Brevet FR2739681A1 — publié le 19970411

La présente invention concerne les systèmes de navigation et des procédés pour déterminer la position relative de deux objets et plus particulièrement, mais non exclusivement, des dispositifs et procédés de ce type pour guider un projectile vers une cible. Dans une forme classique du dispositif de guidage de projectile, la cible est poursuivie et un "champ d'information" est projeté autour de la position nominale de la cible. Le champ d'information est un diagramme de rayonnement, par exemple laser ou radar, qui peut être détecté par un objet se trouvant dans le champ pour permettre à cet objet d'établir sa position par rapport au centre du champ et donc calculer des signaux de correction de course de façon que l'objet se déplace vers le centre du champ. Cependant, il n'est pas possible de faire en sorte que le centre du champ se trouve exactement sur la cible. Cela est dû au fait que les dispositifs de poursuite sont imparfaits et qu'une collimation précise entre le dispositif de poursuite et le projecteur du champ n'est pas possible. Avec les imperfections indiquées ci-dessus, il y aura toujours une erreur entre le centre du champ et la cible et c'est vers le centre du champ, non vers la cible, que le projectile sera guidé. Le résultat en est que la distance du coup manqué sera plus élevée, nécessitant un cône de charge plus grand et une fusée plus capable. En conséquence, dans l'un de ses aspects, la présente invention propose un dispositif de navigation pour déterminer les positions relatives de deux objets qui comprend un moyen de projecteur afin de projeter un champ d'information tombant au moins partiellement sur les deux objets, un moyen de récepteur associé à au moins l'un des objets pour détecter le champ d'information tombant sur les deux objets, et un moyen répondant au moyen de récepteur pour déterminer la position relative des objets. Dans un autre aspect, la présente invention propose un dispositif de guidage de projectile afin de déterminer les positions angulaires d'un projectile et 2 2739681 d'une cible par rapport à une référence, qui comprend un moyen de projecteur afin de projeter un champ d'information vers la position nominale d'une cible, et un projectile ayant un moyen de récepteur du champ d'information, dirigé vers l'arrière, afin de recevoir ledit champ d'information provenant du moyen de projecteur et un moyen de récepteur de champ d'information, dirigé vers l'avant, afin de recevoir le champ d'information réfléchi par la cible. Dans un autre de ses aspects, la présente invention propose un projectile comprenant un moyen pour recevoir un champ d'information à partir duquel la position du projectile par rapport à une référence peut être calculée et un moyen pour recevoir un champ d'information à partir duquel la position d'une cible par rapport à la référence peut être calculée. Dans encore un autre aspect, la présente invention propose un procédé pour déterminer les positions relatives de deux objets, qui comprend les étapes consistant à projeter un champ d'information destiné à tomber au moins partiellement sur les deux objets, à détecter le champ d'information tombant sur les objets et ainsi à déterminer leur position relative. Dans un autre aspect, la présente invention propose un procédé pour déterminer la distance de déplacement et/ou la vitesse de couverture entre un projectile et une cible, qui comprend les étapes consistant à illuminer le projectile et la cible avec un faisceau de rayonnement provenant d'une source généralement en alignement avec une ligne reliant le projectile et la cible, à surveiller les temps d'arrivée au projectile du rayonnement provenant directement de la source, et du rayonnement réfléchi par la source, d'o la détermination de la distance à parcourir et/ou de la vitesse de couverture. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels: 3 2739681 La figure 1 représente le principe de fonctionnement d'un dispositif classique de guidage à champ d'information; La figure 2 représente les principes de fonctionnement d'un dispositif de guidage de projectile selon la présente invention; La figure 3 représente le corps avant d'un projectile pour emploi dans le dispositif de la figure 2; et La figure 4 est un schéma de la boucle de commande du guidage pour le projectile de la figure 3. Dans le dispositif classique représenté en figure 1, la cible 10 est poursuivie par un dispositif de poursuite 12 qui déplace le projecteur 14 de champ de façon que sa ligne de visée soit dirigée vers la cible. Le projecteur 14 projette un champ d'information 16 centré sur la ligne de visée qui illumine le projectile 18 de sorte qu'un récepteur (non représenté) de champ d'information, dirigé vers l'arrière, se trouvant dans le projectile peut déterminer sa position par rapport au centre du champ. On décrit des exemples de dispositifs typiques de guidage à champ d'information dans les demandes de brevet britannique n 2133652 et 2158316. Dans l'agencement représenté, le projectile calcule ses coordonnées X et Y par rapport au centre du champ et est commandé pour se déplacer suivant la ligne de visée du projecteur du champ. Cependant, comme on l'a indiqué dans l'introduction, la ligne de visée, bien que dirigée vers la position nominale de la cible telle qu'elle est déterminée par le dispositif de poursuite de cible, ne peut pas intercepter réellement la cible, de sorte que le projectile peut manquer cette dernière. Le dispositif représenté en figure 2 a les mêmes composants de base qu'en figure 1 mais le missile détecte le champ d'information tel qu'il est reçu directement en provenance du projecteur 14 et tel qu'il est réfléchi par la cible via des récepteurs respectifs 20, 22 de champ d'information, dirigés vers l'avant et vers 4 2739681 l'arrière, respectivement. En figure 3, on a représenté le corps avant du projectile. Le récepteur 20 dirigé vers l'arrière a un champ de vision (Cv) quelque peu plus large que celui du récepteur 22 dirigé vers l'avant car ce dernier n'est utilisé que pendant la phase terminale du vol du projectile. Le signal tombant sur le récepteur 20 dirigé vers l'arrière est traité de la manière classique de façon à déterminer la position du projectile par rapport à la ligne de visée. Le récepteur 22 dirigé vers l'avant détectera la partie du champ d'information réfléchi par la cible, et cette partie contiendra une information représentant la position de la cible par rapport à la ligne de visée. Le signal tombant sur le récepteur 22 est traité pendant la phase terminale du vol de manière à déterminer la position de la cible par rapport à la ligne de visée. La donnée sur la position du projectile par rapport à la ligne de visée est combinée pendant la phase terminale à la donnée sur la position de la cible par rapport à la ligne de visée de manière à obtenir la position du projectile par rapport à la cible. Ainsi, le projectile peut être guidé de manière à intercepter la cible et non simplement vers le centre du champ. Les signaux des récepteurs 20 et 22 sont également surveillés de manière à déterminer la différence de temps entre l'arrivée du signal direct du champ d'information reçu par le détecteur 20 et l'arrivée du signal réfléchi du champ d'information reçu par le détecteur 22. Cette différence de temps peut être traitée de manière à déterminer la distance à parcourir et sa vitesse de couverture, dérivée, pour le projectile et la cible. En figure 4, on a représenté la boucle de commande de guidage pour le projectile. La position du projectile par rapport à la ligne de visée (P/V) ou erreur (E), est compensée par la position de la cible par rapport à la ligne de visée (C/V), le signal résultant étant transmis à un ordinateur de guidage 24 qui reçoit un signal 2739681 de "distance" (D) et des signaux de vitesse relative (Vr) et fournit des signaux (SC) aux commandes du projectile. Pendant la phase initiale du vol du projectile, l'erreur de la cible par rapport à la ligne de visée est réglée à zéro et des estimations sont obtenues pour la distance (De) et la vitesse relative (Vre). Pour la phase finale d'interception du projectile, les valeurs pour la position de la cible par rapport à la ligne de visée, la distance réelle (Dr) et la vitesse relative réelle (Vrr) sont données par les sorties traitées des récepteurs du champ d'information. Une mesure directe de la distance et de la vitesse relative permet une amélioration importante de la précision du guidage par rapport à l'obtention de l'information par un moyen indirect, et en combinaison avec le perfectionnement dû au fait qu'on rapporte le projectile à la cible, offre l'opportunité d'obtenir des possibilité de "frappe", d'o il résulte que le projectile frappe directement la cible. La réalisation du matériel pour le dispositif décrit est relativement sans détours car, en général, elle ne nécessitera qu'un autre récepteur/décodeur de champ d'information et des changements mineurs du logiciel. La technique présente également un grand intérêt car elle peut permettre le guidage du champ d'information radar d'une manière sensiblement précise pour remplacer un dispositif de guidage à champ d'information laser avec comme corollaire des économies de coût et de masse. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 6 2739681 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de navigation pour déterminer la position relative de deux objets (10, 18), caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de projecteur (14) afin de projeter un champ d'information (16) pour qu'il tombe au moins partiellement sur les deux objets, un moyen de récepteur (20; 22) associé à au moins l'un des objets pour détecter le champ d'information tombant sur les deux objets et un moyen (24) répondant au moyen de récepteur pour déterminer la position relative des objets. 2 - Dispositif de navigation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les objets sont espacés longitudinalement par rapport au moyen de projecteur, et le moyen de récepteur est associé à l'objet le plus proche du moyen de projecteur et comprend un moyen de récepteur d'information dirigé vers l'arrière (20) afin de détecter le champ d'information tombant sur lui et un moyen de récepteur d'information dirigé vers l'avant (22) afin de détecter le champ d'information réfléchi par l'autre objet. 3 - Dispositif de navigation selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de détermination de distance répondant aux temps relatifs d'arrivée aux objets du champ d'information, d'o la détermination de leurs distances relatives. 4 - Dispositif de guidage de projectile afin de déterminer les positions angulaires d'un projectile (18) et d'une cible (10) par rapport à une référence, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de projecteur (14) afin de projeter un champ d'information vers la position nominale de la cible, et un projectile comportant un moyen de récepteur du champ d'information dirigé vers l'arrière (20) afin de recevoir le champ d'information provenant du moyen de projecteur et un moyen de récepteur de champ d'information dirigé vers l'avant (22) afin de recevoir le champ d'information réfléchi par la cible. 7 2739681 - Dispositif de guidage de projectile selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de détermination de distance répondant aux sorties des moyens de récepteur de champ d'information dirigés vers l'arrière et vers l'avant afin de déterminer la distance à parcourir entre le projectile et la cible et/ou la vitesse de couverture. 6 - Dispositif de guidage de projectile selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de traitement de la correction de course afin de traiter les sorties des moyens de récepteur dirigés vers l'arrière et vers l'avant et du moyen de détermination de distance (le cas échéant) afin d'obtenir des signaux de correction de course afin de guider le projectile pour intercepter la cible. 7 - Dispositif de guidage de projectile selon la revendication 6, caractérisé en ce que, lors de la partie initiale de la trajectoire du projectile, des ordres de correction de course sont calculés sur la base de l'erreur entre le projectile et un axe de référence, et pendant la partie finale de la trajectoire, des ordres de correction de la course sont calculés sur la base de l'erreur entre projectile et cible. 8 - Projectile comportant un moyen pour recevoir un champ d'information à partir duquel la position du projectile par rapport à une référence peut être calculée et un moyen pour recevoir un champ d'information à partir duquel la position d'une cible par rapport à la référence peut être calculée. 9 - Projectile selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen de réception comprend un moyen de récepteur de champ d'information dirigé vers l'arrière (20) et un moyen de récepteur de champ d'information dirigé vers l'avant (22). 10 - Projectile selon la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen de traitement de la correction de course pour 8 2739681 obtenir des signaux de correction de course à partir de la sortie des moyens de réception. 11 - Projectile selon la revendication 10, caractérisé en ce que le moyen de traitement est prévu à bord du projectile (18). 12 - Procédé pour déterminer la position relative de deux objets (10, 18), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à projeter un champ d'information pour qu'il tombe au moins partiellement sur les deux objets, à détecter le champ d'information tombant sur les objets et à déterminer ainsi leur position relative. 13 - Procédé pour déterminer la distance à parcourir et/ou la vitesse de couverture entre deux objets, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à illuminer les objets avec un faisceau de rayonnement provenant d'une source se trouvant généralement en alignement avec les objets, à surveiller les temps d'arrivée à l'objet le plus proche de la source de rayonnement du rayonnement provenant directement de cette source et du rayonnement réfléchi par l'autre objet, d'o la détermination de la distance à parcourir ou de la vitesse de couverture. 14 - Procédé selon la revendication 11 ou la revendication 12, caractérisé en ce que l'étape de détermination est exécutée à bord de l'un des objets.