(57)【要約】【解決手段】射表のフィッティングに基づく低空低速の小型ターゲットの迎撃方法を開示する。迎撃方法により使用される迎撃システムが、ターゲット検出システム、指令制御システム、発射制御システム、迎撃実行システム、通信バスａ、通信バスｂ及び通信バスｃを備えている。迎撃システムは、一組の標準作動条件下の射表のデータ情報及び異なる作動条件下のフィッティングパラメータを予め記憶している。ターゲットの飛行データ及び環境データパラメータに基づいて、発射制御システムが照準ポイントを推定し、作戦フローの夫々の段階の時系列を計算して制御し、最終的に迎撃実行システムに射撃データを出力してターゲットの迎撃を実行する。この迎撃方法は、低空低速の小型ターゲットの迎撃及び操作を効果的に簡略化でき、非制御弾の作戦フローの地上制御を実現し、迎撃システムの単発での命中率を高め、迎撃のコストを削減する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
射表のフィッティングに基づき、砲塔形の迎撃システムによって低空低速の小型ターゲットを迎撃する方法であって、
前記迎撃システムは、ターゲット検出システムと、指令制御システムと、発射制御システムと、迎撃実行システムと、通信バスａと、通信バスｂと、通信バスｃとを備えており、前記ターゲット検出システムは前記通信バスａを介して前記指令制御システムと接続されており、前記発射制御システムは前記通信バスｂを介して前記指令制御システムと接続されており、迎撃弾の射表が前記発射制御システムの射撃制御コンピュータに組み込まれており、前記迎撃実行システムは前記通信バスｃを介して前記発射制御システムと接続されており、
前記方法は、
前記ターゲット検出システムがターゲットのデータ情報を取得する第１のステップであって、
前記ターゲット検出システムがターゲットの状況を判定して、飛行高度、距離、方位角及び俯仰角を含むターゲットの飛行データを取得し、前記ターゲットの状況及び飛行データを前記通信バスａを介して前記指令制御システムに送信し、前記指令制御システムが、前記ターゲットの飛行データと温度、海抜、風速及び風向きを含む環境条件のパラメータとを前記通信バスｂを介して前記発射制御システムに送信する前記第１のステップと、
前記発射制御システムが、照準ポイントを推定する第２のステップであって、
前記発射制御システムの射撃制御コンピュータが、受信したターゲットの飛行データと環境条件のパラメータとに基づきターゲットの飛行経路を計算し、該ターゲットの飛行経路を計算する式が以下の通りであり、
Vx＝ dx/dt ＝（dDs/dt・cosεs cosβs）−（dεs/dt・Dssinεs cosβs）−（dβs/dt・Dscosεs sinβs）              （１）
Vy＝ dy/dt ＝（dDs/dt・cosεs sinβs）−（dεs/dt・Dssinεs sinβs）＋（dβs/dt・Dscosεs cosβs）              （２）
Vz＝ dz/dt ＝（dDs/dt・sinεs）＋（dεs/dt・Dscosεs）          （３）
ここで、Dsが、ターゲットまでの斜距離であり、
εs が、ターゲットの俯仰角であり、
βs が、ターゲットの方位角である
前記発射制御システムが、ターゲットが飛行する照準ポイントを三次元空間計算によって計算して推定し、該照準ポイントの計算式が以下の通りである前記第２のステップと、
Dcosεcosβ−Dscosεs−Vx・tf ＝０
Dsinε−Dssinεs−Vy・tf ＝ ０
Dcosεsinβ−Vz・tf ＝ ０
tf ＝ f(D)                                  （４）
ここで、下付きのs が、初期位置を示し、
D が、照準ポイントのターゲットまでの斜距離であり、
εが、照準ポイントのターゲットの俯仰角であり、
βが、照準ポイントのターゲットの方位角であり、
飛行時間tfが、予め記憶された射表の推定値に応じて決定され、
「tf＝f(D)」は、tfがD の関数であることを示している
前記発射制御システムが、作戦フローの夫々の段階の時系列を制御する第３のステップであって、
複数の発射角度と複数の環境下の作動条件とにおける実際の弾道の実験データに基づいて空気力学パラメータを抽出して、統計的に比較した後、標準気象条件下及び非標準気象条件下の射表のデータを取得し、前記発射制御システムが、標準気象条件下の射表のデータを予め記憶し、非標準気象条件下の射表のデータを、温度、海抜、風速及び風向きを含む異なる環境影響要因に応じてフィッティグパラメータにより記憶し、
前記発射制御システムの射撃制御コンピュータが、前記環境影響要因に応じて対応するフィッティグパラメータを検索し、予め記憶された標準気象条件下の射表から実際の作動条件下の射表を取得し、前記発射制御システムにより得られた照準ポイントに基づいて射表を検索して補間計算を行い、弾丸がターゲットに遭遇する時間と前記迎撃実行システムの応答時間と弾頭部の起動時間とを取得して迎撃弾のコンピュータに記憶する前記第３のステップと、
前記発射制御システムが射撃データを出力して迎撃を実行する第４のステップであって、
前記発射制御システムの射撃制御コンピュータが、照準ポイントに基づいて、射表のデータから得られた空間格子を利用して有効な迎撃弾道を決定し、前記迎撃実行システムの初期位置に基づいて比較した後、射撃データを出力し、前記通信バスｃを介して前記迎撃実行システムに送信し、前記発射制御システムが不可逆発射フローに進み、前記発射制御システムの発射実行手段が点火電流を流して発射を開始する前記第４のステップと
を有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空中のターゲットの迎撃方法に関し、特には、射表のフィッティングに基づく低空低速の小型ターゲットの迎撃方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
低空低速の小型ターゲットは主に、重要なイベント、大規模な集会等に対して脅威又は恐怖を与えたり妨害行為を行ったりする。中国国内外では、この種のターゲットに対して有効な防御手段がなく、近年の大規模なイベントでは通常、散弾銃などの従来の兵器を使用するか、又は、高射砲、対空ミサイルなどの大型兵器を使用して安全確保のための防御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第2009／045573号パンフレット
【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、上記の方法には、以下の欠点がある。
１）銃器類の兵器では射撃範囲が限られており、操作員に求める要求も高く、空中のターゲットを確実且つ効果的に迎撃できない。
２）高射砲では単発での命中率が比較的低く、通常、ターゲットに命中するために複数の高射砲の組み合わせ及び連射が必要である。
３）対空ミサイルでは、単発での命中率が高いが、使用及び維持管理のコストが比較的高く、費用対効果が低い。
４）上記の兵器は何れも殺傷性が高く、人が密集する場所での使用に不適切である。更に、武器の発射に伴う騒音、閃光及び煙がパニックをもたらし、武器の残骸が人に危害を及ぼす可能性がある。
【０００５】
従って、高射砲の弾道攻撃の原理と射撃能力の制御方法とを採用して、発射の際に環境に影響を及ぼす騒音、閃光及び煙を減らし、弾頭部の攻撃方法を変更することにより、使用環境の特殊な要件を満たすことができる。しかしながら、この方法では、弾丸の発射速度が比較的遅い場合に単発での命中率が比較的低く、且つ、非制御弾の作戦フロー及び弾頭部を時系列で制御することが不可能である。
【０００６】
本発明の目的は、射表のフィッティングに基づく低空低速の小型ターゲットの迎撃方法を提供して、高射砲の単発での命中率が低く、非制御弾の作戦フロー及び弾頭部を時系列で制御することが不可能であるという問題を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
射表のフィッティングに基づく低空低速の小型ターゲットの迎撃方法が、砲塔形の迎撃システムによって実現される。該迎撃システムは、ターゲット検出システムと、指令制御システムと、発射制御システムと、迎撃実行システムと、通信バスａと、通信バスｂと、通信バスｃとを備えている。ターゲット検出システムは通信バスａを介して指令制御システムと接続されており、発射制御システムは通信バスｂを介して指令制御システムと接続されており、迎撃弾の射表が発射制御システムの射撃制御コンピュータに組み込まれており、迎撃実行システムは通信バスｃを介して発射制御システムと接続されている。
【０００８】
迎撃方法は、以下のステップを有する。
＜第１のステップ  ターゲット検出システムによるターゲットのデータ情報の取得＞
ターゲット検出システムがターゲットの状況を判定し、飛行高度、距離、方位角及び俯仰角を含むターゲットの飛行データを取得し、ターゲットの状況及び飛行データを通信バスａを介して指令制御システムに送信し、指令制御システムは、ターゲットの飛行データと温度、海抜、風速及び風向きを含む環境条件のパラメータとを通信バスｂを介して発射制御システムに送信する。
【０００９】
＜第２のステップ  発射制御システムによる照準ポイントの推定＞
発射制御システムの射撃制御コンピュータは、受信したターゲットの飛行データと環境条件のパラメータとに基づいて、ターゲットの飛行経路を計算する。
ターゲットの飛行経路を計算する式を以下に示す。
Vx＝ dx/dt ＝（dDs/dt・cosεs cosβs）−（dεs/dt・Dssinεs cosβs）−（dβs/dt・Dscosεs sinβs）              （１）
Vy＝ dy/dt ＝（dDs/dt・cosεs sinβs）−（dεs/dt・Dssinεs sinβs）＋（dβs/dt・Dscosεs cosβs）              （２）
Vz＝ dz/dt ＝（dDs/dt・sinεs）＋（dεs/dt・Dscosεs）          （３）
ここで、Dsが、ターゲットまでの斜距離であり、
εs が、ターゲットの俯仰角であり、
βs が、ターゲットの方位角である
【００１０】
発射制御システムが、ターゲットが飛行する照準ポイントを三次元空間計算によって計算して推定する。照準ポイントの計算式を以下に示す。
Dcosεcosβ−Dscosεs−Vx・tf ＝０
Dsinε−Dssinεs−Vy・tf ＝ ０
Dcosεsinβ−Vz・tf ＝ ０
tf ＝ f(D)                                  （４）
ここで、下付きのs が、初期位置を示し、
D が、照準ポイントのターゲットまでの斜距離であり、
εが、照準ポイントのターゲットの俯仰角であり、
βが、照準ポイントのターゲットの方位角であり、
飛行時間tfが、予め記憶された射表の推定値に応じて決定され、
「tf＝f(D)」は、tfがD の関数であることを示している
【００１１】
＜第３のステップ  発射制御システムによる、作戦フローの夫々の段階の時系列の制御＞
複数の発射角度と複数の環境下の作動条件とにおける実際の弾道の実験データに基づいて空気力学パラメータを抽出して、統計的に比較した後、標準気象条件下及び非標準気象条件下の射表のデータを取得し、発射制御システムは、標準気象条件下の射表のデータを予め記憶し、非標準気象条件下の射表のデータを、温度、海抜、風速及び風向きを含む異なる環境影響要因に応じてフィッティグパラメータにより記憶する。
【００１２】
発射制御システムの射撃制御コンピュータは、環境影響要因に応じて対応するフィッティグパラメータを検索し、予め記憶された標準気象条件下の射表から実際の作動条件下の射表を取得し、発射制御システムにより得られた照準ポイントに基づいて射表を検索して補間計算を行い、弾丸がターゲットに遭遇する時間と迎撃実行システムの応答時間と弾頭部の起動時間とを取得し、迎撃弾のコンピュータに記憶する。
【００１３】
＜第４のステップ  発射制御システムによる射撃データの出力、及び迎撃の実行＞
発射制御システムの射撃制御コンピュータは、照準ポイントに基づいて、射表のデータから得られた空間格子を利用して有効な迎撃弾道を決定し、迎撃実行システムの初期位置に基づいて比較した後、射撃データを出力し、通信バスｃを介して迎撃実行システムに送信し、発射制御システムは不可逆発射フローに進み、発射制御システムの発射実行手段は点火電流を流して発射を開始する。
このようにして、射表のフィッティングに基づく低空低速の小型ターゲットの迎撃が完了する。
【発明の効果】
【００１４】
本開示の実施形態に係る方法によれば、低空低速の小型ターゲットの迎撃及び操作を簡略化することができ、非制御弾の作戦フローの地上制御を実現し、迎撃システムの単発での命中率を高め、迎撃のコストを削減する。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
射表のフィッティングに基づく低空低速の小型ターゲットの迎撃方法は、砲塔形の迎撃システムによって実現される。該迎撃システムは、ターゲット検出システムと、指令制御システムと、発射制御システムと、迎撃実行システムと、通信バスａと、通信バスｂと、通信バスｃとを備えており、ターゲット検出システムが通信バスａを介して指令制御システムと接続されており、発射制御システムが通信バスｂを介して指令制御システムと接続されており、迎撃弾の射表が発射制御システムの射撃制御コンピュータに組み込まれており、迎撃実行システムが通信バスｃを介して発射制御システムと接続されている。
【００１６】
迎撃方法は、以下のステップを有する。
＜第１のステップ  ターゲット検出システムによるターゲットのデータ情報の取得＞
具体的には、ターゲット検出システムがターゲットの状況を判定し、飛行高度、距離、方位角及び俯仰角を含むターゲットの飛行データを取得する。その後、ターゲットの状況及びターゲットの飛行データが通信バスａを介して指令制御システムに送信される。指令制御システムは、ターゲットの飛行データと、温度、海抜、風速及び風向きを含む環境条件のパラメータとを通信バスｂを介して発射制御システムに送信する。
【００１７】
＜第２のステップ  発射制御システムによる照準ポイントの推定＞
具体的には、発射制御システムの射撃制御コンピュータが、受信したターゲットの飛行データと環境条件のパラメータとに基づきターゲットの飛行経路を計算する。
ターゲットの飛行経路を計算する式を以下に示す。
Vx＝ dx/dt ＝（dDs/dt・cosεs cosβs）−（dεs/dt・Dssinεs cosβs）−（dβs/dt・Dscosεs sinβs）              （１）
Vy＝ dy/dt ＝（dDs/dt・cosεs sinβs）−（dεs/dt・Dssinεs sinβs）＋（dβs/dt・Dscosεs cosβs）              （２）
Vz＝ dz/dt ＝（dDs/dt・sinεs）＋（dεs/dt・Dscosεs）          （３）
ここで、Dsが、ターゲットまでの斜距離であり、
εs が、ターゲットの俯仰角であり、
βs が、ターゲットの方位角である
【００１８】
その後、発射制御システムが、ターゲットが飛行する照準ポイントを三次元空間計算によって計算して推定する。照準ポイントの計算式を以下に示す。
Dcosεcosβ−Dscosεs−Vx・tf ＝０
Dsinε−Dssinεs−Vy・tf ＝ ０
Dcosεsinβ−Vz・tf ＝ ０
tf ＝ f(D)                                  （４）
ここで、下付きのs が、初期位置を示し、
D が、照準ポイントのターゲットまでの斜距離であり、
εが、照準ポイントのターゲットの俯仰角であり、
βが、照準ポイントのターゲットの方位角であり、
飛行時間tfが、予め記憶された射表の推定値に応じて決定され、
「tf＝f(D)」は、tfがD の関数であることを示している
【００１９】
＜第３のステップ  発射制御システムによる、作戦フローの夫々の段階の時系列の制御＞
具体的には、複数の発射角度と複数の環境下の作動条件とにおける実際の弾道の実験データに基づいて空気力学パラメータを抽出して、統計的に比較した後、標準気象条件下及び非標準気象条件下の射表のデータを取得する。発射制御システムは、標準気象条件下の射表のデータのみを予め記憶する。非標準気象条件下の射表のデータは、温度、海抜、風速及び風向きを含む異なる環境影響要因に応じてフィッティグパラメータにより記憶される。
【００２０】
発射制御システムの射撃制御コンピュータは、環境影響要因に応じて対応するフィッティグパラメータを検索し、予め記憶された標準気象条件下の射表から実際の作動条件下の射表を取得する。その後、発射制御システムにより得られた照準ポイントに基づいて射表を検索して補間計算を行い、弾丸がターゲットに遭遇する時間と迎撃実行システムの応答時間と弾頭部の起動時間とを取得し、迎撃弾のコンピュータに記憶する。
【００２１】
＜第４のステップ  発射制御システムによる射撃データの出力、及び迎撃の実行＞
具体的には、発射制御システムの射撃制御コンピュータは、照準ポイントに基づいて、射表のデータから得られた空間格子を利用して有効な迎撃弾道を決定し、迎撃実行システムの初期位置に基づいて比較した後、射撃データを出力し、通信バスｃを介して迎撃実行システムに送信する。最後に、発射制御システムは不可逆発射フローに進み、発射制御システムの発射実行手段は点火電流を流して発射を開始する。
このようにして、射表のフィッティングに基づく低空低速の小型ターゲットの迎撃が完了する。
【国際調査報告】
2013540978.tif 000002
2013540978.tif 000003
2013540978.tif 000004
2013540978.tif 000005
2013540978.tif 000006
2013540978.tif 000007
2013540978.tif 000008