JP4085816B2

JP4085816B2 - Flying object guidance system, flying object and guidance control device

Info

Publication number: JP4085816B2
Application number: JP2003004024A
Authority: JP
Inventors: 基秀東山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-01-10
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2008-05-14
Anticipated expiration: 2023-01-10
Also published as: JP2004218869A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、目標に向かって飛しょうする飛しょう体に搭載された誘導演算部と、地上・車両・艦船・航空機等に搭載された誘導管制装置との間で情報の授受を行う飛しょう体誘導システム、および飛しょう体、および誘導管制装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の飛しょう体の誘導システムは、飛しょう体に搭載された追尾装置により目標と飛しょう体との相対速度、相対角速度の目標情報が得て、誘導演算部にて航法定数を乗ずることにより加速度指令を算出し、加速度指令に基づきオートパイロットにより飛しょう体の運動を制御し、目標に向けて誘導する。加速度指令に含まれる各種の誤差が、目標への誘導精度に大きく関わるため、この各種誤差を低減し、より最適な加速度指令の算出方式を得る様々な提案がなされている。一例として、加速度指令の算出にファジー推論を適用した従来技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２３６４００号公報（第７−９頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
飛しょう体は推進装置により飛しょう初期に加速し、中期〜後期にかけては滑空するため、比例航法を用いる飛しょう体は、飛しょう速度に起因する、目標と飛しょう体との相対速度の変化の、加速度指令に対する誤差が生じる。飛しょう体の推進装置の発生する加速度が大きくなればなるほど、従来のファジー推論を用いた方式では、種種の目標運動および会合点にそれぞれ応じた関数を持つ必要があり、構成が複雑となるため、簡易な構成を実現する必要がある。
この発明は、係る課題を解決するために成されたものであり、飛しょう体の飛しょう速度に起因する加速度指令に対する影響を簡易に補正し、誘導誤差を低減し、目標に対し会合することができるようにしたことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に関わる飛しょう体誘導システムは、目標を追尾し情報を得る追尾装置と、追尾装置からの情報および誘導管制装置からの会合点情報を処理して目標に向かって飛しょうするための加速度指令を算出する誘導演算部と、飛しょう体の運動情報を得る慣性装置と、加速度指令を処理して飛しょう体の運動を制御するオートパイロットと、地上・車両・艦船・航空機等に搭載された誘導管制装置との間で情報を授受する送受信アンテナと、誘導演算部で処理した目標情報および慣性装置で処理した飛しょう体運動情報を送受信アンテナから送信する送信部と、誘導管制装置から送信された会合点情報を送受信アンテナで受信する受信部とを備えた飛しょう体と、飛しょう体との間で情報を授受する送受信アンテナと、飛しょう体から送信された目標情報および飛しょう体運動情報を上記送受信アンテナで受信する受信部と、飛しょう体からの情報に基づき会合点情報を算出する誘導管制演算部と、誘導管制演算部で算出された会合点情報を上記送受信アンテナから送信する送信部とを備えた誘導管制装置とを備え、飛しょう体は、追尾装置からの情報と、慣性装置からの情報と、誘導管制装置からの情報により、目標に向かって飛しょうするための加速度指令を算出する誘導演算部を有したものである。
【０００６】
この発明に関わる飛しょう体は、目標を追尾し情報を得る追尾装置と、追尾装置からの情報および誘導管制装置からの会合点情報を処理して目標に向かって飛しょうするための加速度指令を算出する誘導演算部と、飛しょう体の運動情報を得る慣性装置と、加速度指令を処理して飛しょう体の運動を制御するオートパイロットと、地上・車両・艦船・航空機等に搭載された誘導管制装置との間で情報を授受する送受信アンテナと、誘導演算部で処理した目標情報および慣性装置で処理した飛しょう体運動情報を上記送受信アンテナから送信する送信部と、誘導管制装置から送信された会合点情報を送受信アンテナで受信する受信部とを備えたものである。
【０００７】
この発明に関わる誘導管制装置は、飛しょう体との間で情報を授受する送受信アンテナと、飛しょう体から送信された目標情報および飛しょう体運動情報を上記送受信アンテナで受信する受信部と、飛しょう体からの情報に基づき会合点情報を算出する誘導管制演算部と、誘導管制演算部で算出された会合点情報を送受信アンテナから送信する送信部とを備えたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図を用いてこの発明に関わる実施の形態１について説明する。
図１は実施の形態１による飛しょう体誘導システムの構成を示している。飛しょう体１の動作を以下に説明する。飛しょう体１に備えられた追尾装置３は、目標１５を追尾し、飛しょう体１と目標１５との相対速度、相対距離、相対角度、相対角速度を観測・算出し、誘導演算部２に出力する。慣性装置４は飛しょう体１の位置、速度、加速度、姿勢角、姿勢角速度を観測・算出し誘導演算部２に出力する。受信部７は送受信アンテナ８で受信した誘導慣性装置１０からの情報を受信し、誘導演算部２に出力する。誘導演算部２は追尾装置３、慣性装置４、および受信部７からの情報入力により、加速度指令を算出しオートパイロット５に出力し、また目標情報および飛しょう体情報を送信部６に出力する。オートパイロット５は誘導演算部２からの加速度指令により、飛しょう体の運動を制御する。送信部６は誘導演算部２からの情報入力を送受信アンテナ８により、誘導管制装置１０に向けて放射する。飛しょう体１は推進装置９により推力を得、オートパイロット５により運動を制御し、目標１５に向けて誘導飛しょうを行う。
【０００９】
誘導管制装置１０の動作を以下に説明する。
誘導管制装置１０に備えられた受信部１３は送受信アンテナ１４で受信した飛しょう体１からの目標情報および飛しょう体情報を誘導管制演算部１１に出力する。誘導管制演算部１１は目標情報および飛しょう体情報から、飛しょう体１と目標１５の会合点および会合点到達時間の会合点情報を算出し、送信部１２に出力する。送信部１２は会合点情報を送受信アンテナ８により飛しょう体１に向けて放射する。
【００１０】
図２は誘導管制装置に備えた誘導管制演算部の構成を示している。
誘導管制演算部１１は、射表１９（あらかじめ算出しておいた飛しょう履歴に基づく、到達点と対応する時間の表）と、受信部１３からの目標情報（位置、速度、加速度）および飛しょう体情報（位置、速度、加速度）を用い、会合点・到達時間演算部２０において会合点および会合点到達時間を算出し、送信部１２に出力する。
【００１１】
図３は飛しょう体に備えた誘導演算部の構成を示している。
追尾装置３からの、飛しょう体１と目標１５との相対速度、相対距離、相対角度、相対角速度の算出出力と、慣性装置４からの飛しょう体１の位置、速度、加速度、姿勢角、姿勢角速度を用い、誘導演算部２に備えた目標情報処理部１６において、目標の位置、速度、加速度を算出し、飛しょう体の位置、速度、加速度、姿勢角、姿勢角速度と合わせて、送信部６に出力し、誘導管制装置１０に対し送信する。
【００１２】
平均速度演算部１８において、誘導管制装置１０からの会合点と会合点到達時間を受信部７から入力し、会合点までの移動距離を算出し、移動距離を会合点到達時間で割ることにより平均速度を算出し、加速度指令演算部１７に出力する。加速度指令演算部１７において、平均速度演算部１８からの平均速度と、目標情報処理部１６からの目標相対角速度と、加速度指令演算部１７において設定する航法定数を乗じ、比例航法による加速度指令を算出し、オートパイロット５に出力する。
【００１３】
【発明の効果】
この発明によれば、射表に基づきあらかじめ算出した飛しょう履歴を用いた会合点により平均速度を算出し、この平均速度を用い比例航法による加速度指令を算出し、飛しょう体の運動を制御するため、飛しょう速度に起因する誘導誤差を排除し、目標に対しより高い精度で会合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態による飛しょう体誘導システムを説明するための図である。
【図２】この発明の実施の形態による誘導管制装置に備えた誘導管制演算部を説明するための図である。
【図３】この発明の実施の形態による飛しょう体に備えた誘導演算部を説明するための図である。
【符号の説明】
１飛しょう体、２誘導演算部、３追尾装置、４慣性装置、５オートパイロット、６送信部、７受信部、８送受信アンテナ、９推進装置、１０誘導管制装置、１１誘導管制演算部、１２送信部、１３受信部、１４送受信アンテナ、１５目標、１６目標情報処理部、１７加速度指令演算部、１８平均速度演算部、１９射表、２０会合点・到達時間演算部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flying body that exchanges information between a guidance calculation unit mounted on a flying body flying toward a target and a guidance control device mounted on the ground, a vehicle, a ship, an aircraft, etc. The present invention relates to a guidance system, a flying object, and a guidance control device.
[0002]
[Prior art]
The conventional flying object guidance system obtains target information on the relative speed and relative angular velocity between the target and the flying object by the tracking device mounted on the flying object, and multiplies the navigation constant by the guidance calculation unit. The acceleration command is calculated, and the flying pilot's movement is controlled by the autopilot based on the acceleration command, and the vehicle is guided toward the target. Since various errors included in the acceleration command greatly affect the accuracy of guidance to the target, various proposals have been made to reduce these various errors and obtain a more optimal acceleration command calculation method. As an example, a conventional technique in which fuzzy inference is applied to calculation of an acceleration command is known (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-236400 (page 7-9, FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The flying object is accelerated by the propulsion device in the early stage of the flight, and glides from the middle to the later stage, so the flying object using proportional navigation changes the relative speed between the target and the flying object due to the flying speed. An error occurs with respect to the acceleration command. As the acceleration generated by the propulsion device of the flying object increases, the conventional method using fuzzy reasoning needs to have functions corresponding to various target motions and meeting points, and the configuration becomes more complicated. It is necessary to realize a simple configuration.
The present invention has been made to solve such a problem, and easily corrects the influence on the acceleration command due to the flying speed of the flying object, reduces the guidance error, and meets the target. It aims to be able to.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The flying object guidance system according to the present invention includes a tracking device for tracking a target to obtain information, and an acceleration for processing the information from the tracking device and the meeting point information from the guidance control device to fly toward the target. Installed in the guidance calculation unit that calculates the command, the inertial device that obtains the movement information of the flying object, the autopilot that processes the acceleration command and controls the movement of the flying object, and on the ground, vehicles, ships, aircraft, etc. Transmitting and receiving antennas for transmitting and receiving information to and from the guidance control device, transmission information for transmitting target information processed by the guidance calculation unit and flying object motion information processed by the inertial device from the transmission and reception antennas, and transmission from the guidance control device A flying object equipped with a receiving unit for receiving the meeting point information received by the transmission / reception antenna, a transmission / reception antenna for transmitting / receiving information to / from the flying object, and transmission from the flying object A receiving unit for the target information and the flying object motion information received by the receiving antenna, and the guidance-control computing unit for calculating the association point information based on the information from the flying object, associated calculated by the guidance-control computing unit And a guidance control device including a transmission unit that transmits point information from the transmission / reception antenna, and the flying object is a target based on information from the tracking device, information from the inertia device, and information from the guidance control device. It has a guidance calculation part which calculates an acceleration command for flying toward.
[0006]
The flying object according to the present invention tracks a target and obtains information, and an acceleration command for processing the information from the tracking apparatus and the meeting point information from the guidance control apparatus to fly toward the target. Guidance calculation unit to calculate, inertial device to obtain flying body motion information, autopilot to process the flying body by processing acceleration commands, and guidance mounted on the ground, vehicles, ships, aircraft, etc. A transmission / reception antenna that transmits / receives information to / from the control device, a target information processed by the guidance calculation unit and a flying object motion information processed by the inertial device are transmitted from the transmission / reception antenna, and transmitted from the guidance control device. And a receiving unit that receives the meeting point information with a transmission / reception antenna.
[0007]
A guidance control apparatus according to the present invention includes a transmission / reception antenna that transmits and receives information to and from a flying object, a receiving unit that receives target information and flying object movement information transmitted from the flying object by the transmission and reception antenna, A guidance control calculation unit that calculates meeting point information based on information from the flying object, and a transmission unit that transmits the meeting point information calculated by the guidance control calculation unit from a transmission / reception antenna.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, Embodiment 1 according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the configuration of a flying object guidance system according to the first embodiment. The operation of the flying object 1 will be described below. The tracking device 3 provided in the flying object 1 tracks the target 15, observes and calculates the relative speed, relative distance, relative angle, and relative angular speed between the flying object 1 and the target 15, and sends it to the guidance calculation unit 2. Output. The inertial device 4 observes and calculates the position, velocity, acceleration, posture angle and posture angular velocity of the flying object 1 and outputs them to the guidance calculation unit 2. The receiving unit 7 receives the information from the induction inertia device 10 received by the transmission / reception antenna 8 and outputs the information to the induction calculation unit 2. The guidance calculation unit 2 calculates an acceleration command based on information input from the tracking device 3, the inertial device 4, and the reception unit 7, outputs the acceleration command to the autopilot 5, and outputs target information and flying object information to the transmission unit 6. . The autopilot 5 controls the movement of the flying object according to the acceleration command from the guidance calculation unit 2. The transmission unit 6 radiates the information input from the guidance calculation unit 2 toward the guidance control device 10 through the transmission / reception antenna 8. The flying body 1 obtains thrust by the propulsion device 9, controls movement by the autopilot 5, and performs guided flying toward the target 15.
[0009]
The operation of the guidance control device 10 will be described below.
The receiving unit 13 provided in the guidance control device 10 outputs the target information and flying object information from the flying object 1 received by the transmission / reception antenna 14 to the guiding control calculation part 11. The guidance control calculation unit 11 calculates the meeting point information of the meeting point of the flying object 1 and the target 15 and the meeting point arrival time from the target information and the flying object information, and outputs them to the transmitting unit 12. The transmission unit 12 radiates meeting point information toward the flying object 1 by the transmission / reception antenna 8.
[0010]
FIG. 2 shows a configuration of a guide control calculation unit provided in the guide control device.
The guidance control calculation unit 11 includes a surface 19 (a table of time corresponding to the arrival point based on the flight history calculated in advance), target information (position, speed, acceleration) and flight from the reception unit 13. Using the glaze information (position, velocity, acceleration), the meeting point / arrival time calculation unit 20 calculates the meeting point and the meeting point arrival time, and outputs them to the transmission unit 12.
[0011]
FIG. 3 shows the configuration of the guidance calculation unit provided in the flying object.
The calculation output of the relative speed, relative distance, relative angle, and relative angular velocity between the flying object 1 and the target 15 from the tracking device 3, and the position, speed, acceleration, posture angle of the flying object 1 from the inertial device 4, Using the posture angular velocity, the target information processing unit 16 provided in the guidance calculation unit 2 calculates the target position, velocity, and acceleration, and sends it together with the flying object position, velocity, acceleration, posture angle, posture angular velocity. The data is output to the unit 6 and transmitted to the guidance control device 10.
[0012]
In the average speed calculation unit 18, the meeting point from the guidance control device 10 and the meeting point arrival time are input from the receiving unit 7, the moving distance to the meeting point is calculated, and the moving distance is divided by the meeting point arrival time. The speed is calculated and output to the acceleration command calculation unit 17. The acceleration command calculation unit 17 multiplies the average speed from the average speed calculation unit 18, the target relative angular velocity from the target information processing unit 16, and the navigation constant set in the acceleration command calculation unit 17 to calculate an acceleration command by proportional navigation. And output to the autopilot 5.
[0013]
【The invention's effect】
According to the present invention, the average speed is calculated from the meeting point using the flying history calculated in advance based on the surface, the acceleration command by proportional navigation is calculated using the average speed, and the movement of the flying object is controlled. Therefore, it is possible to eliminate the induction error caused by the flying speed and to meet the target with higher accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a flying object guidance system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a guide control calculation unit provided in the guide control device according to the embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a diagram for explaining a guidance calculation unit provided in the flying object according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flying object, 2 Guidance calculating part, 3 Tracking apparatus, 4 Inertial apparatus, 5 Autopilot, 6 Transmitting part, 7 Receiving part, 8 Transmission / reception antenna, 9 Propulsion apparatus, 10 Guidance control apparatus, 11 Guidance control calculating part, 12 Transmitter, 13 Receiver, 14 Transmission / reception antenna, 15 Target, 16 Target information processing unit, 17 Acceleration command calculation unit, 18 Average speed calculation unit, 19 Shooting table, 20 Meeting point / arrival time calculation unit

Claims

目標を追尾し情報を得る追尾装置と、追尾装置からの情報および誘導管制装置からの会合点情報を処理して目標に向かって飛しょうするための加速度指令を算出する誘導演算部と、飛しょう体の運動情報を得る慣性装置と、加速度指令を処理して飛しょう体の運動を制御するオートパイロットと、地上・車両・艦船・航空機等に搭載された誘導管制装置との間で情報を授受する送受信アンテナと、上記誘導演算部で処理した目標情報および上記慣性装置で処理した飛しょう体運動情報を上記送受信アンテナから送信する送信部と、誘導管制装置から送信された会合点情報を上記送受信アンテナで受信する受信部と、を備えた飛しょう体と、飛しょう体との間で情報を授受する送受信アンテナと、飛しょう体から送信された目標情報および飛しょう体運動情報を上記送受信アンテナで受信する受信部と、飛しょう体からの情報に基づき会合点情報を算出する誘導管制演算部と、上記誘導管制演算部で算出された会合点情報を上記送受信アンテナから送信する送信部と、を備えた誘導管制装置とを備え、
上記飛しょう体は、上記追尾装置からの情報と、上記慣性装置からの情報と、上記誘導管制装置からの情報により、目標に向かって飛しょうするための加速度指令を算出する誘導演算部を有したことを特徴とする飛しょう体誘導システム。A tracking device that tracks the target and obtains information, a guidance calculation unit that calculates the acceleration command for processing the information from the tracking device and the meeting point information from the guidance control device and flying toward the target, and flying Information is exchanged between an inertial device that obtains body motion information, an autopilot that controls the motion of the flying object by processing acceleration commands, and a guidance control device mounted on the ground, vehicles, ships, aircraft, etc. Transmitting / receiving antenna, target information processed by the guidance calculation unit and flying body motion information processed by the inertial device from the transmission / reception antenna, and meeting point information transmitted from the guidance control device A flying body equipped with a receiving unit for receiving by an antenna, a transmission / reception antenna for transferring information between the flying body, target information transmitted from the flying body, and flying A receiver for receiving a power sale body motion information above transmitting and receiving antennas, and the guidance-control computing unit for calculating the association point information based on the information from the flying object, the transmitting and receiving meeting point information calculated by the guidance-control computing unit A transmission unit that transmits from an antenna, and a guidance control device including
The flying object has a guidance calculation unit that calculates an acceleration command for flying toward a target based on information from the tracking device, information from the inertial device, and information from the guidance control device. A flying body guidance system characterized by that.

目標を追尾し情報を得る追尾装置と、追尾装置からの情報および誘導管制装置からの会合点情報を処理して目標に向かって飛しょうするための加速度指令を算出する誘導演算部と、飛しょう体の運動情報を得る慣性装置と、加速度指令を処理して飛しょう体の運動を制御するオートパイロットと、地上・車両・艦船・航空機等に搭載された誘導管制装置との間で情報を授受する送受信アンテナと、上記誘導演算部で処理した目標情報および上記慣性装置で処理した飛しょう体運動情報を上記送受信アンテナから送信する送信部と、誘導管制装置から送信された会合点情報を上記送受信アンテナで受信する受信部と、を備えた飛しょう体。 A tracking device that tracks the target and obtains information, a guidance calculation unit that calculates the acceleration command for processing the information from the tracking device and the meeting point information from the guidance control device and flying toward the target, and flying Information is exchanged between an inertial device that obtains body motion information, an autopilot that controls the flying body motion by processing acceleration commands, and a guidance control device mounted on the ground, vehicles, ships, aircraft, etc. Transmitting / receiving antenna, target information processed by the guidance calculation unit and flying body motion information processed by the inertial device from the transmission / reception antenna, and meeting point information transmitted from the guidance control device A flying body equipped with a receiving unit that receives an antenna.

飛しょう体との間で情報を授受する送受信アンテナと、飛しょう体から送信された目標情報および飛しょう体運動情報を上記送受信アンテナで受信する受信部と、飛しょう体からの情報に基づき会合点情報を算出する誘導管制演算部と、上記誘導管制演算部で算出された会合点情報を上記送受信アンテナから送信する送信部と、を備えた誘導管制装置。Based on the information from the flying object, the transmitting and receiving antenna that sends and receives information to and from the flying object, the receiving unit that receives the target information and flying object movement information transmitted from the flying object by the transmitting and receiving antenna. A guidance control device comprising: a guidance control calculation unit that calculates point information; and a transmission unit that transmits meeting point information calculated by the guidance control calculation unit from the transmission / reception antenna.