown above the weapon system 1 and the target 5 in FIG. From the detection system position P6, this detection system 6 can directly detect both the target 5 at the target position P5 and the weapon system 1 at the weapon position P2, ie there is a direct line of sight between the detection system 6 and the target 5 or the weapon system 1.
Von der Erfassungssystemposition P6 aus kann das Erfassungssystem 6 auf diese Weise das Ziel 5 sowie dessen Bewegungsdynamik im Koordinatensystem K5 erfassen. Diese Erfassung kann beispielsweise anhand von durch das Ziel 5 reflektierter Radarstrahlung, emittierter Infrarotstrahlung oder optisch anhand des vom Ziel 5 reflektierten Lichts erfolgen. Die reflektierte Radarstrahlung, die emittierte Infrarotstrahlung oder das reflektierte Licht bildet auf diese Weise ein Erfassungssignal, welches trotz einer Ausbreitung mit Lichtgeschwindigkeit eine Zeit t1 benötigt, um die Streck zwischen dem Ziel 5 und dem Erfassungssystem 6 zu überwinden und an der Erfassungssystemposition P6 erfasst zu werden. In this way, the detection system 6 can detect the target 5 and its movement dynamics in the coordinate system K5 from the detection system position P6. This detection can take place, for example, based on radar radiation reflected by the target 5, emitted infrared radiation or optically based on the light reflected from the target 5. In this way, the reflected radar radiation, the emitted infrared radiation or the reflected light forms a detection signal which, despite propagating at the speed of light, requires a time t1 to cover the distance between the target 5 and the detection system 6 and to be detected at the detection system position P6 .
In dem Erfassungssystem 6 wird dieses Erfassungssignal verarbeitet, bevor das verarbeitete Signal eine Zeit t2 nach der Erfassung von dem Erfassungssystem 6 an das Waffensystem 1 weitergeleitet wird. Die Übertragung dieses verarbeiteten Signals vom Erfassungssystem 6 zum Waffensystem 1 benötigt wiederum eine gewisse Zeit t3. This detection signal is processed in the detection system 6 before the processed signal is forwarded from the detection system 6 to the weapon system 1 a time t2 after the detection. The transmission of this processed signal from the detection system 6 to the weapon system 1 again requires a certain time t3.
Da vom Erfassungssystem 6 aus sowohl die Waffe 2 mit dem sich an der Waffenposition P2 befindlichen Koordinatensystem K2 als auch das Ziel 5 mit dem an der Zielposition P5 befindlichen Koordinatensystem K5 erfasst werden kann, eignet sich das Erfassungssystem 6 mit seiner an der im Absolutkoordinatensystem KA bestimmbaren Erfassungssystemposition P6 und dem dortigen Koordinatensystem K6 des Erfassungssystems 6 zum indirek- ten Referenzieren der Koordinatensysteme K2 und K5. Bei diesem indirekten Referenzieren über die Erfassungssystemposition P6 kann beispielsweise zunächst das in der Zielposition P5 seinen Ursprung aufweisende Koordinatensystem K5 von der Erfassungssystemposition P6 mit dem dort ursprünglichen Koordinatensystem K6 aus referenziert werden. Anschließend kann ein Referenzieren dieser Erfassungssystemposition P6 im Koordinatensystem K2 von der Waffenposition P2 aus erfolgen. Über das an der Erfassungssystem - position P6 befindliche Koordinatensystem K6 kann auf diese Weise ein Referenzieren des Koordinatensystems K2 und des Koordinatensystems K5 an der Fahrzeugposition P2 bzw. der Zielposition P5 aufeinander erfolgen, auch ohne dass zwischen der Zielposition P5 und der Waffen position P2 eine direkte Sichtlinie bestehen muss. Since both the weapon 2 with the coordinate system K2 located at the weapon position P2 and the target 5 with the coordinate system K5 located at the target position P5 can be detected by the detection system 6, the detection system 6 is suitable with its determinable in the absolute coordinate system KA Detection system position P6 and the local coordinate system K6 of the detection system 6 for indirect ten referencing of the coordinate systems K2 and K5. In this indirect referencing via the detection system position P6, for example, the coordinate system K5 having its origin in the target position P5 can first be referenced from the detection system position P6 with the original coordinate system K6 there. This detection system position P6 can then be referenced in the coordinate system K2 from the weapon position P2. In this way, the coordinate system K2 and the coordinate system K5 at the vehicle position P2 or the target position P5 can be referenced to one another via the coordinate system K6 located at the detection system position P6, even without a direct line between the target position P5 and the weapon position P2 Line of sight must exist.
Um die Genauigkeit bei der Ermittlung der Feuerleitlösung weiter zu verbessern, werden bei der Ermittlung der Feuerleitlösung zusätzlich auch Eigenschaften des Erfassungssystems 6 berücksichtigt. Bei diesen Eigenschaften kann es sich insbesondere um die Zeit t1 zur Erfassung der Erfassungssignale des Ziels 5 durch das Erfassungssystem 6, die Zeit t3 zur Übermittlung der Erfassungssignale oder die Zeit t2 zur Verarbeitung des Erfassungssignals vom Erfassungssystem 6 handeln. In order to further improve the accuracy when determining the fire control solution, properties of the detection system 6 are also taken into account when determining the fire control solution. These properties can in particular be the time t1 for the detection system 6 to detect the detection signals of the target 5, the time t3 for the transmission of the detection signals or the time t2 for the detection system 6 to process the detection signal.
Wenngleich in Fig. 3 das Erfassungssystem 6 als ein Satellit dargestellt ist, so kann es sich bei dem Erfassungssystem 6 auch um andere bewegbare Erfassungssysteme 6, wie beispielsweise eine Drohne, ein UAV oder ein Aufklärungsflugzeug handeln. Derartig bewegliche Erfassungssysteme 6 können eine sich verändernde Erfassungssystemposition P6 aufweisen. Für derartige bewegliche Erfassungssysteme 6 kann zu den bei der Ermittlung der Feuerleitlösung zu berücksichtigten Eigenschaften des Erfassungssystems 6 auch die Bewegungsdynamik des Erfassungssystems 6 selbst zählen. Eine spezielle Herausforderung an landbasierte Waffensysteme 1 im Kontext eines indirekten Feuers aus der Bewegung besteht in der Lösung geographischer Herausforderungen, welche sich insbesondere in Form von geographischen Störparametern 12-14 widerspiegeln. Diese geographischen Störparameter 12-14 können beispielsweise die Topographie 12 des Geländes oder geographischer Strukturen sein, beispielsweise Brücken oder Gebäude als Bauwerke oder die in Fig. 3 im Bereich der Waffe 2 und im Bereich des Ziels 5 dargestellten Bäume 13, 14 als Vegetation. Um eine Beeinflussung des Geschosses während seiner ballistischen Bewegung von der Waffe 2 zum Ziel 5 zu vermeiden, muss eine Geschossflugbahn 11 gewählt werden, welche frei von Störkonturen dieser geographischen Störparameter 12-14 ist. Technisch muss das feuernde Waffensystem 1 die Störkonturfreiheit der Geschossflugbahn 11 zum Ziel 5 auf Basis von geographischem Kartenmaterial berechnen. Dies erfordert eine kontinuierliche, hochdynamische Geländemodellierung zwischen dem Waffensystem 1 an der Waffenposition P2 und dem Ziel 5 an der, insbesondere unter Beachtung der Geschossflugdauer in die Zukunft extrapolierten, Zielposition P5. Hierdurch kann zum einen ein störungsfreier Abflugwinkel A relativ zur Horizontalen an der Waffen position P2, welche im Moment des Abfeuerns des Geschosses als quasistatische Feuerposition anzusehen ist, und zum anderen ein störungsfreier Anflugwinkel B auf die, insbesondere unter Berücksichtigung der Geschossflugzeit errechnete extrapolierte, Zielposition P5 sichergestellt werden. Although the detection system 6 is shown as a satellite in FIG. 3, the detection system 6 can also be other movable detection systems 6, such as a drone, a UAV or a reconnaissance aircraft. Such movable detection systems 6 can have a changing detection system position P6. For mobile detection systems 6 of this type, the properties of the detection system 6 to be taken into account when determining the fire control solution can also include the movement dynamics of the detection system 6 itself. A special challenge for land-based weapon systems 1 in the context of indirect fire from the movement consists in solving geographic challenges, which are reflected in particular in the form of geographic interference parameters 12-14. These geographical interference parameters 12-14 can be, for example, the topography 12 of the terrain or geographical structures, for example bridges or buildings as structures or the trees 13, 14 shown in FIG. 3 in the area of the weapon 2 and in the area of the target 5 as vegetation. In order to avoid influencing the projectile during its ballistic movement from the weapon 2 to the target 5, a projectile trajectory 11 must be selected which is free from interference contours of these geographical interference parameters 12-14. Technically, the firing weapon system 1 has to calculate the freedom from interference contours of the projectile trajectory 11 to the target 5 on the basis of geographical map material. This requires continuous, highly dynamic terrain modeling between the weapon system 1 at the weapon position P2 and the target 5 at the target position P5, which is extrapolated into the future, particularly taking into account the projectile flight duration. As a result, on the one hand an interference-free departure angle A relative to the horizontal at the weapon position P2, which is to be regarded as the quasi-static firing position at the moment the projectile is fired, and on the other hand an interference-free approach angle B to the extrapolated target position P5, calculated in particular taking into account the projectile flight time be ensured.
In Fig. 3 ist lediglich die Geschossflugbahn 11 störkonturfrei. Die einen kleineren Abflugwinkel A aufweisende Geschossflugbahn 8 würde sich hingegen bereits im Bereich der Waffe 2 mit der als Baum dargestellten Störkontur 13 schneiden, so dass ein Geschoss auf dieser Geschossflugbahn 8 durch die Störkontur 13 gestört würde. Die Geschossflugbahn 9 schneidet sich mit dem Geländeverlauf als Störparameter 12, so dass das Geschoss auf dieser Geschossflugbahn 9 nicht das Ziel 5 erreichen, sondern zuvor in der Geländeerhöhung einschlagen würde. Auch die Geschossflugbahn 10 schneidet einen als Baum ausgebildeten Störparameter 14, wodurch der Anflugwinkel B des Geschosses gestört wäre. Von den für unterschiedliche Feuerleitlösungen berechneten und in Fig. 3 dargestellten Geschossflugbahnen 8 bis 11 wäre unter Berücksichtigung der geographischen Störparameter 12 bis 14 somit lediglich die Geschossflugbahn 11 störkonturfrei und würde sich somit zum Treffen des Ziels 5 im indirekten ballistischen Feuer eignen. In FIG. 3, only the bullet trajectory 11 is free of interfering contours. On the other hand, the projectile trajectory 8 having a smaller departure angle A would already intersect in the area of the weapon 2 with the interfering contour 13 shown as a tree, so that a projectile on this projectile trajectory 8 would be disturbed by the interfering contour 13 . The projectile trajectory 9 intersects with the course of the terrain as a disturbance parameter 12, so that the projectile on this projectile trajectory 9 does not reach the target 5, but previously in the elevation of the terrain would hit. The projectile trajectory 10 also intersects an interference parameter 14 in the form of a tree, as a result of which the approach angle B of the projectile would be disturbed. Of the projectile trajectories 8 to 11 calculated for different fire control solutions and shown in FIG. 3, taking into account the geographic interference parameters 12 to 14, only the projectile trajectory 11 would be free of interference contours and would therefore be suitable for hitting the target 5 in indirect ballistic fire.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Abwandlung ist neben dem als Satellit ausgebildeten Erfassungssystem 6 ein weiteres Erfassungssystem 6 an der Erfassungsposition P6 vorgesehen, bei welchem es sich beispielsweise um einen ortsfesten Beobachtungsposten handeln kann, von welchem aus das Ziel 5 an der Zielposition P5 erfassbar ist. Von diesem terrestrischen Beobachtungsposten als Erfassungssystem 6 aus kann die Bewegungsdynamik des Ziels 5, welches sich auf einer Straße 17 fortbewegt, erfasst werden. In the modification shown in Fig. 4, in addition to the detection system 6 designed as a satellite, a further detection system 6 is provided at the detection position P6, which can be, for example, a stationary observation post from which the target 5 at the target position P5 can be detected . From this terrestrial observation post as a detection system 6, the movement dynamics of the target 5, which is moving along a road 17, can be detected.
Die relativ zur Erfassungssystemposition P6 erfasste Bewegungsdynamik des Ziels 5 kann zusammen mit der Absolutposition des Erfassungssystems 6, beispielsweise in Form von GPS- Positionen im Absolutkoordinatensystem KA, an eine Feuerleitanlage 4 des Waffensystems 1 übertragen werden. Zusammen mit der Feuerleitanlage 4 hinterlegten Kartendaten kann aus der relativen Bewegungsdynamik des Ziels 5 zusammen mit der absoluten Erfassungssystemposition P6 die Bewegungsdynamik des Ziels 5 im absoluten Koordinatensystem KA zur Berücksichtigung bei der Ermittlung der Feuerleitlösung ermittelt werden. Bei der Ermittlung der Feuerleitlösung durch die Feuerleitanlage 4 fließt dann auch die, ggf. welche im Koordinatensystem K2 erfasste und transformierte, absolute Bewegungsdynamik des Waffensystems 1 im Absolutkoordinatensystem KA ein. Wie auch die Informationen von dem bodengebundenen Erfassungssystem 6 an der Erfassungssystemposition P6 können auch die von dem als Satellit ausgebildeten Erfassungssystem 6 verarbeiteten Erfassungssignale an die Feuerleitanlage 4 des Waffensystems 1 zur Ermittlung der Feuerleitlösung weitergeleitet werden. The movement dynamics of the target 5 recorded relative to the detection system position P6 can be transmitted to a fire control system 4 of the weapon system 1 together with the absolute position of the detection system 6, for example in the form of GPS positions in the absolute coordinate system KA. Together with the map data stored in the fire control system 4, the movement dynamics of the target 5 in the absolute coordinate system KA can be determined from the relative movement dynamics of the target 5 together with the absolute detection system position P6 for consideration when determining the fire control solution. When the fire control solution is determined by the fire control system 4, the absolute movement dynamics of the weapon system 1, which may have been recorded and transformed in the coordinate system K2, then also flow into the absolute coordinate system KA. Like the information from the ground-based detection system 6 at the detection system position P6, the detection signals processed by the detection system 6 designed as a satellite can also be forwarded to the fire control system 4 of the weapon system 1 to determine the fire control solution.
Um ein zu schützendes Objekt 16, bei welchem es sich beispielsweise um ein Krankenhaus handelt, erstreckt sich als Sperrparameter ein definiertes Sperrgebiet 15. In dieses Sperrgebiet 15 darf ein Geschoss aus Sicherheitsgründen nicht eintreten und dort auch nicht auftreffen, da es ansonsten eine unzulässige sicherheitstechnische Bedrohung für das Objekt 16 darstellen würde. Um dieses Sperrgebiet 15 einzuhalten, wird dieses bei der Ermittlung der Feuerleitlösung als Sperrparameter berücksichtigt. Sollte sich das Ziel 5 weiter entlang der Straße 17 in Richtung des zu schützenden Objekts 16 fortbewegen, so dass es in das Sperrgebiet 15 eintritt, so würde bei der Ermittlung der Feuerleitlösung so lange keine Feuerleitlösung ausgegeben werden, wie sich das Ziel 5 im Sperrgebiet 15 aufhält, auch wenn ohne Beachtung des Sperrparameters ein Treffen des Ziels 5 möglich wäre. A defined restricted area 15 extends as a restricted parameter around an object 16 to be protected, which is a hospital, for example for the object 16 would represent. In order to comply with this restricted area 15, this is taken into account as a restricted parameter when determining the fire control solution. Should the target 5 move further along the road 17 in the direction of the object 16 to be protected, so that it enters the restricted area 15, no fire control solution would be issued when the fire control solution was determined as long as the target 5 was in the restricted area 15 stops, even if it would be possible to hit target 5 without observing the blocking parameter.
Mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Verfahrens, der Feuerleitanlage 4 sowie des artilleristischen Waffensystems 1 ist es möglich, die Überlebensfähigkeit der artilleristischen Waffe 2 und deren Bedienmannschaft, insbesondere auch während eines Feuerkampfes, bei welchem die Waffe 2 ein Ziel 5 beschießt und selbst einem Gegenfeuer ausgesetzt ist, zu erhöhen. Bezugszeichen: With the help of the method described above, the fire control system 4 and the artillery weapon system 1, it is possible to increase the survivability of the artillery weapon 2 and its operating crew, especially during a firefight in which the weapon 2 shoots at a target 5 and is itself exposed to return fire , to increase. References:
1 Waffensystem 1 weapon system
2 Waffe 2 weapon
3 Waffenträger 3 weapon carriers
4 Feuerleitanlage 4 fire control system
5 Ziel 5 goal
6 Erfassungssystem 6 detection system
7 Sichtlinie 7 line of sight
8-11 Geschossflugbahn 8-11 bullet trajectory
12-14 Störparameter 12-14 Disturbance Parameters
15 Sperrgebiet 15 restricted area
16 Objekt 16 object
17 Straße 17 street
A Abflugwinkel A Departure angle
B Anflugwinkel B Approach Angle
KA AbsolutkoordinatensystemKA absolute coordinate system
K2 Koordinatensystem K2 coordinate system
K5 Koordinatensystem K5 coordinate system
K6 Koordinatensystem K6 coordinate system
P2 Waffen position P2 weapon position
P5 Zielposition P5 target position
P6 Erfassungssystemposition t1 Zeit t2 Zeit t3 Zeit P6 detection system position t1 time t2 time t3 time

Claims

26 Patentansprüche: 26 patent claims:
1 . Verfahren zur Ermittlung einer Feuerleitlösung einer artilleristischen Waffe (2) im indirekten ballistischen Feuer zum Treffen eines Ziels (5), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine sich verändernde Waffenposition (P2) der Waffe (2) und eine Zielposition (P5) des Ziels (5) als geographische Positionsdaten berücksichtigt werden. 1 . Method for determining a fire control solution of an artillery weapon (2) in indirect ballistic fire for hitting a target (5), da th r u r c e n d e n c h n e t that a changing weapon position (P2) of the weapon (2) and a target position (P5) of the target (5) as geographical position data are taken into account.
2. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein von der relativen Position und/oder der relativen Lage der Waffe (2) und des Ziels (5) unabhängiger Absolutparameter berücksichtigt wird. 2. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the relative position and / or the relative position of the weapon (2) and the target (5) independent absolute parameter is taken into account.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Absolutparameter eine absolute Geländehöhe der Waffen position (P2), eine absolute Geländehöhe der Zielposition (P5), eine absolute Zeit und/oder ein absoluter Systemparameter der Waffe (2) berücksichtigt wird. 3. The method according to claim 2, characterized in that an absolute terrain height of the weapon position (P2), an absolute terrain height of the target position (P5), an absolute time and/or an absolute system parameter of the weapon (2) is taken into account as an absolute parameter.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegungsdynamik der Waffe (2) und eine Bewegungsdynamik des Ziels (5), insbesondere in absoluten Koordinaten (KA), berücksichtigt werden. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a movement dynamics of the weapon (2) and a movement dynamics of the target (5), in particular in absolute coordinates (KA), are taken into account.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsdynamiken in indirekt referenzierten Koordinatensystemen (K2, K5) erfasst werden. 5. The method according to claim 4, characterized in that the movement dynamics are recorded in indirectly referenced coordinate systems (K2, K5).
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Erfassungssystem (6) zur Erfassung des Ziels (5) verwendet wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a detection system (6) for detecting the target (5) is used.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine absolute Erfassungssystemposition (P6) des Erfassungssystems (6) beim indirekten Referenzieren der Koordinatensysteme (K2, K5) genutzt wird. 7. The method according to claim 6, characterized in that an absolute detection system position (P6) of the detection system (6) is used for indirect referencing of the coordinate systems (K2, K5).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaften des Erfassungssystems (6) berücksichtigt werden. 8. The method according to any one of claims 6 or 7, characterized in that the properties of the detection system (6) are taken into account.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein artillerierelevanter Einflussparameter, insbesondere Schwingungseinflüsse der Waffe (2), Schwingungseinflüsse eines Waffenträgers (3) und/oder eine Schusszeitentwicklung, berücksichtigt wird. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one artillery-relevant influencing parameter, in particular vibrational influences of the weapon (2), vibrational influences of a weapon carrier (3) and/or a firing time development, is taken into account.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der artillerierelevante Einflussparameter, insbesondere dessen Auswirkung auf die Feuerleitlösung, extrapoliert wird. 10. The method according to claim 9, characterized in that the artillery-relevant influencing parameter, in particular its effect on the fire control solution, is extrapolated.
11 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein geographischer Störparameter (12, 13, 14) zur Bestimmung einer störkonturfreien Geschossflugbahn (11 ) berücksichtigt wird. 11 . Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one geographical interference parameter (12, 13, 14) is taken into account for determining a projectile trajectory (11) free of interference contours.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine, insbesondere kontinuierliche, Geländemodellierung zwischen der Waffenposition (P2) und der Zielposition (P5) erfolgt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sperrparameter, insbesondere ein definierbares Sperrgebiet (15), berücksichtigt wird. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig vom Sperrparameter, insbesondere situationsbedingt und/oder zeitbedingt, keine Feuerleitlösung ausgegeben wird. Feuerleitanlage zur Ermittlung einer Feuerleitlösung einer artilleristischen Waffe (2) im indirekten ballistischen Feuer zum Treffen eines Ziels (5), dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist. Artilleristisches Waffensystem mit einer artilleristischen Waffe (2) zur Bekämpfung eines Zieles (5) im indirekten ballistischen Feuer, gekennzeichnet durch eine Feuerleitanlage (4) nach Anspruch 15. Artilleristisches Waffensystem nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch einen gedämpften Waffenträger (3) zur Reduzierung von Schwingungen während der Bewegungsdynamik, insbesondere zum Filtern hochfrequenter Schwingungen. 12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a, in particular continuous, terrain modeling between the weapon position (P2) and the target position (P5) he follows. Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one blocking parameter, in particular a definable blocking area (15), is taken into account. Method according to Claim 13, characterized in that no fire control solution is output as a function of the blocking parameter, in particular as a result of the situation and/or as a function of time. Fire control system for determining a fire control solution for an artillery weapon (2) in indirect ballistic fire to hit a target (5), characterized in that it is set up to carry out the method according to one of the preceding claims. Artillery weapon system with an artillery weapon (2) for combating a target (5) in indirect ballistic fire, characterized by a fire control system (4) according to Claim 15. Artillery weapon system according to Claim 16, characterized by a damped weapon carrier (3) for reducing vibrations during movement dynamics, especially for filtering high-frequency vibrations.
EP21799175.1A 2020-10-19 2021-10-06 Determination of a fire guidance solution of an artillery weapon Pending EP4229352A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020127430.0A DE102020127430A1 (en) 2020-10-19 2020-10-19 Determination of a fire control solution of an artillery weapon
PCT/DE2021/100806 WO2022083822A1 (en) 2020-10-19 2021-10-06 Determination of a fire guidance solution of an artillery weapon

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4229352A1 true EP4229352A1 (en) 2023-08-23

Family

ID=78414129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP21799175.1A Pending EP4229352A1 (en) 2020-10-19 2021-10-06 Determination of a fire guidance solution of an artillery weapon

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20230392899A1 (en)
EP (1) EP4229352A1 (en)
KR (1) KR20230106595A (en)
AU (1) AU2021366077A1 (en)
CA (1) CA3193896A1 (en)
DE (1) DE102020127430A1 (en)
IL (1) IL301614A (en)
WO (1) WO2022083822A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230204326A1 (en) * 2021-12-23 2023-06-29 Raytheon Company Generation and application of autonomously-created three-dimensional safety offset bounding surfaces from three-dimensional virtual maps around points of interest

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4949089A (en) 1989-08-24 1990-08-14 General Dynamics Corporation Portable target locator system
ES2248442T3 (en) * 2001-10-12 2006-03-16 Oerlikon Contraves Ag PROCEDURE AND INSTRUMENT TO POINT A GUN OF A GUN AND USE OF THE INSTRUMENT.
US7440610B1 (en) 2004-01-28 2008-10-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Apparatus and method for image based coordinate determination
US7518713B2 (en) * 2005-11-08 2009-04-14 Honeywell International Inc. Passive-optical locator
US8833231B1 (en) 2012-01-22 2014-09-16 Raytheon Company Unmanned range-programmable airburst weapon system for automated tracking and prosecution of close-in targets
FR2989775B1 (en) 2012-04-20 2014-06-06 Thales Sa METHOD FOR DETERMINING ARTILLERY FIRE CORRECTIONS
SG10201800839QA (en) * 2013-10-31 2018-03-28 Aerovironment Inc Interactive weapon targeting system displaying remote sensed image of target area
US9886040B1 (en) * 2014-09-24 2018-02-06 Rockwell Collins, Inc. System and method for platform alignment, navigation or targeting
US20170328680A1 (en) 2016-05-11 2017-11-16 Rivada Research, Llc Method and System for Using Enhanced Location-Based Information to Guide Munitions
US11460270B1 (en) * 2021-11-23 2022-10-04 George Carter System and method utilizing a smart camera to locate enemy and friendly forces

Also Published As

Publication number Publication date
DE102020127430A1 (en) 2022-04-21
WO2022083822A1 (en) 2022-04-28
AU2021366077A1 (en) 2023-04-06
US20230392899A1 (en) 2023-12-07
IL301614A (en) 2023-05-01
CA3193896A1 (en) 2022-04-28
KR20230106595A (en) 2023-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1304539B1 (en) Method and device for aiming a gun barrel and use of the device
DE69829776T2 (en) SYSTEM AND METHOD FOR SIMULATING THE EFFECT OF FLAT-COVERING WEAPONS
DE102005007910A1 (en) Firearm for long flight duration projectiles has fire guidance system with target data acquisition and adjusters for sight tube on weapon
DE19828644C2 (en) Process for remote control of ground-based and / or ground-based targets
DE602004010880T2 (en) System and method for weapon effect simulation
EP1314949B1 (en) Method and device for assessing the aiming errors of a weapon system and use of the device
EP4229352A1 (en) Determination of a fire guidance solution of an artillery weapon
DE3531596C2 (en) Procedure for fighting a target with a gun
EP0411073A1 (en) Process and device for improving the accuracy of aim
EP0547391A1 (en) Method for increasing the success probability for an anti-aircraft defence system using remote-controlled scattering projectiles
EP1983294B1 (en) Method and device for combating a launching position of an attack munition
EP1314950B1 (en) Method and device for assessing the aiming errors of a weapon system and use of the device
DE3013405A1 (en) METHOD FOR AVOIDING MESSAGE FROM LAUNCHERS FOR BALLISTIC missiles
EP1166029B2 (en) Method for simulating a battlefield
DE1951622A1 (en) Arrangement for simulating firing paths
DE10254786A1 (en) Integration of a large caliber gun on a ship
DE3536328A1 (en) Foreign body defence system
DE3411439C1 (en) Release method for guided missiles
DE102013111644A1 (en) Method for controlling a directable weapon of a vehicle during firing exercises
DE2932428C2 (en) Method of combating ground targets by end-phase guided missiles
WO2000057123A1 (en) Shooting simulation method
EP3367046A1 (en) Method for determining the munition requirements of a weapon system
DE19806911C2 (en) Procedure for monitoring the alignment of an artillery weapon
EP3377840B1 (en) Remotely controllable weapon station and method for operating a remotely controllable weapon station
EP4261491A1 (en) Method for steering an interception missile

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20230418

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20240228