(57)【要約】      （修正有）【課題】誘導飛しょう体を、停止または低速移動中の艦船目標の脆弱部に誘導するために、ＤＢＳ処理による角度の高分解能化に不可欠なスクイント角が、より小さくなるように誘導飛しょう体を制御することによって、誘導飛しょう体の射程距離の縮退を抑制できるシステムを提供する。【解決手段】スクイント角制御部８において、飛しょう体１の誘導初期段階で相対距離及び速度の推定誤差が大きい場合には、Ｓ／Ｃ比を高くすることで相対距離及び接近速度の精度を向上が可能な飛しょう方向を出力することで推定誤差の収束を早め、相対位置及び速度推定部７における相対位置及び速度の推定が進み、推定誤差が小さくなるにつれて、Ｓ／Ｃ比をより低くする飛しょう方向を出力し、飛しょう体の射程距離の縮退を抑制する。【選択図】図１
2015078771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
停止または低速移動中の艦船の目標に対し、パルス圧縮及びＤＢＳ（Ｄｏｐｐｌｅｒ  Ｂｅａｍ  Ｓｈａｒｐｅｎｉｎｇ）処理により取得した目標情報を用いて、目標とクラッタを弁別し、目標のレーダ画像とともに相対距離及び周波数を出力する目標画像抽出部と、
自己の位置及び速度を計算する慣性計算部と、
上記目標画像抽出部からの目標のレーダ画像より目標側面方向を推定する目標側面方向推定部と、
上記目標画像抽出部からの目標のレーダ画像より得られる目標の受信電力とクラッタの受信電力との比であるＳ／Ｃ比を算出するＳ／Ｃ比算出部と、
上記目標画像抽出部により所定の時間間隔毎に生成される目標のレーダ画像より得られる複数の相対距離及び周波数に基づく接近速度と、上記慣性計算部が算出した自己の位置及び速度を用いることで、目標と自己との相対位置、相対距離及び相対速度を推定するとともに、その推定誤差を算出する相対位置及び速度推定部と、
上記目標側面方向推定部からの目標側面方向、上記Ｓ／Ｃ比算出部からのＳ／Ｃ比、及び上記相対位置及び速度推定部からの推定誤差に基づいて、自己の飛しょう方向及びスクイント角を出力するスクイント角制御部と、
を備え、
上記スクイント角制御部は、上記相対位置及び速度推定部からの推定誤差が所定の閾値以上の場合はスクイント角を所定の基準よりも大きくし、上記相対位置及び速度推定部からの推定誤差が所定の閾値よりも小さい場合はスクイント角を所定の基準よりも小さくするように飛しょう方向を出力することを特徴とする誘導飛しょう体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、停止または低速移動中の目標の側面方向から、自己を当該目標へ誘導する誘導飛しょう体に関する。
【背景技術】
【０００２】
目標とする艦船（以下、目標艦船）に対処する誘導飛しょう体においては、目標艦船へ誘導するように、パルス圧縮処理及びＤＢＳ（Ｄｏｐｐｌｅｒ  Ｂｅａｍ  Ｓｈａｒｐｅｎｉｎｇ）処理を用いて、予め定められた進入角度により、誘導飛しょう体を目標艦船の脆弱部に誘導するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平10-148500号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
誘導飛しょう体を停止または低速移動中の艦船目標の脆弱部（例えば艦橋、艦側面等）に誘導するには、パルス圧縮処理及びＤＢＳ処理により、目標の角度及び目標までの距離を高い分解能で求めたレーダ画像を用いて、目標の側面方向を推定することが必須である。しかしながら、ＤＢＳ処理による角度の高分解能化には、スクイント角を大きくすることが不可欠である。このため、誘導飛しょう体を目標方向とは異なる方向に飛しょうさせる必要があり、これによって誘導飛しょう体の射程距離が縮退するという問題があった。なお、スクイント角とは、飛しょう方向とＬＯＳ（Ｌｉｎｅ  ｏｆ  Ｓｉｇｈｔ）方向のなす角である。
【０００５】
この発明は係る課題を解決するためになされたものであって、スクイント角がより小さくなるように誘導飛しょう体を制御し、誘導飛しょう体の射程距離の縮退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】
この発明による誘導飛しょう体は、停止または低速移動中の艦船の目標に対し、パルス圧縮及びＤＢＳ処理により取得した目標情報を用いて、目標とクラッタを弁別し、目標のレーダ画像とともに相対距離及び周波数を出力する目標画像抽出部と、自己の位置及び速度を計算する慣性計算部と、目標画像抽出部からの目標のレーダ画像より目標側面方向を推定する目標側面方向推定部と、上記目標画像抽出部からの目標のレーダ画像より得られる目標の受信電力とクラッタの受信電力との比であるＳ／Ｃ比を算出するＳ／Ｃ比算出部と、上記目標画像抽出部により所定の時間間隔毎に生成される目標のレーダ画像より得られる複数の相対距離及び周波数に基づく接近速度と、上記慣性計算部が算出した自己の位置及び速度を用いることで、目標と自己との相対位置及び相対速度を推定するとともに、その推定誤差を算出する相対位置及び速度推定部と、上記目標側面方向推定部からの目標側面方向、上記Ｓ／Ｃ比算出部からのＳ／Ｃ比、及び上記相対位置及び速度推定部からの推定誤差に基づいて、自己の飛しょう方向及びスクイント角を出力するスクイント角制御部と、を備え、上記スクイント角制御部は、上記相対位置及び速度推定部からの推定誤差が所定の閾値以上の場合はスクイント角を所定の基準よりも大きくし、上記相対位置及び速度推定部からの推定誤差が所定の閾値よりも小さい場合はスクイント角を所定の基準よりも小さくするように飛しょう方向を出力するものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、ＤＢＳ処理による角度の高分解能化に不可欠なスクイント角がより小さくなるように誘導飛しょう体を制御することによって、誘導飛しょう体の射程距離の縮退を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１による誘導飛しょう体の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１による誘導飛しょう体の誘導経路を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明に係る実施の形態１による誘導飛しょう体の構成を示すブロック図である。実施の形態１による誘導飛しょう体１は、予め定められた進入角度を用いて、停止または低速移動中の目標艦船２に自己を誘導する。誘導飛しょう体１は、レーダ画像生成部３と、目標画像抽出部４と、目標側面方向推定部５と、Ｓ／Ｃ比（Ｓｉｇｎａｌ／Ｃｌａｔｔｅｒ比；目標の受信電力と海面等背景の受信電力の比）算出部６と、相対位置及び速度算出部７と、スクイン角制御部８と、誘導信号算出部９と、加速度指令算出部１０と、慣性計算部１２を備えている。実施の形態１による誘導飛しょう体１は、目標側面方向推定部５、Ｓ／Ｃ比算出部６、及びスクイント角制御部８を有したことを特徴とし、相対位置及び速度推定部７が算出する推定誤差、及びＳ／Ｃ比算出部６が算出するＳ／Ｃ比を用いて、誘導飛しょう体１の飛しょう方向を制御することで、飛しょう中の経路変化を抑える。また、誘導飛しょう体１の飛しょう距離を短くすることで、射程距離の縮退を抑制する。
【００１０】
レーダ画像生成部３は、目標艦船２に対して電波を放射し、目標艦船２にて反射した電波を受信波として受信する。レーダ画像生成部３は、この受信波に対してＤＢＳ処理及びパルス圧縮処理を行うことにより、目標の振幅情報及び位相情報、目標のドップラ周波数、目標との相対距離、受信波の受信電力の情報を含んだデジタルマップとしてのレーダ画像（目標情報）を、所定の時間間隔で生成する。なお、ＤＢＳ処理及びパルス圧縮処理の詳細説明はここでは割愛する。
【００１１】
目標画像抽出部４は、レーダ画像生成部３の生成したレーダ画像が入力され、レーダ画像毎の振幅情報及び位相情報等を用いて、目標艦船２（目標）と海面（クラッタ）を弁別し、目標艦船２のレーダ画像とともに相対距離及び周波数を出力する。目標側面方向推定部５は、一般的な艦船が全長に対して全幅の十分に小さいことを利用して、目標画像抽出部４からの目標のレーダ画像より目標側面方向１３を推定する。Ｓ／Ｃ比算出部６は、目標画像抽出部４からの目標艦船２のレーダ画像より得られる受信電力と海面等背景（クラッタ）からの受信電力の比であるＳ／Ｃ比を算出する。相対位置及び速度推定部７は、目標画像抽出部４にて所定の時間間隔毎に生成される目標艦船２のレーダ画像より得られる複数の相対距離及び周波数に基づく接近速度と、慣性計算部１２が算出した誘導飛しょう体１の位置及び速度等を用いることで、目標艦船２と誘導飛しょう体１との相対位置、相対距離及び相対速度を推定するとともに、その相対位置、相対距離及び相対速度の推定誤差を算出する。
【００１２】
スクイント角制御部８は、目標側面方向推定部５からの目標側面方向１３と、Ｓ／Ｃ比算出部６からのＳ／Ｃ比、及び相対位置及び速度推定部７からの推定誤差を用いて、誘導飛しょう体１の制御すべき飛しょう方向を出力するとともに、スクイント角を算出する。誘導信号算出部９は、相対位置及び速度推定部７から出力される目標艦船２と誘導飛しょう体１との相対位置及び相対速度より、誘導信号を算出する。慣性計算部１２は、誘導飛しょう体１の位置、速度、加速度等を算出する。加速度指令算出部１０は、スクイント角制御部８からの飛しょう方向、誘導信号算出部９からの誘導信号、及び慣性計算部１２が算出した誘導飛しょう体１の速度、加速度等を用いて、誘導飛しょう体１の旋回加速度１１を算出する。なお、誘導飛しょう体１は、旋回加速度１１を用いて、自己の姿勢を所定の姿勢に制御するように操舵翼を可動する自動飛行制御を行うが、この自動飛行制御に関する詳細な構成及び動作については、記載を省略する。
【００１３】
図２は、実施の形態１による誘導飛しょう体の誘導経路を説明するための図である。図２を用いて実施の形態１の動作を説明する。図２において、誘導飛しょう体１は、停止または低速移動中の目標艦船２に向かって飛しょうしている。また、誘導飛しょう体１は、飛しょう経路Ａ１４、飛しょう経路Ｂ１５を通って、目標艦船２に到達する。図中、目標艦船２の側面に目標側面方向１３を示している。
【００１４】
誘導飛しょう体１が、目標側面方向１３から目標艦船２に会合するためには、その飛しょう経路Ａ１４または飛しょう経路Ｂ１５のどちらを飛しょうしてもよい。飛しょう経路Ｂ１５は飛しょう経路Ａ１４より飛しょう中の経路変化が少なく、かつ飛しょう距離が短いため、飛しょう経路Ａ１４を飛しょうする誘導飛しょう体１よりも、飛しょう経路Ｂ１５を飛しょうする誘導飛しょう体１のほうが射程距離を長くすることができる。
【００１５】
このように誘導飛しょう体１について、飛しょう経路Ｂ１５を飛しょうさせることで、誘導飛しょう体１の射程距離の縮退を抑制することが必要となる。ここで、レーダ画像では距離及び角度の高分解能化により、目標艦船２からの受信電力に対して海面等背景からの反射面積（クラッタ受信電力）を縮小させて、Ｓ／Ｃ比を高くすることができる。
【００１６】
ＤＢＳ処理により実現できる誘導飛しょう体１から見た目標艦船２の存在方向の角度分解能は、スクイント角θが大きいほど分解能が高くなる。また、スクイント角θとは誘導飛しょう体１の飛しょう方向とＬＯＳ方向のなす角であり、誘導飛しょう体１の飛しょう経路により制御することができる。また、この誘導飛しょう体１の飛しょう経路は、加速度指令算出部１０にて生成される誘導飛しょう体１の旋回加速度により制御できる。これにより、誘導飛しょう体１の旋回加速度を制御することにより、Ｓ／Ｃ比とともに射程距離を制御することが可能となるが、Ｓ／Ｃ比を高くするには飛しょう経路Ａ１４を飛しょうする必要があり射程距離が縮退する。
【００１７】
これに対し実施の形態１において、スクイント角制御部８は、誘導飛しょう体１の誘導初期段階で相対距離及び速度の推定誤差が大きい場合には、スクイント角を大きくしてＳ／Ｃ比を高くする。すなわち、スクイント角制御部８は、相対位置及び速度推定部７からの相対距離及び速度の推定誤差が所定の閾値以上の場合はスクイント角を所定の基準よりも大きくするように飛しょう方向を出力する。これにより相対距離及び接近速度の精度を向上が可能な飛しょう方向を出力することができるので、推定誤差の収束をより早めることができる。
【００１８】
次に、相対位置及び速度推定部７における相対位置及び速度の推定が進み、推定誤差が小さくなるにつれて、スクイント角制御部８は、スクイント角をより小さくする飛しょう方向を出力して、図２における飛しょう経路Ｂを飛しょうさせる。すなわち、スクイント角制御部８は、相対位置及び速度推定部７からの相対距離及び速度の推定誤差が所定の閾値よりも小さい場合はスクイント角を所定の基準よりも小さくするように飛しょう方向を出力する。
【００１９】
ここで、Ｓ／Ｃ比の目標の受信電力（Ｓ）は相対距離の４乗に反比例し、クラッタ受信電力（Ｃ）は相対距離の３乗に反比例することが知られている。誘導飛しょう体１と目標艦船２の相対距離が短くなるにつれて、スクイント角を小さくしてもＳ／Ｃ比を劣化させずに飛しょうすることができる。これにより、誘導飛しょう体１の射程距離の縮退を抑制することができる。
【００２０】
実施の形態１による誘導飛しょう体は、停止または低速移動中の目標艦船２の目標に対し、パルス圧縮及びＤＢＳ処理により取得した目標情報を用いて、目標とクラッタを弁別し、目標のレーダ画像とともに相対距離及び周波数を出力する目標画像抽出部４と、自己の位置及び速度を計算する慣性計算部１２と、目標画像抽出部４からの目標のレーダ画像より目標側面方向を推定する目標側面方向推定部５と、目標画像抽出部４からの目標のレーダ画像より得られる目標の受信電力とクラッタの受信電力との比であるＳ／Ｃ比を算出するＳ／Ｃ比算出部６と、目標画像抽出部４により所定の時間間隔毎に生成される目標のレーダ画像より得られる複数の相対距離及び周波数に基づく接近速度と、慣性計算部１２が算出した自己の位置及び速度を用いることで、目標と自己との相対位置、相対距離及び相対速度を推定するとともに、その推定誤差を算出する相対位置及び速度推定部７と、目標側面方向推定部５からの目標側面方向１３、Ｓ／Ｃ比算出部６からのＳ／Ｃ比、及び相対位置及び速度推定部７からの推定誤差に基づいて、自己の飛しょう方向及びスクイント角を出力するスクイント角制御部８と、を備え、スクイント角制御部８は、相対位置及び速度推定部７からの推定誤差が所定の閾値以上の場合はスクイント角を所定の基準よりも大きくし、相対位置及び速度推定部７からの推定誤差が所定の閾値よりも小さい場合はスクイント角を所定の基準よりも小さくするように飛しょう方向を出力するものである。
【符号の説明】
【００２１】
１  誘導飛しょう体、２  目標艦船、３  レーダ画像生成部、４  目標画像抽出部、５  目標側面方向推定部、６  Ｓ／Ｃ比算出部、７  相対位置及び速度推定部、８  スクイント角制御部、９  誘導信号算出部、１０  加速度指令算出部、１２  慣性計算部。
【図１】
2015078771.tif 000003
【図２】
2015078771.tif 000004