DE2641447A1

DE2641447A1 - Anordnung zur navigatorischen steuerung von flugkoerpern

Info

Publication number: DE2641447A1
Application number: DE19762641447
Authority: DE
Inventors: Horst-Dieter Lerche; Hubertus Dr Schmidtlein
Original assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke Fokker GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1976-09-15
Filing date: 1976-09-15
Publication date: 1978-03-16
Also published as: US4514733A; DE2641447C2

Description

7623-29 Bremen, den l4. Sept. 1976

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Vereinigte Flugtechnische Werke-Fokker Gesellschaft mit beschränkter Haftung

Anordnung zur navigatorischen Steuerung von Flugkörpern

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur navigatorischen Steuerung von Flugkörpern mit einem Referenzdaten eines Kontrollgebietes liefernden Speicher, einer Navigationsanlage und einer die. Absoluthöhe sowie die Relativhöhe des überflogenen Flugweges erfassenden Höhenmeßeinrichtung zur Höhenbestimmung der Landschaft und zur Positionsbestimmung des Flugkörpers.

Eine derartige Anordnung ist unter der Bezeichnung "TERCOH" (Terrain contour matching) bekannt geworden und in der Zeitschrift "Aviation Week & Space Technology", 25. Febr. 1974, Seiten 40 - 51 beschrieben. Bei dieser insbesondere zur Führung ferngesteuerter Flugkörper vorgesehenen Anordnung werden die jeweils neu ermittelten Positionswerte als Eingangsdaten.der Navigationsanlage zugeführt, um diese stets mit den Daten der Aügenblicksposition zu beliefern.

Die Genauigkeit einer solchen Anordnung ist jedoch nicht sehr groß, und zwar weil das Quellenmaterial (topographische Karten, Aufklärungsphotos, Stereo-Luftaufnahmen) zur Aufbereitung der Geländetopographie als Referenzdaten für den Speicher oft zu ungenau sind^Die auf diese Ungenauigkeiten zurückgehenden Fehler und die bei der Aufbereitung entstehenden Diskretisierungsfehler bestimmen im wesentlichen die Genauigkeit eines TERCOM-Flugführungssystcms. Während die Genauigkeit beim Einsatz eines derartigen Flugführungesystems für taktische Zwecke,

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ζ. B. taktische Atomwaffen, als hinreichend gilt, und zwar weil die Wirkung einer Atomwaffe einen entsprechend großen Radius hat, ist die Genauigkeit zur Steuerung eines Flugkörpers mit einer herkömmlichen Waffe unbefriedigend.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Genauigkeit eines zuvor näher beschriebenen Flugführungssystems soweit zu erhöhen, daß ein derartiges System auch für Flugkörper zum Einsatz mit einer herkömmlichen Waffe geeignet ist. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die als Referenzdaten in den Speicher eingelesenen Geländedaten mit einem Aufklärungsflugkörper erfaßt sind, der als Navigationssystem eine Anordnung aufweist, die mit dem eines Kampfflugkörpers identisch ist und daß die Positionsbestimmung eines eingesetzten Kampfflugkörpers durch Vergleich der dem Speicher entnehmbaren Referenzdaten mit den korrigierten Referenzdaten erfolgt.

Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, die Fehler der gespeicherten Referenzdaten zu reproduzieren und damit zu eliminieren, und zwar dadurch, daß zur Aufklärung ein Flugkörper eingesetzt wird, der ein Navigationssystem aufweist, das mit dem eines Kampfflugkörpers identisch ist. Die Genauigkeit der erfindungsgemäßen Anordnung läßt sich auf diese Weise gegenüber den bekannten Anordnungen wesentlich erhöhen.

In diesem Zusammenhang ist es auch möglich, die Geländedaten·im Navigationsrechner der Navigationsanlage durch eine Korrekturrechnung zu korrigieren und den im Kampfflugkörper vorgesehenen Navigationsrechner vor einem operationellen Einsatz mit den Daten einer Korrekturformel zu programmieren, die sich aus der Positionsabweichung eines normierten Einheitsgeländes durch Vergleich mit den Daten aufgenommener Aufklärungsphotos ergeben.

Es ist zweckmäßig, die durch den Vergleich der neu aufgenommenen Geländedaten mit den Referenzdaten erzeugten, die Abweichung repräsentierenden Signaldaten einem Autopiloten des Kampfflugkörpers zur Steuerung zuzuführen. Aus' den neu aufgenommenen Aufklärungsphotos können auch Daten be-

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stimmter stationärer Ziele oder quasi-stationärer Ziele als neue Referenzdaten für einen nachfolgenden operationeilen Einsatz zur Kompensation von Fehlern gespeicherter Referenzdaten ausgewählt werden.

Weiterhin ist es auch möglich, daß beim Vergleich des durch die räumliche Verschiebung gemessenen Höhenprofilsignals mit dem Referenzprofilsignal erzeugte Signal durch eine zeitliche Zuordnung als Signal zur Bestimmung der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung des Kampfflugkörpers zu benutzen.

Für die Höhenmessung zur Bestimmung der Relativhöhe können in vorteilhafter Weise zwei Radarhöhenmeßgeräte eingesetzt werden, die mit jeweils definierten Einbauwinkeln zur Soikrechten im Kampfflugkörper eingebaut sind. Es ist aber auch möglich, diese Höhenmessung mit einem Radarmeßgerät durchzuführen, das einen quer zum Flugweg mechanisch oder elektronisch hin und her schwenkbaren Radar aufweist.

Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung eines Flugkörpers mit zwei Radarhöhenmeßgeräten zur Erfassung der Relativhöhe und

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung eines Flugkörpers mit einem Radarhöhenmeßgerät und schwenkbarem Radarsensor zur Erfassung der Relativhöhe.

Wie aus Fig. 1 zu sehen ist, stehen die Daten eines Kontrollgeländes in einer Quellenstufe 10 zur Verfügung. Von dort gelangen die Quellendaten über eine Stufe 11 zur Aufbereitung der Topographie zu einer Auswahlstufe 12, welche die Kontrollgebiete auswählt. Die Ausgangsdaten der Aüswahlstufe 12 gelangen dann zu einer Speicherstufe 13, in welcher eine Speicherung der Höhonprofildaten erfolgt. Hit einer vom Navigationsrechner 25 beeinflußten Selektorstuffe l4 wird anschließend die Selek-

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tion des Korrelationsgebietes vorgenommen. Die Daten werden dann von einem Schncllspeicher 15 übernommen und über eine Transformationsstufe l6 einer Korrelationsstufe 17 zugeführt.

Neben den die Topographie bestimmenden Daten des Kontrollgeländes liefert die Quellenstufe 10 auch Daten zur Beeinflussung eines Absoluthöhenmeßgerätes l8 und eines Relativhöhenmeßgerätes 19· Die Ausgangsdaten dieser Höhenmeßgeräte werden in einer Vergleichsstufe 20 verglichen und das dabei entstehende Heßsignal einer Speicherstufe 21 zugeführt. Anschließend erfolgt in einer Korrekturstufe 22 eine Korrektur dieses Meßsignals, um danach in einen Schnellspeicher eingelesen zu werden. Von dort werden die Daten über eine Synchronisationsstufe 24 der Korrelationsstufe 17 zugeführt, damit das Korrelationsmaximum der Daten darin festgestellt werden kann. Die Korrelationsstufe 17 steht in einer gegenseitigen Funktionsverbindung mit dein Navigationsrechner 25, der seinerseits mit einer Basisnavigationsanlage 27 (Koppelnavigation, SDINS) in einer gegenseitigen Funktionsverbindung steht. Die Funktionsverbindung vom Navigationsrechner 25 zur Basisnavigationsanlage 27 enthält dabei noch eine Schaltstufe zum Erneuern der Positionsdaten und der Geschwindigkeitsdaten. Von der Basisnavigationsanlage 27 wird auch die Sensorsteuerung 28 des Relativhöhenmeßgerätes 19 entsprechend beeinflußt, während die Ausgangsdaten des Navigationsrechners ein Autopilot des Kampfflugkörpers beeinflussen. In der Schaltstufe 26 wird die Verarbeitung der Daten auf die in dem Anspruch 5 gekennzeichnete Weise vorgenommen.

Die Anwendung der Navigationsanlage gemäß des Blockschaltbildes nach Fig. 1 in einem Kampfflugkörper, der als Quellendaten Daten erhält, die mit einem Aufklärungsflugkörper erfaßt wurden, in welchem ein mit dem Kampfflugkörper identisches Navigationssystem eingesetzt var, hai den Vorteil, die Fehler des Navigationssystems zu reproduzieren und damit zu eliminieren. Das hat zur Folge, daß die Genauigkeit einer solchen navigatorischen Steuerung auch für Waffen herkömmlicher Art hinreichend genau wird. Es ist dabei sogar möglich, den Navigationsrechner eines KampfflugkÖrpers mit den Daten einer Korrekturformel

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zu versehen und auf die Quellendaten im Kampfflugkörper zu verzichten. Die Daten der Korrekturformel können durch Vergleich von Aufklärungsphotos mit einem normierten Einheitsgelände gewönnen werden» Diese Art der Navigatiönssteuerung kann dann sinnvoll eingesetzt werden, wenn bei verschiedenen charakteristischen Geländeprofilen eindeutige Korrelationsmaxima der. Meßwerte gegenüber, einem statistischen, nach bestimmten Gesetzmäßigkeiten synthetisierten Einheitsgelände ermittelbar sind.

Fig. 2 zeigt einen Flugkörper 30, der zur Erfassung der Relativhöhe zwei Radarmeßgeräte aufweist, die jeweils in einem definierten Winkel zur Senkrechten auf den zu überfliegenden Flugweg 31 gerichtet sind. Ih Fig. 3 ist zur Erfassung der Relativhöhe im Gegensatz zu Fig. 2 ein Radarhöhenmeßgerät im Flugkörper JQ vorgesehen, bei dem jedoch der Rädärsensor entweder mechanisch oder elektronisch beeinflußt, eine Schwenkbewegung zur Abtastung des Flugweges 31 vornimmt. Beide Verfahren können in vorteilhafter Weise zur Erfassung der ReIa tivhöhe eines Flugkörpers eingesetzt werden. Für die Erfassung der Absoluthöhe werd_eni_n bekannter Weise barometrische Höhenmeßgeräte oder Trägheitsnavigationsgeräte verwendet.

Patentansprüche

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Claims

7623-29 Bremen, den l4. Sept. 1976

Vv23D/Sm/bw

. . 26AH47

Patentansprüche

Anordnung zur navigatorischen Steuerung von Flugkörpern mit einem Referenzdaten eines Kontrollgebietes liefernden Speicher, einer Navigationsanlage und einer die Absoluthöhe sowie die Relativhöhe des iiberflogenen Flugweges erfassenden Höhenmeßeinrichtung zur Höhenbestimmung der Landsc haft und zur Positionsbestimmung des Flugkör-* pers, dadurch gekennzeichnet, daß die als Referenzdaten in den Speicher eingelesenen Geländedaten mit einem Aufklärung sflugkörper erfaßt sind, der als Navigationssystem eine Anordnung aufweist, die mit dem eines Kampfflugkörpers identisch ist, und daß die Positionsbestimmung eines eingesetzten Kampfflugkörpers durch Vergleich der dem Speicher entnehmbaren Referenzdaten mit den korrigierten Referenzdaten erfolgt.

Anordnung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Geländedaten im Navigationsrechner der Navigationsanlage durch eine Korrekturrechnung korrigiert sind und daß der im Kampfflugkörper vorgesehene Navigationsrechner vor einem operationeilen Einsatz mit den Daten einer Korrekturformel programmiert ist, die sich aus der Positionsabweichung zu einem normierten Einheitsgelände durch Vergleich der Navigationsdaten des Aufklärungsflugkörpers mit Aufklärungsphotos ergeben.

Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Vergleich der neu aufgenommenen Geländedaten mit den Referenzdaten erzeugten, die Abweichung repräsentierenden Signale, einem Autopiloten des Kampfflugkörpers zur

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Steuerung zugeführt sind.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß aus neu aufgenommenen Aufklärungsfotos Daten bestimmter stationärer 2HeIe oder quasistationärer Ziele als neue Referenzdaten für einen nachfolgenden operationeilen Einsatz zur Kompensation von Fehlern gespeicherter Referenz— daten auswählbar sind.

5· Anordnung nach einem der Ansprüche 1 - 4» dadurch gekennzeichnet, daß das beim Vergleich des durch die räunliche Verschiebung gemessenen Höhenprofilsignals mit dem Refcrenzprofilsignal erzeugte Signal durch eine zeitliche Zuordnung als Signal zur Bestimmung der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung des Kampfflugkb'rpers dient»

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-5» dadurch g e k e η η zei chne t, daß die Höhenmessung zur Bestimmung der Relativhöhe durch zwei Radarhöhenmeßgeräte erfolgt, die mit jeweils definierten Einbauwinkeln zur Senkrechten im Kampfflugkörper eingebaut sind.

7· Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e kennzeichne t, daß die Erfassung der Relativhöhe durch ein Radarraeßgerät erfolgt, das einen quer zum Flugweg mechanisch oder elektronisch hin- und herschuenkbaren Radarsensor aufweist.

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