(57)【要約】      （修正有）【課題】妨害源がレーダ装置から遠距離に存在する場合においても、射撃管制装置による妨害源の位置標定の精度の低下を抑制することを可能とする射撃管制装置および誘導飛しょう体システムを提供する。【解決手段】本発明に係る第１の射撃管制装置１０は、第１のレーダ装置による測定結果から計算した妨害源の方向を示す第１の角度、および第２のレーダ装置による測定結果から計算した妨害源の方向を示す第２の角度から、妨害源の位置を算出する位置標定部３と、妨害源の位置に基づき、誘導飛しょう体の飛しょう経路を計算する誘導計算部４と、を備え、位置標定部３は、飛しょう経路と誘導飛しょう体が検出した妨害源の角度とに基づいて、妨害源の位置を更新することを特徴とする。【選択図】図２
2019056503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のレーダ装置による測定結果から計算した妨害源の方向を示す第１の角度、および第２のレーダ装置による測定結果から計算した前記妨害源の方向を示す第２の角度から、前記妨害源の位置を算出する位置標定部と、
前記妨害源の位置に基づき、誘導飛しょう体の飛しょう経路を計算する誘導計算部と、
を備え、
前記位置標定部は、
前記飛しょう経路と前記誘導飛しょう体が検出した前記妨害源の角度とに基づいて、前記妨害源の位置を更新することを特徴とする射撃管制装置。
【請求項２】
前記誘導計算部は、
前記第１のレーダ装置と前記妨害源とを結んだ直線と、前記妨害源と前記誘導飛しょう体とを結んだ直線とがなす角度が、第３の角度となる前記飛しょう経路を計算することを特徴とする請求項１に記載の射撃管制装置。
【請求項３】
誘導飛しょう体と、
第１のレーダ装置および第２のレーダ装置と、
請求項１または請求項２に記載の射撃管制装置である第１の射撃管制装置と、
前記第２のレーダ装置による測定結果から計算した妨害源の方向を示す角度を前記第１の射撃管制装置へ送信する第２の射撃管制装置と、
を備えることを特徴とする誘導飛しょう体システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置を用いて目標の探索、捕捉および位置標定を行う射撃管制装置、およびこの射撃管制装置を備える誘導飛しょう体システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
誘導飛しょう体は、自律誘導している場合、誘導飛しょう体自身が目標との距離を測定する。しかし、誘導飛しょう体は、自律誘導している場合に、妨害信号による妨害が生じると、目標との距離を正確に判定できない場合がある。特許文献１は、複数の誘導飛しょう体が自律誘導している際に妨害機の妨害信号により妨害された場合、複数の誘導飛しょう体自身が、三角測量により目標の位置を標定する技術を開示する。また、誘導飛しょう体が自律誘導している際に妨害信号による妨害が生じた場合に、地上の射撃管制装置が、複数のレーダ装置による測角結果を利用し、三角測量により位置標定を行う方式も考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−９４２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、レーダ装置と妨害源との距離が遠くなると、レーダ装置と妨害源とを結ぶ基線の長さに対する角度変化が小さくなり、測定誤差がレーダ装置と妨害源との距離に正比例して拡大する。このため、射撃管制装置が三角測量によって妨害源の位置を標定する場合、レーダ装置と妨害源との距離が長いときは、妨害源の位置標定の精度が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、妨害源がレーダ装置から遠距離に存在する場合においても、射撃管制装置による妨害源の位置標定の精度の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る射撃管制装置は、第１のレーダ装置による測定結果から計算した妨害源の方向を示す第１の角度、および第２のレーダ装置による測定結果から計算した妨害源の方向を示す第２の角度から、妨害源の位置を算出する位置標定部と、妨害源の位置に基づき、誘導飛しょう体の飛しょう経路を計算する誘導計算部と、を備え、位置標定部は、飛しょう経路と誘導飛しょう体が検出した妨害源の角度とに基づいて、妨害源の位置を更新することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、妨害源がレーダ装置から遠距離に存在する場合においても、射撃管制装置による妨害源の位置標定の精度の低下を抑制する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態に係る誘導飛しょう体システムの構成例を示す図
【図２】実施の形態に係る第１の射撃管制装置の機能ブロックを示す図
【図３】実施の形態に係る第２の射撃管制装置の機能ブロックを示す図
【図４】実施の形態の制御回路の構成例を示す図
【図５】実施の形態に係る第１のレーダ装置、第２のレーダ装置および妨害源の位置関係および測定値を示す図
【図６】実施の形態に係る第１のレーダ装置、第２のレーダ装置、妨害源、および誘導飛しょう体の位置関係および測定値を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、射撃管制装置および誘導飛しょう体システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態．
図１は、実施の形態に係る誘導飛しょう体システムの構成例を示す図である。誘導飛しょう体システム１００は、第１の射撃管制装置１０と、第２の射撃管制装置２０と、第１のレーダ装置３０と、第２のレーダ装置４０と、誘導飛しょう体５０と、を備える。第１の射撃管制装置１０は、第１のレーダ装置３０による測定結果から、妨害源の方向を示す角度を計算する。また、第１の射撃管制装置１０は、第１の射撃管制装置１０と図示しない妨害源との距離を計算する。第２の射撃管制装置２０は、第２のレーダ装置４０が測定した測定結果から、妨害源の方向を示す角度を計算し、第１の射撃管制装置１０に計算結果を送信する。第１のレーダ装置３０および第２のレーダ装置４０は、自身から見た方向ごとの受信電波強度を測定する。または、第１のレーダ装置３０および第２のレーダ装置４０は、自身から見た物体が存在する角度を測定する。誘導飛しょう体５０は、第１のレーダ装置３０および第２のレーダ装置４０とは異なる、測角機能を有するレーダ装置を備え、自身から見た妨害源の角度を測定する。
【００１１】
誘導飛しょう体５０は、自律誘導している際には、目標方向に電波を照射し、目標から反射された反射信号を受信することにより、電波を放射した時間と、反射信号を受信した時間と、電波の速度とから、誘導飛しょう体５０と妨害源との距離を検出する。また、誘導飛しょう体５０は、自身に搭載したレーダ装置が、誘導飛しょう体５０の進行方向と、誘導飛しょう体５０と妨害源とを結ぶ直線とのなす角度を検出する。妨害信号を受けた場合、妨害源との距離を検出する精度は落ちるが、妨害源の方向は検出することはできる。本実施の形態では、妨害源が、誘導飛しょう体５０の目標と一致する例を説明する。
【００１２】
図２は、実施の形態に係る第１の射撃管制装置１０の機能ブロックを示す図である。第１の射撃管制装置１０は、角度計算部１と、第１の通信部２と、位置標定部３と、誘導計算部４と、データリンク部５と、を備える。
【００１３】
第１の射撃管制装置１０の角度計算部１は、第１のレーダ装置３０の測定結果から、第１の角度θ１を計算する。第１の角度θ１は、第１のレーダ装置３０と第２のレーダ装置４０とを結んだ直線と、第１のレーダ装置３０と妨害源とを結んだ直線とがなす角度である。
【００１４】
第１の射撃管制装置１０の第１の通信部２は、第２の射撃管制装置２０の角度計算部１が計算した第２の角度θ２の情報を受信する。第２の角度θ２は、第２の射撃管制装置２０が計算した妨害源の角度であり、第２の射撃管制装置２０から第１の射撃管制装置１０の第１の通信部２へ送信される。第２の角度θ２は、第１のレーダ装置３０と第２のレーダ装置４０とを結んだ直線と、第２のレーダ装置４０と妨害源とを結んだ直線とがなす角度である。
【００１５】
位置標定部３は、受信した第１の角度θ１および第２の角度θ２から三角測量の計算を行い、妨害源の位置標定を行う。また、位置標定部３は、あらかじめ定められた第３の角度θoffsetの情報と、第４の角度θ３の情報と、誘導飛しょう体５０と妨害源との距離の情報と、から第１のレーダ装置３０と妨害源との距離、および誘導飛しょう体５０と妨害源との距離を計算する。なお、データリンク部５より受信した誘導飛しょう体５０が検出した妨害源の角度である、第４の角度θ３の情報は、データリンク部５より受信される。例えば、第３の角度θoffsetの値は１５°程度であるが、第３の角度θoffsetの値はこれに限定されない。
【００１６】
誘導計算部４は、位置標定部３が標定した妨害源の位置に基づき、第３の角度であるθoffsetを与えた誘導飛しょう体５０の飛しょう経路を計算する。誘導飛しょう体５０の飛しょう経路は、妨害源との予想会合点までの飛しょう経路などの情報であり、誘導情報とも呼ばれる。飛しょう経路は、第１の射撃管制装置１０に保持される飛しょう経路の一覧から、予測した会合点に対応する誘導点を選択し、選択した誘導点を誘導飛しょう体５０に入力し、誘導点に対応する航法によって誘導飛しょう体５０が飛しょうする経路である。
【００１７】
データリンク部５は、位置標定部３および誘導計算部４が算定した誘導情報を誘導飛しょう体５０に送信する。また、データリンク部５は、誘導飛しょう体５０が検出した第４の角度θ３の情報を、誘導飛しょう体５０から受信する。
【００１８】
図３は、実施の形態に係る第２の射撃管制装置２０の機能ブロックを示す図である。第２の射撃管制装置２０は、角度計算部１および第２の通信部６を備える。
【００１９】
第２の射撃管制装置２０の角度計算部１は、第１のレーダ装置３０とは異なる第２のレーダ装置４０から測定結果を受け取る。第２の射撃管制装置２０の角度計算部１の機能は、第１の射撃管制装置１０の角度計算部１と同様である。第２の射撃管制装置２０の角度計算部１は、第２のレーダ装置４０の測定結果から第２の角度θ２を計算する。第２の角度θ２は、上述したように、第１のレーダ装置３０と第２のレーダ装置４０とを結んだ直線と、第２のレーダ装置４０と妨害源とを結んだ直線とがなす角度である。
【００２０】
第２の通信部６は、第１の通信部２へ、第２の射撃管制装置２０の角度計算部１が計算した第２の角度θ２の情報を送信する。
【００２１】
実施の形態に係る第１の射撃管制装置１０および第２の射撃管制装置２０のハードウェア構成について説明する。角度計算部１、位置標定部３および誘導計算部４は、各処理を行う電子回路である処理回路により実現される。第１の通信部２、第２の通信部６およびデータリンク部５は、送信機および受信機である。
【００２２】
本処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリ及びメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central  Processing  Unit、中央演算装置）を備える制御回路であってもよい。ここでメモリとは、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリなどの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスクなどが該当する。本処理回路がＣＰＵを備える制御回路である場合、この制御回路は例えば、図４に示す構成の制御回路２００となる。
【００２３】
図４に示すように、制御回路２００は、ＣＰＵであるプロセッサ２００ａと、メモリ２００ｂとを備える。図４に示す制御回路２００により実現される場合、プロセッサ２００ａがメモリ２００ｂに記憶された、各処理に対応するプログラムを読みだして実行することにより実現される。また、メモリ２００ｂは、プロセッサ２００ａが実施する各処理における一時メモリとしても使用される。
【００２４】
本処理回路が、専用のハードウェアである場合、処理回路は、例えば、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）、またはこれらを組み合わせたものである。
【００２５】
本実施の形態では、第１の射撃管制装置１０は、第１のレーダ装置３０、第２のレーダ装置４０、および誘導飛しょう体５０による角度検出結果から、誘導飛しょう体５０の誘導に必要な妨害源の位置と誘導飛しょう体５０の飛しょう経路とを計算する。本実施の形態では、第１の射撃管制装置１０は、第１のレーダ装置３０および第２のレーダ装置４０の測定結果を用いて、一旦、妨害源の位置標定を行い、誘導飛しょう体５０の飛しょう経路を計算する。その後、飛しょう経路に従って飛しょうしている誘導飛しょう体５０による角度測定結果を用いて、より精密に妨害源の位置標定を行い、この位置標定結果を用いて飛しょう経路を計算する。本実施の形態の第１の射撃管制装置１０は、このように、誘導飛しょう体５０による測定結果を用いて精密に妨害源の位置標定を行うことにより、妨害源がレーダ装置から遠距離に存在する場合においても、射撃管制装置による妨害源の位置標定の精度の低下を抑制する。
【００２６】
本実施の形態に係る誘導飛しょう体システム１００の一連の動作について説明する。図５は、実施の形態に係る第１のレーダ装置３０、第２のレーダ装置４０および妨害源６０の位置関係および測定値を示す図である。
【００２７】
第１のレーダ装置３０および第２のレーダ装置４０は、自身から見た方向ごとの受信電波強度、または自身から見た物体が存在する角度をそれぞれ測定する。第１の射撃管制装置１０の角度計算部１は、第１のレーダ装置３０の測定結果から、第１の角度θ１を計算する。同様に、第２の射撃管制装置２０の角度計算部１は、第２のレーダ装置４０の測定結果から、第２の角度θ２を計算する。第２の射撃管制装置２０の第２の通信部６は、第２の角度θ２の計算結果を第１の射撃管制装置１０の第１の通信部２に送信する。
【００２８】
これらの一連の動作は、決められた時間間隔で継続して実施され、第１の角度θ１および第２の角度θ２の値は逐次更新される。位置標定部３は、第１の角度θ１および第２の角度θ２を用い、数式（１）により、第１の距離ｒ１および第２の距離ｒ２を計算する。第１の距離ｒ１は、第１のレーダ装置３０と妨害源６０との距離である。第２の距離ｒ２は、第２のレーダ装置４０と妨害源６０との距離である。距離ｒは、第１のレーダ装置３０と第２のレーダ装置４０との距離である。位置標定部３は、第１の角度θ１、第２の角度θ２、第１の距離ｒ１および第２の距離ｒ２の値を用いて、妨害源６０の位置を標定する。このように、位置標定部３が、第１の角度θ１、第２の角度θ２、第１の距離ｒ１および第２の距離ｒ２の値を用いて、妨害源６０の位置を標定することを、以下では、第１の標定と呼ぶこととする。第１の標定は、決められた時間間隔で継続して実施される。
【００２９】
【数１】
2019056503.tif 000003
【００３０】
図６は、実施の形態に係る第１のレーダ装置３０、第２のレーダ装置４０、妨害源６０、および誘導飛しょう体５０の位置関係および測定値を示す図である。
【００３１】
誘導計算部４は、位置標定部３が標定した妨害源６０の位置に基づき、第１のレーダ装置３０と妨害源６０とを結んだ直線と、妨害源６０と誘導飛しょう体５０とを結んだ直線と、がなす角が第３の角度θoffsetとなるよう、誘導飛しょう体５０の飛しょう経路を計算する。発射された誘導飛しょう体５０は、妨害源６０に対する第４の角度θ３の検出を行い、データリンク部５へ送信する。第４の角度θ３は、誘導飛しょう体５０と第１のレーダ装置３０とを結んだ直線と、誘導飛しょう体５０と妨害源６０と、を結んだ直線とがなす角である。
【００３２】
位置標定部３は、第１のレーダ装置３０が最後に更新した第１の角度θ1である第５の角度θ’1、第３の角度θoffset、データリンク部５より受信した第４の角度θ３、第６の角度θ４、および第１のレーダ装置３０と誘導飛しょう体５０との第３の距離ｒ’から数式（２）により、第４の距離ｒ’１および第５の距離ｒ３を計算する。なお、第６の角度θ４は、誘導飛しょう体５０と第１のレーダ装置３０とを結んだ直線と、第１のレーダ装置３０と妨害源６０と、を結んだ直線とがなす角である。また、θ’２は、第２のレーダ装置４０が最後に更新した第２の角度θ２である。
【００３３】
【数２】
2019056503.tif 000004
【００３４】
第３の距離ｒ’は、第１のレーダ装置３０と誘導飛しょう体５０との距離である。第３の距離ｒ’は、誘導飛しょう体５０の飛しょう経路から求めることができる。また、第３の距離ｒ’は、第１のレーダ装置３０が誘導飛しょう体５０に電波を放射し、反射された電波を受信することで測定されてもよいし、誘導飛しょう体５０が第１の射撃管制装置１０へ送信する自己の位置情報から求められてもよい。第４の距離ｒ’１は、第１のレーダ装置３０と妨害源６０との距離である。第５の距離ｒ３は、誘導飛しょう体５０と妨害源６０との距離である。位置標定部３は、第４の距離ｒ’１と、第５の距離ｒ３と、第４の角度θ３とから妨害源６０の位置を標定する。また、位置標定部３は、第４の距離ｒ’１と、第５の距離ｒ３と、第４の角度θ３とから妨害源６０の位置を更新する。このように、位置標定部３が、誘導飛しょう体５０による測定結果を用いて妨害源６０の位置を更新することを、以下では第２の標定と呼ぶこととする。第２の標定は、第１の標定が行われる度に行われてもよいし、第１の標定が一度行われた後は、第２の標定のみが一定周期で行われてもよく、第２の標定は、第１の標定よりも長い周期で行なわれてもよい。第３の角度θoffsetの値は、第２の標定を行うたびに変えてもよいし、固定でもよい。例えば、第４の距離ｒ’１が変化した場合でも第３の角度θoffsetの値が一定の値を保つように飛しょう経路が生成されてもよい。データリンク部５は、第４の距離ｒ’１および第５の距離ｒ３などから得られる妨害源６０の位置に基づいて飛しょう経路などの誘導情報を算出し、算出した誘導情報を誘導飛しょう体５０に送信する。
【００３５】
第１の射撃管制装置１０が、妨害源６０の位置を２台のレーダ装置で三角測量によって第１の距離ｒ１および第２の距離ｒ２を求める場合、妨害源６０が遠方にあると、妨害源６０の位置標定の算出精度が低下する。本発明の実施の形態では、妨害源６０に近接した誘導飛しょう体５０による測定結果である第４の角度θ３と、あらかじめ定められた第３の角度θoffsetと、第１のレーダ装置３０と誘導飛しょう体５０との第３の距離ｒ’と、を用いることで、妨害源６０の第４の距離ｒ’１および第５の距離ｒ３を取得できる。第１の射撃管制装置１０は、これらの情報を用いて妨害源６０の位置を標定することにより、妨害源６０がレーダ装置から遠距離に存在する場合においても、レーダ装置による妨害源６０の位置標定精度が低下することを抑制することができる。また、これにより、誘導飛しょう体５０が、妨害信号を探知することにより妨害源６０を捕捉する場合に、妨害源６０の妨害信号が停止されても幾何学的ロックオン確率が低下することを抑制することができる。なお、幾何学的ロックオン確率とは、終末誘導時において、誘導飛しょう体５０が妨害源６０の探索を自律的に開始した時に、誘導飛しょう体５０の探索範囲内に、妨害源６０が存在している確率である。
【００３６】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１  角度計算部、２  第１の通信部、３  位置標定部、４  誘導計算部、５  データリンク部、６  第２の通信部、１０  第１の射撃管制装置、２０  第２の射撃管制装置、３０  第１のレーダ装置、４０  第２のレーダ装置、５０  誘導飛しょう体、６０  妨害源、１００  誘導飛しょう体システム、２００  制御回路、２００ａ  プロセッサ、２００ｂ  メモリ。
【図１】
2019056503.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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