Brevet FR2685494A1 — publié le 19930625

Procédé de poursuite de cibles L'invention concerne un procédé de poursuite de cibles comportant un détecteur de poursuite et un dis- positif de repérage passif ou actif, et localement sépare, par exemple un radar de recherche. La poursuite ou la lutte contre des objets volants se rapprochant nécessite tout d'abord la détec- tion (recherche) avec un dispositif de repérage et, aus- sitôt après, la poursuite en général automatique de l'ob- jet volant à l'aide d'un détecteur de poursuite, ce der- nier pouvant être accouplé par exemple à une arme Les opérations "recherche" et "poursuite" peuvent être effec- tuées à l'aide de dispositifs fonctionnant de façon ac- tive ou passive Afin de rendre les dispositifs de défen- se anti-aérienne totalement indépendants d'autres dispo- sitifs de repérage, ces derniers sont équipés respective- ment de dispositifs autonomes de recherche et de poursui- te, par exemple d'un radar de recherche et d'un radar de poursuite Dans une zone de combat, l'utilisation d'un nombre assez important de dispositifs autonomes de défen- se anti-aérienne peut entraîner une dépense inutilement élevée et conduire également à des influences réciproques insupportables Si au contraire une cible devant être suivie est affectée à respectivement l'un de plusieurs dispositifs de défense anti-aérienne, par-un- dispositif de repérage commun, l'utilisation d'un détecteur de poursuite est suffisante Les données d'un objet volant, déterminées par le radar de recherche, sont alors retransmises à un poste sélectionné pour réaliser la poursuite. L'invention a pour but de pouvoir réaliser d'une manière simple, dans des dispositifs de poursuite de cibles, l'affectation ou le branchement d'un détec- teur de poursuite sur une cible dont les données de lo- calisation sont déterminées dans un appareil de repéra- ge existant dans l'espace Conformément à l'invention, ce problème est résolu grâce au fait que les coordonnées, rapportées à l'emplacement du dispositif de repérage, du point au sol d'un arc de cercle, passant par une cible située à la distancer,dans un plan X, Y d'un système de coordonnées X 2, Y 2 ' Z 2 ainsi que la direction et la grandeur de la vitesse de la cible et les coordonnées r Of X 0, Y 0, Ho de l'emplacement du dispositif de repéra- ge sont transformées dans un système de coordonnées rap- porté à l'emplacement du détecteur de poursuite, moyen- nant l'utilisation d'un module de calculateur, en coor- données, rapportées à l'emplacement du détecteur de poursuite, du point au sol et que la cible est détectée à partir des coordonnées du point au sol, compte tenu de la vitesse de la cible sur le segment d'arc de cercle associé ou concentrique, par modification de l'angle d'élévation du détecteur de poursuite. La transformation des données de la cible du dispositif de repérage dans le module du calculateur, fournit directement les données de l'angle d'azimut ou de l'angle d'élévation du détecteur de poursuite, ainsi que la distance de la cible au détecteur de poursuite, conformément aux relations suivantes y 1 + y 2 = arc sin 2 Y 0)2 l 1/2 L(,+ XO) + (Yi + 1/2 t 2 = arc tg ( Yl + YO sin> 2 (H 1 + Ho) H 1 H r 2 sin Y 2 dans lesquelles > 2 = angle d'azimut, Y 2 = angle d'élévation, r 2 = distance de la cible par rapport au détecteur de poursuite. Les données du point au sol, obtenues à par- tir de cette transformation des données fournies par le dispositif de repéragerpermettent la prise en charge rapide de la cible détectée, par le radar de poursuite (arme) sélectionné respectivement par le poste central comportant le dispositif commun de repérage Après le transfert des données, le poste central est à nouveau libre pour un nouveau processus de recherche avec re- transmission ultérieure des données correspondantes à un autre détecteur de poursuite Pour la poursuite ul- térieure de la cible ou la lutte contre cette dernière, la vitesse de la cible, déterminée par le dispositif de repérage (radar de recherche), est convertie-en une com- mande d'asservissement de l'angle d'azimut du détecteur de poursuite, et l'arc de cercle g 2 (r 2,> 2,Y 2) est ex- ploré au moyen d'une modification de l'angle d'éléva- tion du détecteur de poursuite en fonction de la cible. La commande de l'angle d'élévation du détecteur de poursuite peut être réalisée de façon indirecte au mo- yen d'un circuit d'asservissement, par prédétermination de valeurs de l'angle d'élévation du dispositif de repérage à l'entrée du module ou bien par prédétermina tion directe des valeurs de l'angle d'élévation dans le30 circuit d'asservissement et renvoie par réaction de l'angle d'élévation à une entrée du module. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description don- née ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 représente le système de réfé- rence pour la transformation avec les emplacements pour le dispositif de repérage et le détecteur de poursuite; la figure 2 représente les coordonnées de la cible à partir de l'observation du dispositif de repérage et du détecteur de poursuite; la figure 3 représente schématiquement le principe de la détermination des coordonnées par le radar de recherche, de la transformation des valeurs des coordonnées et de l'asservissement du détecteur de poursuite; la figure 4 représente le principe du mo- dule du calculateur et les circuits d'asservissement; la figure 5 représente les relations fonc- tionnelles entre le radar de recherche, le module du calculateur et le détecteur de poursuite; la figure 6 représente le déroulement de la phase de prise en charge et de poursuite de la cible; la figure 7 représente la commande directe de l'angle d'élévation; et la figure 8 représente la commande indi- recte de l'angle d'élévation. La condition préalable du travail en coopé- ration d'un radar de recherche et d'un détecteur de poursuite, installés en étant distants l'un de l'autre dans l'espace, estla détermination d'un système de ré- férence Dans le cas présent de la figure 1, on utilise un système spatial de coordonnées, dont l'origine est l'emplacement du détecteur de poursuite et dont les axes sont repérés par X (nord),Y (Est), et Z ou h. Dans ce système l'emplacement du dispositif de repérage SR est caractérisé de façon précise par les valeurs en coordonnées rectangulaires X O = r O c cos' O O YO r O * cos y' sin P> ho = r O * sin Y O Z O Dans ces relations r désigne la distance entre le dé- tecteur de poursuite FR et le dispositif de repérage SR (radar de recherche), > O désigne l'angle d'azimut, et Y O désigne l'angle d'élévation. ho désigne la différence de hauteur des deux emplacements L'axe désigné par h correspond à la direc- tion moins de l'axe Z Lors de l'évaluation des valeurs de repérage d'une cible, déterminée par le radar de recherche, le système de référence est indispensable. Sur la figure 2 on a supposé une cible ZO, qui est vue à partir des emplacements différents d'un radar de recherche et d'un détecteur de poursuite, sous différents angles d'élévation et sous différents angles d'azimut et à des distances différentes Le radar de recherche SR indique la distance r 1 et l'angle d'azimut par rapport à la cible SQ Ce couple de valeurs, ri, décrit un point situé sur le pourtour d'un arc de cercle g 1 (rl,>ly 1 X), qui est obtenu par modification de l'angle d'élévation Y i' Le point au sol F de l'arc de cercle g 1 suivant le plan X-Y possède, selon la représentation en haut à droite de la figure 3, les valeurs de coordonnées suivantes XF = r 1 sin S F1 1 y F = r 1 c cos A 1 ( 1) avec r 1 = constante,> 1 = constante, Yi Si la cible ZO se déplace avec la vitesse VF, les composantes de sa vitesse 3 X = XF/t V 7 = AYF/ Pt ( 2) doivent être encore prises en compte dans les données d'entrée du module de calculateur Pour la distance r 1 (t) de la cible et l'angle d'azimut 11 (t), on intro- duit alors les valeurs suivantes: rl(t) = r 1 (to) + rl(tl-t) Al(t) = Al(to) + l (tl-to) Les valeurs des relations ( 1) et ( 2) ne per- mettent, qu'après transformation correspondante, la détection de la cible au moyen du détecteur de poursui- te FR en un autre emplacement Le module de calculateur RM a pour rôle de déterminer, à partir des données du radar de recherche SR XF' YF' VX' Vy la distance r 2, l'angle d'azimut /2 et l'angle d'éléva- tion 2 de la cible Z O à partir de l'emplacement du détecteur de poursuite F Rau moyen de la fonction sui- vante: r 2 = h (gl (rl' >, 1)' r 0) 2 = h 2 (gl (rl, > 1 '( 1)' r 0) 2 = h 3 (gl (r,, >,i ment du radar de recherche SR, rapporté à l'emplacement20 du détecteur de poursuite FR (figure 1) A partir du module du calculateur RM, les données transformées r 2, 2 ',2 parviennent par l'intermédiaire d'interfaces à des circuits d'asservissement F 1, F 2, F 3 (figures 3/4). Ces données transformées décrivent un arc de cercle g 2,25 dont le centre est l'emplacement du détecteur de pour- suite FR Compte tenu de la vitesse de la cible, en mo- difiant l'angle d'élévation, on explore l'arc de cercle g 2 à partir de son point au sol dans le plan XY, en fonction de la cible Le mouvement de pivotement du détecteur de poursuite obtenu par modification de l'an- gle de modification r 2 entre 0 et environ 50 peut être répété plusieurs fois, jusqu'à ce que la cible soit détectée. Sur la figure 5 on a encore indiqué les relations fonctionnelles qui permettent un travail en coopération rapide et sans problème d'un dispositif de repérage central (radar de recherche) et d'au moins un détecteur de poursuite FR séparé de ce dispositif dans l'espace La poursuite d'une cible au moyen du dé- tecteur de poursuite FR est réalisée lors de son affec- tation par le poste central au radar de recherche SR, dont le couple de valeur r (distance) et 1 (angle d'azimut) déclenche, après transformation dans le modu- le de calculateur RM, la prise en charge rapide de l'ob- jet volant par le détecteur de poursuite Les données déterminées par le radar de recherche sont envoyées par l'intermédiaire d'un calculateur autonome d'asservisse- ment ANR au module de calculateur RM En outre les coor- données X 0, Y 0, iio de l'emplacement du radar de recher- che, rapportées à l'emplacement du détecteur de pour- suite, sont introduites dans le module de calculateur. Les valeurs transformées pour la distance r 2 et l'angle d'azimut N 2 sont envoyées au détecteur de poursuite FR, sous la forme de coordonnées polaires ou cartésiennes en liaison avec un programme de recherche d'élévation pour l'angle d'élévation & 2 Le déroulement dans le temps de la prise en charge d'une cible, détectée par un dispositif de repé- rage SR, par le détecteur de poursuite FR, va être ex- plicité en référence à la figure 6 Les données r et > 1 pour la distance et l'angle d'azimut d'une cible détectée sont envoyées en permanence au module de cal- culateur RM Un programme de recherche d'élévation, qui détermine d'avance l'angle d'élévation Y 1, est envoyé par l'intermédiaire d'un commutateur SI à une autre entrée du module de calculateur La liaison de sortie du module de calculateur pour les valeurs transformées, à savoir la distance, l'angle d'azimut et l'angle d'é- lévation, au détecteur de poursuite FR, est réalisée par l'intermédiaire du commutateur multiple 52 A la partie inférieure de la figure 6, on a reporté, sur l'axe des temps t, l'état respectif de commutation des commutateurs Si et 52, la valeur supérieure en ordonnées (g) représentant l'état fermé et la valeur inférieure en ordonnées (o) représentant l'état ouvert des commuta- teurs Au début d'une phase de prise en charge, qui dure jusqu'à l'instant t 2, le commutateur Sl est ouvert et le commutateur 52 est fermé A l'instant tl, l'introduction de l'angle d'azimut/ 2 du détecteur de poursuite est décidé A cet instant intervient la fermeture du commu- tateur Sl afin que le programme de recherche d'élévation puisse démarrer Le commutateur 52 est ensuite fermé. A l'instant t 2 le détecteur de poursuite FR a détecté la cible si bien que le programme de recherche d'éléva- tion est à nouveau interrompu par suite de l'ouverture du commutateur Si Lors de la phase suivante de prise en charge jusqu'à l'instant t 3, alors que le commutateur 52 est à nouveau fermé, l'opération de poursuite est exécutée A l'instant t 3, le commutateur 52 est égale- ment ouvert et le détecteur de poursuite peut exécuter la poursuite de la cible, indépendamment du radar de recherche SR. Comme cela est représenté de façon plus dé- taillée sur la figure 7, le programme de recherche en é- lévation peut être mis en oeuvre au moyen d'une comman- de indirecte de l'angle d'élévation 2 du détecteur de poursuite FR Sur la figure 7, le module de calculateur RM est représenté par ses entrées pour la distance r 1, les angles d'azimut> 1 et les angles d'élévation il ainsi que par ses sorties avec les circuits d'asservis- sement Fl et F 3 pour l'angle d'azimut 52 et pour l'an- gle d'élévationy 2 La commande indirecte de l'angle d'élévation du détecteur de poursuite est réalisée ici de telle sorte qu'un angle d'élévation Y l augmentant avec le temps t est déterminé d'avance à l'entrée cor- respondante du module du calculateur. Une commande directe, différant de cette so- lution, de l'angle d'élévation du détecteur de poursui- te est représentée sur la figure 8 Ici aucune entrée pour la prédétermination d'un angle d'élévation Y 1 n'est prévue sur le module de calculateur RM La pré- détermination de l'angle d'élévation Y 2 est réalisée ici par renvoi par réaction depuis le détecteur de pour- suite FR par l'intermédiaire du circuit d'asservisse- ment F 3 au module de calculateur RM. REVENDICATIONS 1 Procédé de poursuite de cibles comportant un capteur de poursuite et un dispositif de repérage ac- tif ou passif, et localement sépare, par exemple un ra- dar de recherche, caractérisé par le fait que les coor- données (XF, YF),rapportées à l'emplacement du disposi- tif de repérage (SR), du point au sol (F) d'un arc de cercle (gl, (ri',1 '1))', passant par une cible (Z 0) située à la distance (r), dans un plan (X, Y) d'un sys- tème de coordonnées (X 2, Y 2, Z 2) ainsi que la direction et la grandeur de la vitesse (Vx, Vy) de la cible (Z 0) et les coordonnées (r O (X 0, Y 0, H 0)) de l'emplacement du dispositif de repérage (SR) sont transforméesdans un système de coordonnées (X 1; Yi, Zl) rapporté à l'empla- cement du détecteur de poursuite (FS), moyennant l'uti- lisation d'un module de calculateur (RM), en coordonnées (g 2 (r 2 ' 2 ' ' 2))' rapportées à l'emplacement du détec- teur de poursuite (FR), du point au sol (F) et que la cible (Z 0) est détectée à partir des coordonnées du point au sol(F), compte tenu de la vitesse de la cible (Z 0) sur le segment d'arc de cercle associé ou concen- trique, par modification de l'angle d'élévation ( 2) du détecteur de poursuite (FR). 2 Procédé suivant la revendication 1, ca- ractérisé par le fait que l'angle d'azimut et l'angle d'élévation ( 2, Y 1 + Y O 2 arc sin 1 O 2 =r X 1 + X 0)2 + (Y 1 + y)2 1/2 Y 1 +Y O = 1 1O 2 = rct(sin 2(H 1 + H 0))- H 1 H O r 2 = sin Y 2 dans lesquelles X 2 = angle d'azimut e 2 = angle d'élévation, r 2 = distance de la cible par rapport au détecteur de poursuite. 3 Procédé de poursuite de cibles suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la vitesse de la cible (T), déterminée par le dispositif de repérage (SR) est calculée avec les données d'entrée (ri, 1) du module de calculateur (RM), par rl(t) = rl (to) + r (tl t) /l(t) = >l(to) +)1 (tl to) 4 Procédé de poursuite de cibles suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la poursuite de la cible (T) à l'aide du détecteur de poursuite (FR) est déclenchée par l'explo- ration de l'arc de cercle (g 2 ( 2, 2, r 2)), par modifi- cation de l'angle d'élévation Y 2 du détecteur de pour- suite (FR). Dispositif pour la mise en oeuvre du pro- cédé suivant l'une des revendications précédentes, carac- térisé par le fait que le module (RM) traite, dans un circuit multiplicateur, toutes les données servant au calcul des données de lieu (compensation de paralaxe) pour le détecteur de poursuite (FR), qui sont rapportées à l'emplacement du dispositif de repérage et qui sont nécessaires pour les différents emplacements du disposi- tif de repérage (FR) et du détecteur de poursuite (FR) - 6 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que des circuits d'asservissement (Fl à F 3) du détecteur de poursuite (FR) pour la distan- ce, l'angle d'azimut et l'angle d'élévation, sont rac- cordés aux sorties (r 2 (k), 2 (k) y 2 (k)) du module (RM). 7 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant les revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que la commande de l'angle d'élévation ( 2) du détecteur de poursuite (FR) est réalisée de façon indirecte au moyen du circuit d'asservissement (F 3 (-p), indirectement par prédétermination de valeurs de l'angle d'élévation 1 du dispositif de repérage (SR) à l'en- trée du module (RM) 8 Dispositif pour la nise en oeuvre du pro- cédé suivant les revendications 4 et 6, caractérisé par le fait que la commande de l'angle d'élévation ( 2 du détecteur de poursuite (Fs) est réalisée par prédétermi- nation directe des valeurs de l'angle (y dans le cir- cuit d'asservissement (F 3) et par renvoi par réaction de l'angle d'élévation Y à l'entrée du module (RM).