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Title:
PROCESS AND DEVICE FOR IMPROVING THE ACCURACY OF AIM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1990/008936
Kind Code:
A1
Abstract:
In a process for improving the accuracy of aim of projectiles (15) from a firing installation, the trajectories of pilot projectiles (15) are measured by means of a measurement device (20) and the pilot trajectories (1) so obtained are used to correct the firing elements of the effective projectiles. To this end, one or more pilot projectiles (15) are fired in the direction of possible and/or known targets, and the predetermined parameters which influence the trajectory are calculated on the basis of the pilot trajectories (1), stored and used immediately or later in the calculation of the firing elements. In a simplified variant of the process, the jump error of the effector (10) used to calculate the firing elements are determined only by measuring the initial section of the trajectory of the projectile.

Inventors:
PICCOLRUAZ HEINZ (CH)
WERNLI ANDREAS (CH)
GUNTERMANN HANS-JUERGEN (CH)
Application Number:
PCT/CH1990/000015
Publication Date:
August 09, 1990
Filing Date:
January 24, 1990
Export Citation:
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Assignee:
CONTRAVES AG (CH)
International Classes:
F41G3/14; (IPC1-7): F41G3/14
Foreign References:
FR2250095A11975-05-30
EP0261091A21988-03-23
US3848509A1974-11-19
CH501203C
FR2202276A11974-05-03
US4449041A1984-05-15
Attorney, Agent or Firm:
FREI PATENTANWALTSBÜRO (CH)
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Claims:
P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Verfahren zur Verbesserung der Treffgenauigkeit von WirkGe schossen einer SchiessAnlage, umfassend mindestens je eine VermessungsEinrichtung zum Verfolgen und Vermessen eines Geschosses entlang seiner Flugbahn, einen Rechner zur Berech¬ nung der steuerbaren Parameter, insbesondere der Schiessrich 5 tung und einen entsprechend den vom Rechner gelieferten steuer¬ baren Parametern servoeingestellten Effektor, insbesondere ein Geschütz oder einen Werfer, bei welchem Verfahren die steuer¬ baren Parameter anhand verfügbarer Zielparameter und bekann¬ ter vorgegebener Parameter berechnet werden und mit Hilfe der 10 VermessungsEinrichtung die Flugbahn eines PilotGeschosses vermessen wird und die so ermittelte PilotFlugbahn zur Korrek¬ tur der steuerbaren Parameter für die WirkGeschosse herangezo¬ gen wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Pilot Geschosse in Richtung möglicher Ziele und/oder bekannter Ziele 15 abgefeuert werden, und dass aus den gemessenen PilotFlugbah¬ nen die vorgegebenen Parameter berechnet und gespeichert und anschliessend oder unmittelbar in die Berechnung der steuerbaren Parameter aus den Zielparametern eines bestimmten Zieles ein¬ bezogen werden.
2. 20 Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass aus den vermessenen PilotFlugbahnen die vorgegebenen Parameter für örtlich gewählte Bereiche berechnet und gespeichert werden und zusammen mit den Zielparametern eines vorhandenen Zieles in die Berechnung der steuerbaren Parameter für dieses Ziel dieje¬ nigen gespeicherten vorgegebenen Parameter einbezogen werden, deren zugeordnete Bereiche von der Flugbahn des verwendeten WirkGeschosses durchmessen werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die vorgegebenen Parameter als Zustandsvariable 10 eines ExtendedKalmanFilters geschätzt werden, welches dabei von einer Anfangsschätzung ausgeht, die von einer früheren Schätzung oder aus einer herkömmlichen Messung der vorgegebe¬ nen Parameter stammt.*& 15.
4. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass PilotGeschosse vermessen werden, welche anders als die WirkGeschosse auf die vorgegebenen Parameter reagieren. 20.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Pilot Geschosse vermessen werden, welche unterschiedlich auf die vorgegebenen Parameter reagieren. 25 .
6. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass für das Beschiessen von insbesondere beweg ten Zielen mit variablen Zielparametern die VermessungsEin¬ richtung sowohl die Flugbahnen der PilotGeschosse als auch das Ziel vermisst.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass aus einem ersten, wenige hundert Meter langen, gemessenen Teilstück der Flugbahn des Geschosses, das am Rohr¬ austritt beginnt, aus den vorgegebenen Parametern geräteabhän¬ gige Parameter separat berechnet und in der Berechnung der 10 steuerbaren Parameter berücksichtigt werden. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als geräteabhängiger Parameter der v0 Vektors berechnet und damit 15 der Abgangsfehler ermittelt wird, der in der Berechnung der steuerbaren Parameter berücksichtigt wird. 20 Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als geräteabhängiger Parameter die Standortkoordinaten der Effekto¬ ren relativ zum Flugbahnvermessungsgerät ermittelt werden. *& 25.
8. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in die Korrektur der steuerbaren Parameter für andere Geschütze als das LeitGeschütz nur die von Geschoss und Geschütz unab hängigen vorgegebenen Parameter, die anhand von PilotSchüssen aus dem LeitGeschütz ermittelt wurden, verwendet werden.
9. 11 Verfahren nach einem der Ansprüche 7,8 oder 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass mit allen aus den Messdaten der Geschossflugbahn identifizierten Parameter, einschliesslich der aus jeder vermesse¬ nen Flugbahn bestimmten v0Vektoren, eine ständig aktualisierte Datenbank gebildet wird.*& 10.
10. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die berechneten geräteabhängigen vorgegebenen Parameter in einer Datenbank gespeichert werden und auf Abruf zur Verfügung ge¬ halten werden. 15 13 Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Daten der aktualisierten Datenbank ein grobes Windprofil als Funktion der Höhe und Zeit, welches aus den vermessenen Ge 20 schossflugbahnen ableitbar ist, errechnet und bereitgestellt wird.
11. 14 Schiessanlage (100) zur Durchführung des Verfahrens nach minde¬ stens einem der Ansprücha 1 bis 12, gekennzeichnet durch die 25 Kombination folgender bekannter Elemente: Vermessungs Einrich¬ tung (20) mit mindestens einem Sensor (21) mit einem mindestens zweiachsigen Sensorservo, der die Visierlinie/n dauernd auf das zu vermessende Ziel oder Geschoss (15) gerichtet hält, minde stens einen Effektor (11 ) mit je einem mindestens zweiachsigen Effektorservo, mindestens einen Rechner mit Speicher (35), wel¬ cher den Sensorservo und den Effektorservo steuert, sowie min¬ destens ein PilotGeschoss und mindestens ein WirkGeschoss.
Description:
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR VERBESSERUNG DER TREFFGENAUIGKEIT

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesse¬ rung der Treffgenauigkeit von Wirk-Geschossen einer Schiessanlage, um¬ fassend eine Vermessungs-Einrichtung zum Verfolgen und Vermessen eines Geschosses entlang einer Flugbahn, einen Rechner zur Berechnung der steuerbaren Parameter (Schiesselemente) und einen entsprechend den vom Rechner gelieferten steuerbaren Parametern servoeingestellten Effektor (Geschütz, Werfer oder dgl.), bei welchem Verfahren die steuerbaren Parameter anhand verfügbarer Zielparameter und bekannter vorgegebener Parameter berechnet werden und mit Hilfe der Vermessungs-Einrichtung die Flugbahn eines Pilot-Geschosses vermessen wird und die so ermittelte Pilot-Flugbahn zur Korrektur der steuerbaren Parameter für die Wirk-Ge- schosse herangezogen wird.

Die betreffende Erfindung liegt damit auf dem Gebiet der Feuerleitung und betrifft insbesondere ein Verfahren zur Verbesserung der Treffgenau¬ igkeit von von ungelenkten und antriebslosen Geschossen. Unter antriebs¬ losen Geschossen können auch Raketen auf ihrem ballistischen Flug nach

dem Brennschluss verstanden werden. Dabei wird vorausgesetzt, dass der gegenwärtige und zukünftige Ort des Zieles, z.B. seine Flugbahn bzw. Bewegungsbahn, genau bekannt und nicht beeinflussbar ist und durch so¬ genannte Zielparameter beschrieben wird.

Die Flugbahn des Geschosses zur Bekämpfung dieses Zieles hingegen hängt von zahlreichen Einflüssen und Grossen ab, die hier als steuerbare Parameter (bspw. Schiesselemente, Richtgrössen) und als vorgegebene Parameter bezeichnet werden.

Die vorgegebenen Parameter sind jene, die einen Einfluss auf die Flug¬ bahn eines Geschosses haben, jedoch vom Verfahren nicht verändert wer- den können, d.h., nicht steuerbar sind. Sie lassen sich ihrerseits in zwei Klassen gruppieren, eine erste Klasse mit Parametern, die von der Schi¬ essanlage und dem Geschoss unabhängig sind, wie etwa der Wind, die Temperatur, der Luftdruck usw., als Funktion des Ortes, und eine zweite Klasse, mit Parametern, die von der Schiessanlage und vom Geschoss abhängen, wie etwa der Standort und die Einrichtfehler der Effektoren, Abweichungen von der erwarteten Schubkraft usw..

Das Grundproblem der Feuerleitung besteht somit darin, die steuerbaren Parameter (z.B. die Richtung des Kanonenrohres, aus dem ein Geschoss abgefeuert wird, sowie dessen Flugeigenschaften) so zu wählen, dass das Geschoss auch unter dem Einfluss der vorgegebenen Parametern mit dem Ziel zusammentrifft. Zu diesem Zweck sollen die vorgegebenen Para e-

ter, z.B. die Wetterbedingungen, der Ort und die Drehlage der Lafette des Geschützes und dgl., so gut als möglich bekannt sein.

Herkömmliche Verfahren zur Verbesserung der Treffgenauigkeit von Ge¬ schossen lassen sich prinzipiell in zwei Gruppen unterteilen:

1. Die vorgegebenen Parameter werden mit herkömmlichen Verfahren gemessen und dann bei der Berechnung der steuerbaren Parameter berücksichtigt. Beispielsweise bestimmt man mit Hilfe eines Wetter¬ ballons die Meteodaten, wie z.B. vektorielle Windgeschwindigkeit, Druck und Temperatur der Luft. Diese Verfahren sind aber meistens so aufwendig und langwierig, dass man sie nicht genügend oft durch¬ führen kann, um auch jene vorgegebenen Parameter, welche stark vom Ort (des Zieles) und der Zeit abhängen, z.B. die Windgeschwin¬ digkeit, genügend genau zu kennen.

2. Man misst die Flugbahnen der Wirk-Geschosse aus, welche bereits gegen das Ziel abgefeuert wurden, und es werden entsprechend die Flugbahnen der späteren Wirk-Geschosse korrigiert. Dieses sogenann¬ te CLFC-Verfahren (Closed Loop Fire Control) ist zwar unempfind¬ lich gegenüber Abhängigkeiten der steuerbaren Parameter und der vorgegebenen Parameter von Zeit und Ort, weil es am richtigen Ort zur richtigen Zeit durchgeführt wird. Hingegen setzt dieses Verfahren einen langen Feuerstoss voraus, dessen Dauer gross genug sein muss im Vergleich zur Flugzeit der Geschosse. Ausserdem erfordert es viele Sensoren (Vermessungseinrichtungen) zur Vermessung der Flugbahnen des Ziels und der Geschosse, da diese Flugbahnen oft stark voneinander abweichen. Schliesslich kann es auch aus zeitlichen

Gründen nicht die vorgegebenen Parameter selbst identifizieren, son¬ dern nur ihre Wirkung auf die Flugbahnen der Geschosse korrigieren. Das heisst mit anderen Worten, es ist auch nicht möglich, eine Aus¬ sage darüber zu machen, welche Ursachen der Abweichung zwischen gemessener und erwarteter Flugbahn zugrunde liegen, da heisst, wel¬ che vorgegebenen Parameter mit von den tatsächlichen Verhältnissen abweichenden Werten in die Berechnung eingegangen sind. Daher sind diese Korrekturen der Wirkungen der vorgegebenen Parameter durch entsprechende Wirkungen der steuerbaren Parameter zumindest ört- lieh schlecht übertragbar, denn sie hängen auch dann vom Ort des

Zieles ab, wenn die vorgegebenen Parameter selbst nicht davon ab¬ hängen. Z.B. ist es nicht sinnvoll, zu Beginn eines Feuerstosses die erwähnten Korrekturen vom Ende des vorangegangenen Feuerstosses zu verwenden, wenn das Ziel sich örtlich rasch bewegt.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art, welches im Prinzip zur vorge¬ nannten 2. Gruppe gehört, ist aus der CH-PS 501 203 bekannt geworden. Dabei wird zum Einschiessen auf ein bekanntes Ziel ein PIlot-Geschoss mit denselben Flugeigenschaften wie die der vorgesehenen Wirk-Geschos¬ se abgefeuert und die Pilot-Flugbahn dieses Pilot-Geschosses durch das Zusammenwirken der Vermessungs-Einrichtung - (Radargerät) mit dem Flugbahπrechner ermittelt. Aus der ermittelten Pilot-Flugbahn lassen sich im Flugbahnrechner auch die Richtfehler des Effektors bzw. die Ablage des Durchstichpunktes der Pilot-Flugbahn vom vorgewählten Zielobjekt ermitteln. Solche Richtfehler ergeben sich aus der Einwirkung von unbe¬ kannten Störgrössen, wie Wind, Druck und Temperatur und dgl., die hier als vorgegebene Parameter bezeichnet werden. Bei diesem bekannten Verfahren kann nur die Wirkung der Gesamtheit dieser Störgrössen auf

die Flugbahnen von Pilot-Geschossen erfasst und durch Korrektur der Flugbahn des Wirk-Geschosses berücksichtigt werden, nicht aber diese Störgrössen selbst.

Ausgehend von dem Gegenstand der CH-PS 501 203 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, in die Feuerleitrechnung diejenigen vorgegebenen Parameter (unbekannte Störgrössen), die in eine Korrektur der steuerba¬ ren Parameter einbezogen werden sollen, jederzeit schnell einbeziehen zu können und auch schon dann für den gesamten von dem oder den Effekto¬ ren zu bestreichenden Raum verfügbar zu haben, wenn noch kein be¬ stimmtes Ziel vorhanden ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren, wie es im Oberbe¬ griff des Anspruchs 1 genannten ist, vorgeschlagen, dass ein oder mehre¬ re Pilot-Geschosse in Richtung möglicher Ziele und/oder bekannter Ziele abgefeuert werden, und dass aus den Pilot-Flugbahnen die vorgegebenen Parameter berechnet und gespeichert und anschliessend oder unmittelbar in die Berechnung der steuerbaren Parameter aus den Zielparametern eines bestimmten Zieles einbezogen werden. Weitere zweckmässige Vor- gehensweisen des Verfahrens werden in den Unteransprüchen definiert.

Der Grundgedanke des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, nicht nur die örtlich und/oder zeitlich schlecht übertragbare Wirkung einer Gesamtheit von örtlich und/oder zeitlich gut übertragbaren vorge¬ gebenen Parametern auf die Flugbahnen der Geschosse bzw. den Einfluss

dieser Wirkungen auf die steuerbaren Parameter und damit die Feuerleit¬ rechnung zu bestimmen und zu berücksichtigen, sondern die vorgegebenen Parameter selbst; für gewisse Anwendungen kann ein Teil davon, nament¬ lich solche, die von der Schiessanlage und dem Geschoss abhängen, mit Priorität behandelt werden. Zu diesem Zweck werden die Flugbahnen von Pilot-Geschossen vermessen, welche nicht unbedingt mit einem Ziel kolli¬ dieren sollen, sondern überall dorthin abgeschossen werden, wo später ein Ziel vermutlich sein könnte. Dazu kann die gleiche Vermessungs-Einrich¬ tung dienen, die auch später das Ziel (oder den Zielschuss) vermessen wird. Ebenso können die Pilot-Geschosse aus dem gleichen Effektor ver¬ schossen werden, der später die Wirk-Geschosse verschiessen wird. Es bleibt genügend Zeit, um die Messwerte intensiv auszuwerten und so auf¬ grund der Wirkung der vorgegebenen Parameter diese selbst als Ursache zu bestimmen, wodurch die entsprechenden Korrekturen der steuerbaren Parameter vor allem örtlich besser übertragbar werden, indem sie von den vorgegebenen Parametern sowie vom Ort des Zieles abhängen. Das erfindungsgemässe Verfahren ist automatisierbar und kann in Zeiten er¬ höhter Alarmbereitschaft periodisch durchgeführt werden.

Aus der Wirkung der vorgegebenen Parameter wird zurück auf die vorge¬ gebenen Parameter selbst als Ursache geschlossen. Dieser Rückschluss ist durch moderne Rechenverfahren möglich, von denen sich das Extended- Kalman-Filter besonders gut eignet. Dabei wird die Bewegung des Ge- schosses durch eine stochastische Differentialgleichung beschrieben, de¬ ren Zustandsvektor z.B. die Position und Geschwindigkeit des Geschosses enthält. Beim erf indungsgemässen Verfahren wird nun der Zustandsvektor um die gesuchten vorgegebenen Parameter erweitert, indem man diese nicht mehr als unveränderliche Parameter betrachtet und behandelt, son-

dem als Zustandsvariable. Die steuerbaren Parameter hingegen werden weiterhin als unveränderliche Parameter betrachtet und behandelt. Durch vorbekannte und exakt definierte algebraische Transformationen entsteht nun aus der stochastischen Differentialgleichung der Geschossbewegung der Algorithmus des Extended-Kalman-Filters, welcher aus den Messwer¬ ten der Flugbahnen der Pilot-Geschosse Schätzwerte aller Zustandsvari- ablen und damit auch der vorgegebenen Parameter berechnet. Diese Schätzung der Zustandsvariablen beruht auf einer schrittweisen Verbesse¬ rung, welche von einer Anfangsschätzung (Initialisierung) ausgeht, welche z.B. aus einer früheren Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens oder aus einer herkömmlichen Messung stammen kann. Näheres dazu wird weiter unten im Zusammenhang mit der Figur 2 noch ausgeführt werden.

Dabei wird die partielle Ableitung der Messwerte nach den vorgegebenen Parametern berechnet und verwendet. Bei den effektorabhängigen vorge¬ gebenen Parametern (z.B.) Einrichtfehler und Mündungsgeschwindigkeit) ist diese partielle Ableitung nahe dem Effektor eher gross und fern dem Effektor eher klein. Bei den effektorunabhängigen vorgegebenen Parame- tern (z.B. Meteodaten) ist sie hingegen nahe beim Effektor klein und fern vom Effektor gross. Das erleichtert die Unterscheidung der effektorab¬ hängigen von den effektorunabhängigen vorgegebenen Parametern auf¬ grund eines einzigen Pilotschusses. Trotzdem erfordert eine solche Unter¬ scheidung, wenn sie sicher und geanu sein soll, die Auswertung von vielen Pilotschüssen in möglichst stark verschiedene Richtungen.

Erfindungsgemäss kann insbesondere für das Beschiessen von bewegten Zielen, also bei variablen Zielparametern, die Vermessungseinrichtung

sowohl die Flugbahnen der Pilot-Geschosse als auch die Bewegungsbahn des Zieles vermessen. Auch können die Pilot-Geschosse von anderer Art sein als die Wirk-Geschosse, so dass ihre Bewegung von einer anderen Differentialgleichung beschrieben und auf eine andere Weise von den vorgegebenen Parametern beeinf lusst wird. Erfindungsgemäss werden also verschiedene Pilot-Geschosse vermessen, welche unterschiedlich auf die zu bestimmenden Parameter reagieren. So können z.B. die Pilot-Gescho¬ sse neben oder anstelle einer Sprengladung spezielle Vorrichtungen, z.B. Transponder, Cornerreflektor, Luneberg-Linse und dgl., tragen, die ihre Vermessung erleichtern. Sie können aus diesem oder anderen Gründen eine andere Form, eine andere Masse und sogar ein anderes Kaliber auf¬ weisen. Sie können sich beliebig von den Wirk-Geschossen sowie unterein¬ ander unterscheiden, solange ihre Flugbahnen von den gleichen vorgege¬ benen Parametern beeinflusst werden. Auch in diesem Sinne sind die vor- gegebenen Parameter selbst besser übertragbar als ihre Wirkung auf die steuerbaren Parameter bzw. auf die Flugbahnen der Geschosse. Es können aber selbstverständlich auch die Wirkgeschosse selbst als Pilotgeschosse dienen und inbesondere können vorangehende Wirkgeschosse als Pilotge¬ schosse für eine nachfolgende Salve dienen.

Wie wichtig es ist, nicht nur die Wirkung der vorgegebenen Parameter, sondern diese selbst zu ermitteln, sei an folgendem kleinen Beispiel er¬ läutert:

Ein Pilot-Geschoss wird Richtung Norden abgeschossen. Als Wirkung be¬ obachtet die Vermessungseinrichtung eine Abweichung gegen Osten. Als Ursache kommen zwei vorgegebene Parameter in Frage, nämlich 1. ein

Westwind oder 2. ein Einrichtfehler bezüglich der Seitenwinkellage der Geschütz-Unterlafette. Nun taucht im Süden ein Ziel auf. Dann müssen die Flugbahnen der Wirk-Geschosse im ersten Fall gegen Westen und im zweiten Fall gegen Osten korrigiert werden. Aus diesem Beispiel geht auch hervor, dass die Pilot-Geschosse möglichst überall dorthin geschos¬ sen werden sollten, wo Wirk-Geschosse möglicherweise hin geschossen werden müssen. Nur so können die Parameter geschätzt bzw. identifiziert und voneinander unterschieden werden.

Das Beispiel zeigt gleichzeitig auch, dass das Verfahren unterscheiden kann zwischen der Wirkung von vorgegebenen Parametern die von Ge¬ schoss und Geschütz abhängig sind (im Beispiel der Einrichtfehler) und von solchen, die nicht von Geschoss und Geschütz abhängig sind (also von Einflussgrössen, wie der im Beispiel erwähnte Westwind).

Die Einflüsse der verschiedenen vorgegebenen Parameter machen sich entlang der Flugbahn aber auch auf unterschiedliche Weise bemerkbar. So ist die Anfangsbewegung des Geschosses in erster Linie abhängig von den Einflussgrössen, die mit der Schiessanlage und dem Geschoss siebst zu¬ sammenhängen, wogegen z.B. ein unerwartet rasches Absinken nach dem Scheitelpunkt meteorologische Ursachen haben dürfte.

Für spezifische Einsatzgebiete und Schiessanlagen kann es deshalb ausrei¬ chen, eine vereinfachte Modellierung zu verwenden, und aus einer Mes¬ sung eines bestimmten Teilstückes der Flugbahn nur auf den Teil der

vorgegebenen Parameter zu schlϊessen, der dieses in erster Linie beein- flusst.

Daraus lässt sich eine vereinfachte Verfahrens Variante ableiten, die im Folgenden beschrieben wird.

Der Grundgedanke dieser Verfahrensvariante beruht auf der vereinfachen- den Annahme, dass der Verlauf des ersten Teils der Flugbahn eines Ge¬ schosses, also beispielsweise die ersten 300 bis 800m nach dem Verlassen des Rohres, näherungsweise nur abhängig ist von den vorgegebenen Para¬ metern, die von Geschoss und Geschütz abhängig sind (geräteabhängige Vorgabe-Parameter GAVP), dass also die Schätzwerte dieser Parameter aus einer Vermessung des ersten Teiles der Flugbahn allein ermittelt werden kann. Voraussetzung für diese Vorgehensform des erfindungsge- mässen Verfahrens ist, dass die Flugbahn von ihrem Anfang an vermessen werden kann. Sie zeichnet sich aus durch eine Einsparung von Rechenlei¬ stung, ermöglicht damit kürzere Reaktionszeiten.

Dieses Verfahren eignet sich besonders zur Erhöhung der Treffleistung von artilleristischen Rohrwaffen-Feuerleiteinheiten, wenn die bestehen¬ den taktischen Abläufe nicht verändert werden sollen. Dabei wird mehr- heitlich deshalb vor dem eigentlichen Wirk-Schiessen ein sogenanntes Unstimmigkeits-Schiessen durchgeführt, wobei meist mit einem Leit-Ge- schütz ein oder mehrere Schüsse abgefeuert werden. Werden nun die Flugbahnen solcher Pilot-Schüsse nach dem vereinfachten erfindungsge- mässen Verfahren vermessen und modelliert, so resultiert aus dem ersten

Teil der Flugbahn der effektive v 0 -Vektor (Betrag, Azimuth und Elevati- on). Dieser erlaubt es, bis auf die für die Anfangsphase vernachlässigten Windeinflüsse, den Einrichtfehler des Leitgeschützes und die Abweichun¬ gen des auf die Rohrmündung zurückgerechneten Abgangsgeschwindig- keitsbetrages vom erwarteten Wert festzustellen. Mit Hilfe dieser Schätzwerte lässt sich vermeiden, dass systematische und statistische Abweichungen des Leitgeschützes und des Pilot-Geschosses auf die Wirk¬ schüsse üebertragen werden. Es lassen sich ebenfalls die Standortkoordi¬ naten des Effektors, von dem das Geschoss abgeht, als vorgegebene Para- meter aus diesem ersten Flugbahnstück ermitteln. Das vereinfachte er- findungsgemässe Verfahren kann auch auf die Wirk-Schüsse oder einen Teil der Wirk-Schüsse erweitert werden. Damit verbunden sind zwei wei¬ tere Vorteile: erstens erübrigt sich das übliche, im allgemeinen ungenaue¬ re Ausmessen des v 0 -Betrages zum Beispiel über den Dopplereffekt, des- sen Ungenauigkeit durch Abgangsfehler, Dralleffekte des Geschosses, Pulvernachwirkungen und ähnliches bewirkt wird, und zweitens können die Standortskoordinaten der Geschütze relativ zum Flugbahn-Vermessungsge¬ rät überprüft und entsprechende Korrekturen daraus abgeleitet werden.

Durch die hier diskutierte Ausführungsvariante des erfindungsgemässen Verfahrens, wird gegenüber den bekannten Verfahren das Problem gelöst, dass nicht mehr eine Fehlerübertragung vom Leitgeschütz zu den übrigen Geschützen statt findet, denn jede durch das Leitgeschütz eingebrachte v 0 -Abweichung pflanzt sich auf die übrigen Geschütze und damit auf das gesamte Wirkschiessen fort, bspw. ergibt ein zu grosser Betrag der An¬ fangsgeschwindigkeit des Pilot-Geschosses einen zu weiten Impakt im Zielgebiet. Nach den Verfahren, die bis anhin angewendet wurden, also mittels menschlicher oder elektronischer Beobachter im Zielgebiet, wird

diese Abweichung zum Beispiel auf die Wirkung metereologischer Einflüs¬ se zurückgeführt werden und die Abgangselemente aller Geschütze für das Wirk-Schiessen werden dadurch in der Elevation um einen entspre¬ chenden Kompensationswert korrigiert. Da aber ausser dem Leitgeschütz die übrigen Geschütze den zu grossen Betrag der Anfangsgeschwindigkeit nicht aufweisen, wird das gesamte anschliessende Wirkschiessen zu kurze Trefferlagen aufweisen. Wird aber mit dem vereinfachten erfindungsge¬ mässen Verfahren der v 0 -Vektor des Pilot-Geschosses berechnet, wird sein Einfluss aus der Berechnung der für die Korrektur der Abgangswerte rele- vanten vorgegebenen Parameter eliminiert und die Trefferlage des Wirk- Schiessens wird diesen Fehler nicht aufweisen. Ergibt sich aus dem Pilot- schuss, dass ein Einrichtfehler vorliegt, so gibt es für dessen Berücksich¬ tigung zwei sinnvolle Annahmen. Falls davon ausgegangen werden muss, der Einrichtfehler betreffe nur das Leitgeschütz, kann dieser von den Richtwerten der übrigen Geschütze der Batterie, das sind auf Grund des Pilotschusses berechnete, steuerbare Parameter, in Abzug gebracht wer¬ den. Muss man hingegen davon ausgehen, alle Geschütze hätten denselben Einrichtfehler, lässt sich dieser bei der Berechnung der Richtwerte aller Geschütze berücksichtigen.

Wird das vereinfachte Verfahren auch auf das Wirkschiessen angewendet und steht ein Flugbahnvermessungsgerät zur Verfügung, das die Geschosse aller Geschütze in der Anfangsphase der Flugbahn vermessen kann, lassen sich überdies die individuellen Einrichtfehler und Abgangsgeschwindigkei¬ ten der Geschosse erfassen.

Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens benötigt man eine Schiess-Anlage mit mindestens folgenden, an sich bekannten Elementen: mindestens einen Sensor als Vermessungs-Einrichtung, z.B. Radar, Laser, TV oder Flir, mit einem mindestens zweiachsigen Sensorservo, welcher den zu einer gemeinsamen Visierlinie zusammengefassten parallelen Vi¬ sierlinien der Sensoren eine beliebige Richtung verleihen kann und sie insbesondere dauernd auf das zu messende Ziel oder Geschoss gerichtet hält; mindestens einen Effektor, z.B. Geschütz oder Raketenwerfer, mit je einem mindestens zweiachsigen Ef fektorservo, welcher die steuerbaren Parameter wie beispielsweise die Abgangsrichtung der Geschosse ein¬ stellt; mindestens einen vorzugsweise digitalen Rechner, welcher die vorgegebenen Parameter als erwähnte Zustandsvariable schätzt sowie den Sensorservo und den Ef fektorservo steuert; Datenkanäle, welche die Sen¬ soren mit dem oder den Rechnern und den Effektoren verbinden sowie mindestens eine Art von Pilot-Geschossen.

Ein Beispiel zur Verwirklichung des erfindungsgemässen Verfahrens geeig¬ nete Schiessanlage und ein Blockschaltbild des erfindungsgemässen Ver- fahrens zeigen die nachfolgenden beiden Figuren:

Fig. 1: schematisch eine Seitenansicht einer Schiess-Anlage;

Fig. 2: ein als Blockschaltbild dargestelltes Feuerleitsystem einer Schiess-Anlage nach Figur 1.

Als Anwendungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens ist in Fig. 1 in schematischar Seitenansicht eine Schiess-Anlage 100 dargestellt, wel-

ehe eine Vermessuπgs-Einrichtung 20 und eine Waffen-Einrichtung (Ef¬ fektor) 10 umfasst, von welcher ein Geschoss 15 auf eine Flugbahn I abgeschossen oder abgefeuert werden kann. Die als stationäre oder mo¬ bile, selbstfahrende Einheit ausgebildete Vermessungs-Einrichtung 20 ist beispielsweise mit einem Radar-, Laser-, IR- oder TV-Verfolgungsgerät 21 als Sensor versehen, mittels welchem einzelne oder mehrere zeitlich aufeinanderfolgend abgefeuerte Geschosse 15 über einen bestimmten Zeitraum und über einen bestimmten örtlichen Bereich mit einem Strahl S oder Strahlen S.,_ n , anvisiert und vermessen werden können.

Die ebenfalls als stationäre oder mobile, selbstfahrende Einheit ausgebil¬ dete Waffen-Einrichtung 10, welche auch mit der den Feuerleitrechner enthaltenden Vermessungseinrichtung 20 baulich vereinigt sein kann, hat ein Waffenrohr 11, welches mit nicht dargestellten Mitteln hinsichtlich der steuerbaren Parameter - wie den Richtgrössen Azimut und Elevatϊ- on - für die Bekämpfung von Zielen einstellbar ist.

In Fig. 2 ist als Blockschaltbild das Prinzip der vorstehend beschriebenen Schiess-Anlage 100 dargestellt, bei welchem mit 22 eine Kommandostel¬ le, mit 35 eine Feuerleit-Rechnereinheit, mit 10 die Waffen-Einrichtung, mit 15 bzw. 15^,, die abgefeuerten Geschosse, mit 20 die Vermessungs- Einrichtung und mit 25 ein Rechner mit Speicher bezeichnet ist. Die Da- tenkanäle zwischen den Blöcken tragen folgende Informationen:

40 - Kenntnisse über verfügbare feste oder variable Zielparameter; 43 - steuerbare Parameter wie Schiesselemente und Richtgrössen;

47 - gemessene Flugbahnparameter der Pilot-Geschosse S^;

48 - errechnete vorgegebene Parameter.

Entsprechend Fig. 1 sind die Flugbahnen 1^ zwischen der Waffen-Ein¬ richtung und den Geschossen lδ^ und die Messstrahlen S.,_ n zwischen den Geschossen 15 n _ n und der Vermessungs-Einrichtung auch in Fig. 2 einge¬ zeichnet.

Der Funktionsablauf des erfindungsgemässen Verfahrens ergibt sich aus dem Blockschaltbild der Fig. 2 wie folgt: Von der Kommandostelle 22 werden über den Datenkanal 40 Daten der Zielparameter an die Feuer¬ leit-Rechnereinheit 35 gegeben und von dieser die errechneten steuer¬ baren Parameter über den Datenkanal 43 an die Waffen-Einrichtung 10 weitergegeben. Die Flugbahnen l.,_ n der von der Waffen-Einrichtung 10 abgefeuerten Geschosse 15,.,, werden von der Vermessungs-Einrichtung 20 vermessen und die Flugbahndaten über den Datenkanal 47 an den Rechner 25 gegeben. Dieser errechnet und gegebenenfalls zwischenspeichert die vorgegebenen Parameter, welche über den Datenkanal 48 der Feuerleit- Rechnereinheit 35 zugeführt werden. Diese Feuerleit-Rechnereinheit berücksichtigt die vorgegebenen Parameter bei der Berechnung der steu¬ erbaren Parameter, welche der Waffen-Einrichtung 10 über den Daten¬ kanal 43 zugeführt werden, um mit der entsprechenden Waffeneinstellung Wirk-Geschosse abzufeuern. Dabei wird in einer besonderen Verfahrensva¬ riante aus der Vermessung des ersten Teilstückes der Flugbahn ein Schätzwert des v 0 -Vektors errechnet, dessen Betrag und Richtung mehr oder weniger vom theoretisch erwarteten v 0 -Vektor abweicht. Durch Be¬ rücksichtigung dieses Resultats, von dem unmittelbar auf den Abgangs¬ fehler geschlossen werden kann, wird verhindert, dass systematische und

statistische Abweichungen des Leitgeschützes und des Pilot- oder Erst- Geschosses auf die nachfolgenden Wirk-Schüsse übertragen werden.

Werden in einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemässen Ver¬ fahrens, insbesondere für das Beschiessen von bewegten Zielen, sowohl die Flugbahnen der Pilot-Geschosse als auch die Bewegungsbahn des Zie¬ les durch die gleiche Vermessungs-Einrichtung 20 vermessen, so kann die Feuerleit-Rechnereinheit 35 mit dem Rechner 25 baulich vereinigt sein unter Wegfall der Eingabe der Zielparameter über den Datenkanal 40.