(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
砲から発砲された弾丸の予測弾道を飛しょうモデルより算出する予測弾道算出器と、
レーダ装置による追尾目標に対する観測値を元に、追尾フィルタで得た追尾目標の予測位置を用いて得られる平滑値に基づいて、目標高度を算出し、対空目標或いは水上目標かを識別する目標識別器と、
上記レーダ装置により得られた弾丸に対する観測値と、上記予測弾道算出器により算出される予測弾道を元に、当該弾丸の修正予測弾道を算出する修正予測弾道算出器と、
上記目標識別器にて対空目標と識別された場合、上記追尾フィルタで得た追尾目標の平滑値と、上記修正予測弾道算出器から得られる修正予測弾道より、弾丸の距離、高角誤差、及び方位角誤差を弾着観測誤差として算出する対空弾着観測誤差算出器と、
上記目標識別器にて水上目標と識別された場合、上記追尾フィルタで得た追尾目標の平滑値と、上記修正予測弾道算出器から得られる修正予測弾道より、上記弾丸の高度が０となる時の弾丸の距離及び方位角誤差を弾着観測誤差として算出する水上弾着観測誤差算出器と、
上記追尾フィルタで得た追尾目標の平滑値と、上記弾丸に対する平滑化された観測値と、上記対空弾観誤差算出器或いは水上弾着観測誤差算出器から得られる弾着観測誤差を表示するコンソールと、
を備えた弾着観測装置。
【請求項２】
追尾目標及び弾丸に対してビームを照射するようにビームの指向方向を定めるビーム制御器と、
上記ビーム制御器により定められたビームの指向方向で電波の送受信を行うアンテナ装置と、
上記アンテナ装置との間で送信信号もしくは受信信号を授受する送受信切替器と、
上記送受信切替器の受信信号を検波するレーダ信号処理器と、
上記レーダ信号処理器の出力信号を元に、目標及び弾丸の距離、高角、方位角の３次元の観測値を算出する目標信号検出器と、
上記目標信号検出器からの観測値について、追尾目標に対する観測値と、弾丸に対する観測値とを、切り替えて出力する信号切替器と、
上記信号切替器からの追尾目標に対する観測値に基づいて、追尾目標の平滑値及び予測位置を算出する追尾フィルタと、
上記信号切替器からの弾丸に対する観測値に基づいて、弾丸の平滑値及び予測位置を算出する弾丸追尾フィルタと、
砲から発砲された弾丸の予測弾道を飛しょうモデルより算出する予測弾道算出器と、
上記追尾フィルタから得られる平滑値に基づいて、目標高度を算出し、対空目標或いは水上目標かを識別する目標識別器と、
上記信号切替器からの弾丸に対する観測値と、上記予測弾道算出器により算出される予測弾道を元に、弾丸の修正予測弾道を算出する修正予測弾道算出器と、
上記目標識別器にて対空目標と識別された場合、上記目標識別器を介して上記追尾フィルタから得られる追尾目標の平滑値の高角および方位角と、上記修正予測弾道算出器から得られる修正予測弾道の高角および方位角より、対空射撃における弾着観測誤差として高角誤差および方位角誤差を算出する対空弾着観測誤差算出器と、
上記目標識別器にて水上目標と識別された場合、上記目標識別器を介して上記追尾フィルタから得られる追尾目標の平滑値の距離および方位角と、上記修正予測弾道算出器から得られる修正予測弾道の距離および方位角より、水上射撃における弾着観測誤差として距離誤差および方位角誤差を算出する水上弾着観測誤差算出器と、
上記目標識別器を介して上記追尾フィルタから得られる追尾目標の平滑値と、上記弾丸追尾フィルタから得られる弾丸の平滑値と、上記対空弾観誤差算出器或いは水上弾着観測誤差算出器から得られる弾着観測誤差を表示するコンソールと、
を備えた弾着観測装置。
【請求項３】
上記対空弾着観測誤差算出器或いは水上弾着観測誤差算出器から得られる弾着観測誤差を記録し、同じ追尾目標に対し複数弾発砲した弾丸の弾着観測誤差の平均値及び標準偏差を算出し、算出した平均値を砲の発砲角修正に反映する弾着観測統計量算出器を更に備え、
上記コンソールは、上記弾着観測統計量算出器より出力された弾着観測誤差の平均値及び標準偏差を表示することを特徴とする請求項２記載の弾着観測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のビームを同時に照射可能なレーダ装置を用いて、追尾観測する目標の目標位置と、目標に向けて射出した弾体の弾着位置との誤差を算出する、弾着観測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば飛翔体のような対空目標、或いは艦船のような水上目標に対して、ビームを照射し、受信した反射波より、目標位置、速度を算出する射撃指揮装置が用いられる。射撃指揮装置は、目標位置、速度を元に、目標の未来位置と砲指向諸元を算出し、砲を制御する。
【０００３】
射撃指揮装置による対空目標に対する射撃（以下、対空射撃と呼ぶ）において、目標に対するビーム内の目標前後に弾丸を検出するための弾着観測用ゲートを設けた弾着観測装置が用いられ、発砲された弾丸がそのゲートを通過した観測値の平均は、弾着位置として算出される。また、射撃指揮装置による水上目標に対する射撃（以下、水上射撃と呼ぶ）では、発砲された弾丸は追尾目標近傍の水面に着弾し、水柱を発生させる。このとき弾着観測装置は、レーダ装置より観測される水柱位置を弾着位置として算出する。従来の弾着観測装置は、追尾観測する目標位置と弾丸の弾着位置との誤差を算出する（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１２３２４１号公報
【０００５】
【特許文献２】特開２０００−９７５９６号公報（２貢、第５図、第６図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の弾着観測装置は、以下のような問題があった。
対空射撃では、弾丸が目標前後の弾着観測用ゲートを通過しなければ、弾着位置を算出することができないため、目標前後の何れか片方のゲートのみを通過した場合や、クラッタの影響により観測条件が悪化し弾丸を検出できない場合は、弾着位置を算出することができない。
【０００７】
また、弾丸が対空目標に命中した場合、弾丸は目標後側のゲートを通過しないため、弾着位置を算出することができない。
【０００８】
また、ゲートを通過した弾丸は、ゲート内では等速直線運動するものと仮定し、検出位置の平均を弾着位置として算出するため、クラッタの影響により観測条件が悪化した場合、正確な弾着観測が困難になる。
【０００９】
また、レーダ反射面の大きい目標に対して発砲した弾丸が、目標と重なった場合、ゲート内で弾丸を検出できず、弾着位置を算出できない。
【００１０】
次に、水上射撃では、目標前後の特定の距離範囲で水柱の検出処理を行うため、弾丸が目標の極めて近くの海面上に弾着した場合、目標と水柱の識別が付かず、水柱の検出が困難になる。
【００１１】
また、弾丸が目標に命中した場合、水柱が発生しないため、弾着位置を算出することができない。
【００１２】
また、目標前後の海面が波で荒れているときは、誤って高波を水柱として検出してしまう可能性があるため、正確な弾着観測が困難になる。
【００１３】
また、弾丸が海面に着弾して発生する水柱に対して、追尾目標が大きい場合、水柱が追尾目標の影に隠れてしまい、水柱の検出が困難になる。
【００１４】
また、弾丸が海面に着弾して発生する水柱に対して、追尾目標が小さい場合、追尾目標が水柱の影に隠れてしまい、追尾目標の検出が困難になる。
【００１５】
本発明による弾着観測装置はかかる課題を解決するためになされたものであり、対空射撃におけるゲートを用いた弾丸の検出が困難な場合であっても、また水上射撃における水柱の検出が困難な場合であっても、弾着観測を精度良く行うことを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明による弾着観測装置は、砲から発砲された弾丸の予測弾道を飛しょうモデルより算出する予測弾道算出器と、レーダ装置による追尾目標に対する観測値を元に、追尾フィルタで得た追尾目標の平滑値及び予測位置平滑値に基づいて、目標高度を算出し、対空目標或いは水上目標かを識別する目標識別器と、上記レーダ装置により得られた弾丸に対する観測値と、上記予測弾道算出器により算出される予測弾道を元に、当該弾丸の修正予測弾道を算出する修正予測弾道算出器と、上記目標識別器にて対空目標と識別された場合、上記追尾フィルタで得た追尾目標の平滑値と、上記修正予測弾道算出器から得られる修正予測弾道より、弾丸の距離、高角誤差、及び方位角誤差を弾着観測誤差として算出する対空弾着観測誤差算出器と、上記目標識別器にて水上目標と識別された場合、上記追尾フィルタで得た追尾目標の平滑値と、上記修正予測弾道算出器から得られる修正予測弾道より、上記弾丸の高度が０となる時の弾丸の距離及び方位角誤差を弾着観測誤差として算出する水上弾着観測誤差算出器と、上記追尾フィルタで得た追尾目標の平滑値と、上記弾丸に対する平滑化された観測値と、上記対空弾観誤差算出器或いは水上弾着観測誤差算出器から得られる弾着観測誤差を表示するコンソールと、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、レーダ装置より追尾観測する目標位置と弾丸の弾着位置との誤差である弾着観測誤差を、精度良く算出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態１による弾着観測装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１による追尾目標及び弾丸の受信信号を例示する概念図である。
【図３】実施の形態１による修正予測弾道の算出処理の概念を示す図である。
【図４】実施の形態２による弾着観測装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る実施の形態１による弾着観測装置の構成を示すブロック図である。図において、実施の形態１の弾着観測装置は、アンテナ装置１と、送受信切替器２と、レーダ信号処理器３と、目標信号検出器４と、信号切替器５と、追尾フィルタ６と、弾丸追尾フィルタ７と、砲８と、予測弾道算出器９と、目標識別器１０と、修正予測弾道算出器１１と、対空弾着観測誤差算出器１２と、水上弾着観測誤差算出器１３と、ビーム制御器１４と、コンソール１５を備えて構成される。
【００２０】
アンテナ装置１、送受信切替器２、レーダ信号処理器３、目標信号検出器４、及びビーム制御器１４は、複数のビームを同時に照射可能なレーダ装置を構成する。弾着観測装置は、当該レーダ装置を用いて、追尾観測する目標の目標位置と、目標に向けて射出した弾体の弾着位置との誤差を算出する。
【００２１】
また、実施の形態１による弾着装置は射撃指揮装置に用いられ、射撃指揮装置との間で情報の授受を行う。この射撃指揮装置は、例えば飛翔体のような対空目標、或いは艦船のような水上目標に対して、ビームを照射し、受信した反射波より、目標位置、速度を算出する。射撃指揮装置は、当該算出した目標位置、速度を元に、目標の未来位置と砲指向諸元を算出し、目標の未来位置に基いて砲の砲口を指向制御して、目標に対して発砲する。
【００２２】
次に、実施の形態１の弾着観測装置における各構成の動作について説明する。実施の形態１の弾着観測装置は、操作員からの指示又は自動制御によって、目標及び弾丸を追尾観測することにより、追尾目標位置と弾丸の弾着位置との誤差を算出するよう構成されている。
【００２３】
まず、追尾目標と弾丸の平滑値及び予測位置の算出処理の動作から説明する。
【００２４】
ビーム制御器１４は、ビーム指向方向を制御する。ビーム制御器１４は、追尾フィルタ６及び弾丸追尾フィルタ７から、それぞれ前サンプリング回数に算出されている目標予測位置及び弾丸の予測位置が入力される。ビーム制御器１４は、入力された目標予測位置及び弾丸の予測位置に対して、それぞれビームを照射するようビーム指向位置を定め、送受信切替器２に出力する。
【００２５】
送受信切替器２は、ビーム制御器１４により定められた各ビーム指向位置に対応する送信信号を、アンテナ装置１に出力する。アンテナ装置１は、各ビーム指向方向を可変に制御可能である。アンテナ装置１は、ビーム制御器１４により定められた各ビーム指向位置に存在する追尾目標及び弾丸に対して、パルス変調されたビームを照射し、反射により受信された信号を送受信切替器２に出力する。
【００２６】
送受信切替器２は、受信された信号に対して復調、増幅の処理を行い、レーダ信号処理器３に出力する。レーダ信号処理器３は、受信信号のパルスを検波し、検波により得られたレーダ受信信号を目標信号検出器４に出力する。目標信号検出器４は、レーダ受信信号より、追尾目標及び弾丸の距離、高角、方位角の３次元の観測値を算出し、信号切替器５に出力する。信号切替器５は、信号の出力先を切り替え可能に構成されており、追尾目標に対する観測値を追尾フィルタ６に、弾丸に対する観測値を弾丸追尾フィルタ７にそれぞれ出力する。また、信号切替器５は、弾丸に対する観測値を修正予測弾道算出器１１に出力する。
【００２７】
図２は、追尾目標或いは弾丸のレーダ受信信号を例示する図である。なお、実施の形態１によるアンテナ装置１は複数のビームを同時に照射可能であるため、送受信切替器２では、追尾目標及び弾丸に対するレーダ受信信号が、それぞれ独立したビームから得られる受信信号として処理される。この際、異なるビーム間で受信信号が混信しないように、時間分割、周波数分割、符号分割や、偏波を用いた直交分割等により、適宜レーダ受信信号の復調処理を行っても良い。
【００２８】
図２において、横軸方向は距離であり、縦軸は振幅である。レーダ信号処理器３が検波したレーダ受信信号は、距離に応じた振幅情報から構成され、当該距離はパルスをビーム送信してから目標に反射し受信されるまでの時間に比例する。また、符号１６は追尾目標或いは弾丸に照射したビームのレーダ受信信号を示している。符号１７は追尾目標或いは弾丸の受信信号、符号１８はしきい値を示す。
レーダ信号処理器３の検波したレーダ受信信号が目標信号検出器４に出力されると、目標信号検出器４は、図２に示すように、符号１７の振幅が符号１８であるしきい値を超えていることを検出して、これを追尾目標或いは弾丸の受信信号と判別し、３次元の観測値を算出する。
【００２９】
ここで、目標信号検出器４にて算出された観測値は信号切替器５に出力され、追尾目標に対し照射したビームの受信信号による観測値は追尾フィルタ６に、弾丸に対し照射したビームの受信信号による観測値は弾丸追尾フィルタ７に出力される。追尾フィルタ６は数１に従い、弾丸追尾フィルタ７は数２に従い、それぞれ平滑値及び予測位置を算出する。
【００３０】
【数１】
0005799860.tif 000002
【００３１】
数１は、追尾目標の平滑値及び予測位置を算出する式である。ここで、Ｒｏｔ，Ｅｏｔ，Ｂｏｔは、追尾フィルタ６に入力された追尾目標の観測値であり、それぞれ距離、高角、方位角を示す。ｎはサンプリング回数、Ｒｓｔ（ｎ），Ｅｓｔ（ｎ），Ｂｓｔ（ｎ）はサンプリング回数ｎにおける平滑位置、ＤＲｓｔ（ｎ），ＤＥｓｔ（ｎ），ＤＢｓｔ（ｎ）はサンプリング回数ｎにおける平滑速度、Ｒｐｔ（ｎ＋１），Ｅｐｔ（ｎ＋１），Ｂｐｔ（ｎ＋１）はサンプリング回数ｎ＋１における予測位置である。また、Ｔはサンプリング間隔、α及びβは平滑定数であり、固定値を設定する。追尾フィルタ６は、算出した平滑値を目標識別器１０に出力し、算出した予測位置をビーム制御器１４に出力する。
【００３２】
【数２】
0005799860.tif 000003
【００３３】
数２は、弾丸の平滑値及び予測位置を算出する式である。ここで、Ｒｏｂ，Ｅｏｂ，Ｂｏｂは、弾丸追尾フィルタ７に入力された弾丸の観測値であり、それぞれ距離、高角、方位角を示す。ｋはサンプリング回数、Ｒｓｂ（ｋ），Ｅｓｂ（ｋ），Ｂｓｂ（ｋ）はサンプリング回数ｋにおける距離、高角、方位角の各平滑位置、ＤＲｓｂ（ｋ），ＤＥｓｂ（ｋ），ＤＢｓｂ（ｋ）はサンプリング回数ｋにおける距離、高角、方位角の各平滑速度、Ｒｐｂ（ｋ＋１），Ｅｐｂ（ｋ＋１），Ｂｐｂ（ｋ＋１）はサンプリング回数ｋ＋１における距離、高角、方位角の各予測位置である。また、Ｔはサンプリング間隔、γ及びδは平滑定数であり、固定値を設定する。算出した平滑値はコンソール１５に、予測位置はビーム制御器１４に出力される。
【００３４】
次に、発砲した弾丸の弾道及び弾着観測誤差の算出処理の動作について説明する。
砲８より弾丸を発砲後、予測弾道算出器９は砲８より出力された発砲諸元より、弾丸が飛しょうする予測弾道を算出する。この予測弾道は、弾丸の飛しょう経路を描く運動方程式を用いたモデルより算出される。予測弾道は数３、数４、数５に従い算出され、修正予測弾道算出器１１及びビーム制御器１４に出力される。
【００３５】
【数３】
0005799860.tif 000004
【００３６】
数３は、弾丸の位置に関する運動方程式である。ここで、ｘ，ｙ，ｚは、３次元空間を飛しょうする弾丸の座標を、ｖｘ，ｖｙ，ｖｚは弾丸のｘ，ｙ，ｚ軸上における速度を示す。
【００３７】
【数４】
0005799860.tif 000005
【００３８】
数４は、弾丸の速度に関する運動方程式である。ここで、ｖａは対気速度、ｖｘｗ，ｖｙｗ，ｖｚｗはそれぞれｘ，ｙ，ｚ軸上における対気速度、Ｃは抵抗係数、ｇは重力加速度を示す。
【００３９】
【数５】
0005799860.tif 000006
【００４０】
数５は、予測弾道を算出する式である。数３及び数４の運動方程式から算出される弾丸の座標ｘ，ｙ，ｚより、Ｒｂ（ｋ），Ｅｂ（ｋ），Ｂｂ（ｋ）を算出する。ここで、Ｒｂ（ｋ），Ｅｂ（ｋ），Ｂｂ（ｋ）は、サンプリング回数ｋにおける弾丸の距離、高角、方位角を示す。算出した予測弾道は、修正予測弾道算出器１１及びビーム制御器１４に出力される。
【００４１】
ビーム制御器１４は、予測弾道算出器９より算出された予測弾道に基づいてビームを照射するようビーム指向位置を定め、レーダ信号処理器３に出力する。以降、弾丸を追尾観測し、得られる観測値は、弾丸追尾フィルタ７及び修正予測弾道算出器１１へ出力する。
【００４２】
目標識別器１０は、追尾フィルタ６より出力された平滑位置を元に、目標高度を数６に従い算出する。
【００４３】
【数６】
0005799860.tif 000007
【００４４】
数６は、追尾目標の平滑値より目標高度を算出する式である。ここで、Ｚｓｔ（ｎ）は、サンプリング回数ｎにおける目標高度を示す。また、高度Ｚｓｔ（ｎ）が、ある一意に設定した数値より高い場合、目標識別器１０は、目標を対空目標と識別して、追尾フィルタ６で算出された平滑値を、対空弾着観測誤差算出器１２へ出力する。
【００４５】
また、高度Ｚｓｔ（ｎ）が、一意に設定した数値より低い場合、目標識別器１０は、目標を水上目標と識別して、追尾フィルタ６で算出した平滑値を、水上弾着観測誤差算出器１３へ出力する。また、この目標識別器１０にて識別された結果は、修正予測弾道算出器１１に出力され、修正予測弾道の出力先の切り替えに用いられる。
【００４６】
修正予測弾道算出器１１は、信号切替器５より出力された弾丸の観測値を元に、距離、高角、方位角それぞれに対し、数７に従い多項式近似による近似関数を算出する。
【００４７】
【数７】
0005799860.tif 000008
【００４８】
数７は、弾丸の観測値の近似関数を算出する式である。ここで、Ｒｖｂ（ｋ），Ｅｖｂ（ｋ）,Ｂｖｂ（ｋ）は、サンプリング回数ｋにおける近似関数の距離、高角、方位角を示す。また、Ｒｖｂ（ｋ），Ｂｖｂ（ｋ）は１次、Ｅｖｂ（ｋ）は２次の近似関数を算出する。ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇは近似係数であり、固定値を設定する。
【００４９】
図３は、修正予測弾道算出の概念を示す図である。修正予測弾道算出器１１は、サンプリング回数ｋを基準に、図３の予測弾道１９と近似関数２０を比較し、両弾道の残差が最小となる予測弾道部分２１を推定する。この推定した予測弾道部分２１以降の予測弾道２２を、近似関数２０のベクトル方向に対して平行移動することで、修正予測弾道２３を形成する。この修正予測弾道２３は、次の数８に従い算出される。
【００５０】
【数８】
0005799860.tif 000009
【００５１】
数８は、修正予測弾道を算出する式である。ここで、Ｒｒｂ（ｋ），Ｅｒｂ（ｋ），Ｂｒｂ（ｋ）は、サンプリング回数ｋにおける修正予測弾道の距離、高角、方位角を示す。また、ｒｈ，ｅｈ，ｂｈは、推定した部分以降の予測弾道２２を近似関数２０へ平行移動する平行移動量である。
【００５２】
また、修正予測弾道算出器１１は、目標識別器１０から、追尾目標が対空目標であると識別された結果を受けた場合、算出した修正予測弾道２３を、対空弾着観測誤差算出器１２に出力する。また、修正予測弾道算出器１１は、目標識別器１０から、追尾目標が水上目標であると識別された結果を受けた場合、算出した修正予測弾道２３を、水上弾着観測誤差算出器１３に出力する。
【００５３】
対空弾着観測誤差算出器１２は、目標識別器１０より出力された追尾目標の平滑位置と、修正予測弾道算出器１１より出力された修正予測弾道２３を元に、弾着観測誤差を数９に従い算出し、コンソール１５へ出力する。
【００５４】
【数９】
0005799860.tif 000010
【００５５】
数９は、対空射撃における弾着観測誤差を算出する式である。ここで、ｄＥ，ｄＢは、追尾目標の平滑値及び修正予測弾道において、距離が等しい時点における両者の高角誤差と方位角誤差を示す。算出した高角誤差ｄＥ及び方位角誤差ｄＢは、コンソール１５へ出力する。
【００５６】
また、水上弾着観測誤差算出器１３は、目標識別器１０より出力された追尾目標の平滑位置と、修正予測弾道算出器１１より出力された修正予測弾道を元に、弾着観測誤差を数１０に従い算出し、コンソール１５へ出力する。
【００５７】
【数１０】
0005799860.tif 000011
【００５８】
数１０は、水上射撃における弾着観測誤差を算出する式である。ここで、Ｚｒｂ（ｋ）は、修正予測弾道から算出されるサンプリング回数ｋにおける弾丸高度を示す。ｄＲ，ｄＢは、弾丸高度が０となる時点における追尾目標及び弾丸の距離誤差と方位角誤差を示す。算出した距離誤差ｄＲと方位角誤差ｄＢは、コンソール１５へ出力する。
【００５９】
コンソール１５は、目標識別器１０より出力された追尾目標の平滑値を常に表示し、また弾丸追尾フィルタ７で算出した弾丸の平滑値を表示し、また対空弾観誤差算出器１２或いは水上弾観誤差算出器１３で算出した弾着観測誤差を表示することで、操作員に対して砲射撃の精度を伝達することができる。
【００６０】
以上説明した通り、実施の形態１による弾着観測装置は、追尾目標及び弾丸に対してビームを照射するようにビームの指向方向を定めるビーム制御器１４と、上記ビーム制御器１４により定められたビームの指向方向で電波の送受信を行うアンテナ装置１と、上記アンテナ装置１との間で送信信号もしくは受信信号を授受する送受信切替器２と、上記送受信切替器２の受信信号を検波するレーダ信号処理器３と、上記レーダ信号処理器３の出力信号を元に、目標及び弾丸の距離、高角、方位角の３次元の観測値を算出する目標信号検出器４と、上記目標信号検出器４からの観測値について、追尾目標に対する観測値と、弾丸に対する観測値とを、切り替えて出力する信号切替器５と、上記信号切替器５からの追尾目標に対する観測値に基づいて、追尾目標の平滑値及び予測位置を算出する追尾フィルタ６と、上記信号切替器５からの弾丸に対する観測値に基づいて、弾丸の平滑値及び予測位置を算出する弾丸追尾フィルタ７と、砲から発砲された弾丸の予測弾道を飛しょうモデルより算出する予測弾道算出器９と、上記追尾フィルタ６から得られる平滑値に基づいて、目標高度を算出し、対空目標或いは水上目標かを識別する目標識別器１０と、上記信号切替器５からの弾丸に対する観測値と、上記予測弾道算出器９により算出される予測弾道を元に、弾丸の修正予測弾道を算出する修正予測弾道算出器１１と、上記目標識別器１０にて対空目標と識別された場合、上記目標識別器１０を介して上記追尾フィルタ６から得られる追尾目標の平滑値と、上記修正予測弾道算出器１１から得られる修正予測弾道より、対空射撃における弾着観測誤差を算出する対空弾着観測誤差算出器１２と、上記目標識別器１０にて水上目標と識別された場合、上記目標識別器１０を介して上記追尾フィルタ６から得られる追尾目標の平滑値と、上記修正予測弾道算出器１１から得られる修正予測弾道より、水上射撃における弾着観測誤差を算出する水上弾着観測誤差算出器１３と、上記目標識別器１０を介して上記追尾フィルタ６から得られる追尾目標の平滑値と、上記弾丸追尾フィルタ７から得られる弾丸の平滑値と、上記対空弾観誤差算出器１２或いは水上弾着観測誤差算出器１３から得られる弾着観測誤差を表示するコンソール１５と、を備えたものである。
【００６１】
これによって、複数のビームを同時に照射可能な射撃指揮装置において、目標及び弾丸からの受信信号により算出される観測値を元に、平滑値と予測位置を算出する。また、砲より弾丸を発砲直後、飛しょうモデルを用いた予測弾道及び弾丸の観測値より修正予測弾道を算出し、修正予測弾道と追尾目標の平滑値から弾着観測誤差を算出する。このように、弾丸を追尾観測することで、ゲートにより弾丸を検出することが不可能な場合や、水柱の検出が不可能な場合でも、弾着観測を実施することができる。また、飛しょうモデルと弾丸の観測値より弾道を予測することで、精度の良い弾着観測誤差を算出することができる。
【００６２】
実施の形態２．
図４は、本発明に係る実施の形態２による弾着観測装置の構成を示すブロック図である。図において、実施の形態２の弾着観測装置は、アンテナ装置１と、送受信切替器２と、レーダ信号処理器３と、目標信号検出器４と、信号切替器５と、追尾フィルタ６と、弾丸追尾フィルタ７と、砲８と、予測弾道算出器９と、目標識別器１０と、修正予測弾道算出器１１と、対空弾着観測誤差算出器１２と、水上弾着観測誤差算出器１３と、ビーム制御器１４と、コンソール１５とを備えるとともに、さらに弾着観測統計量算出器２４を備えて構成される。実施の形態１と同一符号のものは、同一相当のもので構成される。
【００６３】
実施の形態１と同様に、対空弾着観測誤差算出器１２或いは水上弾着観測誤差算出器１３より算出する弾着観測誤差は、コンソール１５に出力される。これに加えて、実施の形態２では、対空弾着観測誤差算出器１２或いは水上弾着観測誤差算出器１３より算出する弾着観測誤差が、弾着観測統計量算出器２４へ出力される。
【００６４】
弾着観測統計量算出器２４は、対空弾着観測誤差算出器１２或いは水上弾着観測誤差算出器１３から弾着観測誤差を入力されると、弾着観測誤差の統計的評価を実施する。ここでは、統計的評価として、同じ目標（追尾目標）に対し複数弾発砲した弾丸の弾着観測誤差の平均値及び標準偏差を数１０に従い算出する。ここで算出された弾着観測統計量は砲８及びコンソール１５へ出力する。
【００６５】
【数１１】
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【００６６】
数１１は、弾着観測誤差の平均値及び標準偏差を算出する式である。弾着観測誤差を算出した弾丸数をｍ、１からｍ番目までの総和処理をΣで示す。Ｒｂｍ，Ｅｂｍ，Ｂｂｍは弾着観測誤差の平均値、Ｒｂｓ，Ｅｂｓ，Ｂｂｓは弾着観測誤差の標準偏差を数１１に従い算出し、コンソール１５に出力する。また、平均値のみを砲８に出力する。
【００６７】
砲８では、弾着観測統計量算出器２４により出力された弾着観測誤差の平均値を元に、次発砲時の発砲角修正に反映する。
【００６８】
コンソール１５は、目標識別器１０より出力された追尾目標の平滑値を常に表示し、また弾丸追尾フィルタ７で算出した弾丸の平滑値を表示する。またコンソール１５は、対空弾着観測誤差算出器１２或いは水上弾着観測誤差算出器１３で算出した弾着観測誤差を表示する。またコンソール１５は、弾着観測統計量算出器２４で複数弾発砲した弾丸の弾着観測誤差の平均値及び標準偏差を表示する。これによってコンソール１５は、操作員に対して砲射撃の精度を伝達することができる。
【００６９】
以上説明した通り、実施の形態２による弾着観測装置は、上記対空弾着観測誤差算出器１２或いは水上弾着観測誤差算出器１３から得られる弾着観測誤差を記録し、同じ追尾目標に対し複数弾発砲した弾丸の弾着観測誤差の平均値及び標準偏差を算出し、算出結果を砲の発砲角修正に反映する弾着観測統計量算出器２４を更に備え、上記コンソール１５は、上記弾着観測統計量算出器２４より出力された弾着観測誤差の平均値及び標準偏差を表示することを特徴とするものである。これによって、実施の形態１による処理に加えて、複数弾発砲した弾丸の弾着観測誤差の統計的評価を実施し、砲の発砲角修正に用いることで、精度の良い砲射撃を実施することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１  アンテナ装置、２  送受信切替器、３  レーダ信号処理器、４  目標信号検出器、  ５  信号切替器、６  追尾フィルタ、７  弾丸追尾フィルタ、８  砲、９  予測弾道算出器、１０  目標識別器、１１  修正予測弾道算出器、１２  対空弾着観測誤差算出器、１３  水上弾着観測誤差算出器、１４  ビーム制御器、１５  コンソール、１６  追尾目標或いは弾丸のレーダ受信信号、１７  追尾目標或いは弾丸の受信信号、１８  しきい値、１９  予測弾道、２０  近似関数、２１  近似関数と予測弾道の残差が最小推定部分、２２  推定部分以降の予測弾道、２３  修正予測弾道、２４  弾着観測統計量算出器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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