(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導兵器のロールオリエンテーションの決定のための方法であって、
前記誘導兵器の推定横旋回速度ベクトルを生成するために、前記誘導兵器の速度に対する前記誘導兵器の横加速度ベクトル測定値の比を、プロセッサベースのシステムによって算出することと、
第１のタイプの予想される姿勢変更を生成するために、前記誘導兵器の飛行に関連付けられた時間期間にわたって、前記推定横旋回速度ベクトルを前記プロセッサベースのシステムによって積算することと、
前記誘導兵器の横旋回速度ベクトルの測定値を前記プロセッサベースのシステムによって得ることと、
第２のタイプの予想される姿勢変更を生成するために、前記誘導兵器の飛行に関連付けられた時間期間にわたって、測定された前記横旋回速度ベクトルを前記プロセッサベースのシステムによって積算することと、
前記第１のタイプの予想される姿勢変更と前記第２のタイプの予想される姿勢変更との間の相違に基づいて、重力方向ベクトルを前記プロセッサベースのシステムによって算出することとを含む、方法。
【請求項２】
前記重力方向ベクトルに基づいて、地上を指すオリエンテーション角度を算出することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記横加速度ベクトル測定値が、第１の横加速度センサによって提供されたデータと、第２の横加速度センサによって提供されたデータとのベクトル合計として算出され、前記第２の横加速度センサは、前記第１の横加速度センサに対して直交しており、前記横旋回速度ベクトルの測定値が、第１の横旋回速度センサによって提供されたデータと、第２の横旋回速度センサによって提供されたデータとのベクトル合計として算出され、前記第２の横旋回速度センサは、前記第１の横旋回速度センサに対して直交している、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の横旋回速度センサおよび前記第２の横旋回速度センサが、ジャイロスコープおよび微小電気機械システムのうちの少なくとも１つを備える、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
誘導兵器操縦の実行のために、前記誘導兵器の誘導および制御回路網に前記重力方向ベクトルを提供することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記誘導兵器操縦が、打ち上げ後に前記誘導兵器を地上に向けて旋回させること、および前記誘導兵器の最終飛行経路角度を制御することのうちの少なくとも１つを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記方法が、前記誘導兵器上で実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
誘導兵器のオリエンテーションの決定のためのシステムであって、
前記誘導兵器の横加速度ベクトルを測定するための加速度計と、
前記誘導兵器の推定横旋回速度ベクトルを生成するために、前記誘導兵器の速度に対する前記横加速度ベクトルの測定値の比を算出するためのベクトル分割回路と、
第１のタイプの予想される姿勢変更を生成するために、前記誘導兵器の飛行に関連付けられた時間期間にわたって、前記推定横旋回速度ベクトルを積算するための時間的積算回路と、
前記誘導兵器の横旋回速度ベクトルを測定するための横旋回速度センサと、
第２のタイプの予想される姿勢変更を生成するために、前記誘導兵器の飛行に関連付けられた時間期間にわたって、測定された前記横旋回速度ベクトルをさらに積算するための前記時間的積算回路と、
前記第１のタイプの予想される姿勢変更と前記第２のタイプの予想される姿勢変更との間の相違に基づいて、重力方向ベクトルを算出するためのベクトル減算回路とを備える、システム。
【請求項９】
前記加速度計が、第１の加速度センサと、第２の加速度センサとをさらに備え、前記第２の加速度センサは、前記第１の加速度センサに対して直交しており、前記システムが、前記第１の加速度センサによって提供されたデータと、前記第２の加速度センサによって提供されたデータとの合計として、前記横加速度ベクトルを算出するためのベクトル加算回路をさらに備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記横旋回速度センサが、第１の旋回速度センサと、第２の旋回速度センサとをさらに備え、前記第２の旋回速度センサは、前記第１の旋回速度センサに対して直交しており、前記システムが、前記第１の旋回速度センサによって提供されたデータと、前記第２の旋回速度センサによって提供されたデータとの合計として、前記横旋回速度ベクトルを算出するためのベクトル加算回路をさらに備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１の旋回速度センサおよび前記第２の旋回速度センサが、ジャイロスコープおよび微小電気機械システムのうちの少なくとも１つを備える、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記システムが、さらに、誘導兵器操縦の実行を可能にするために、前記誘導兵器の誘導および制御回路に前記重力方向ベクトルを提供するものである、請求項８に記載のシステム。
【請求項１３】
前記誘導兵器操縦が、打ち上げ後に前記誘導兵器を地上に向けて旋回させること、および誘導兵器の最終飛行経路角度を制御することのうちの少なくとも１つを含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記システムが、前記誘導兵器に搭載される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１５】
１つまたは複数のプロセッサによって実行されたとき、誘導兵器のオリエンテーションの決定のための演算を結果としてもたらす命令が符号化された、少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記演算が、
前記誘導兵器の推定横旋回速度ベクトルを生成するために、前記誘導兵器の速度に対する前記誘導兵器の横加速度ベクトルの測定値の比を算出することと、
第１のタイプの予想される姿勢変更を生成するために、前記誘導兵器の飛行に関連付けられた時間期間にわたって、前記推定横旋回速度ベクトルを積算することと、
前記誘導兵器の横旋回速度ベクトルの測定値を得ることと、
第２のタイプの予想される姿勢変更を生成するために、前記誘導兵器の飛行に関連付けられた時間期間にわたって、測定された前記横旋回速度ベクトルを積算することと、
前記第１のタイプの予想される姿勢変更と前記第２のタイプの予想される姿勢変更との間の相違に基づいて、重力方向ベクトルを算出することとを含む、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１６】
前記演算が、前記重力方向ベクトルに基づいて地上を指すオリエンテーション角度を算出することをさらに含む、請求項１５に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１７】
前記横加速度ベクトルの測定値が、第１の横加速度センサによって提供されたデータと、第２の横加速度センサによって提供されたデータとのベクトル合計として算出され、前記第２の横加速度センサは、前記第１の横加速度センサに対して直交しており、前記横旋回速度ベクトルの測定値が、第１の横旋回速度センサによって提供されたデータと、第２の横旋回速度センサによって提供されたデータとのベクトル合計として算出され、前記第２の横旋回速度センサは、前記第１の横旋回速度センサに対して直交している、請求項１５に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１８】
前記第１の横旋回速度センサおよび前記第２の横旋回速度センサが、ジャイロスコープおよび微小電気機械システムのうちの少なくとも１つを備える、請求項１７に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１９】
前記演算が、前記誘導兵器の操縦の実行のために、前記誘導兵器の誘導および制御回路網に前記重力方向ベクトルを提供することをさらに含み、前記誘導兵器の操縦が、打ち上げ後に前記誘導兵器を地上に向けて旋回させること、および前記誘導兵器の最終飛行経路角度を制御することのうちの少なくとも１つを含む、請求項１５に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２０】
前記コンピュータ可読記憶媒体が、前記誘導兵器に搭載される、請求項１５に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本開示は、ロケットまたは誘導兵器のロールオリエンテーションの決定に関し、より詳細には、飛行中のロケットの横加速度および横旋回速度の測定に基づくロケットロールオリエンテーションの決定に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]ロケットまたは誘導兵器のロールオリエンテーションを飛行中に決定できることが、一般的に有用である。下方向または重力を指す方向に関して明示され得るロールオリエンテーションの知識により、誘導システムがロケットの軌道を操縦または別の形で制御することが可能になる。しかし、打ち上げ時の初期ロールオリエンテーションが未知であるか、またはランダムに可変であり、ロケットは通常、打ち上げ後のブーストおよび初期化段階中に１０〜３０ヘルツの速度でスピンしているという事実により、ロールオリエンテーションを推定することは複雑である。残念なことに、ロケットロールオリエンテーションを推定するための既存の方法は、推定プロセスの間にデータが収集されている間、ロケットがいかなる操縦も実行しないことを必要とし、これは通常、５から１０秒の任意の期間をとり得る。したがって、そのような方法の使用は、オリエンテーション推定が完了するまで、特にロケットが短距離から中距離の範囲において標的をとらえることを妨げる。
【発明の概要】
【０００３】
[0003]本開示の１つの例示的な実施形態は、誘導兵器ロールオリエンテーションの決定のためのプロセッサ実施方法を提供する。方法は、誘導兵器の推定横旋回速度ベクトルを生成するために、誘導兵器の速度に対する誘導兵器の横加速度ベクトル測定値の比を算出することを含む。方法はまた、第１のタイプの予想される姿勢変更を生成するために、誘導兵器の飛行に関連付けられた時間期間にわたって、推定横旋回速度ベクトルを積算することを含む。方法は、誘導兵器の横旋回速度ベクトル測定値を得ることと、第２のタイプの予想される姿勢変更を生成するために、誘導兵器の飛行に関連付けられた時間期間にわたって、測定された横旋回速度ベクトルを積算することとをさらに含む。方法は、第１のタイプの予想される姿勢変更と第２のタイプの予想される姿勢変更との間の相違に基づいて、重力方向ベクトルを算出することをさらに含む。
【０００４】
[0004]本開示の別の例示的な実施形態は、誘導兵器ロールオリエンテーションの決定のためのシステムを提供する。システムは、誘導兵器の横加速度ベクトルを測定するように構成された加速度計を含む。システムはまた、誘導兵器の推定横旋回速度ベクトルを生成するために、誘導兵器の速度に対する横加速度ベクトル測定値の比を算出するように構成されたベクトル分割回路を含む。システムは、第１のタイプの予想される姿勢変更を生成するために、誘導兵器の飛行に関連付けられた時間期間にわたって、推定横旋回速度ベクトルを積算するように構成された時間的積算回路をさらに含む。システムは、誘導兵器の横旋回速度ベクトルを測定するように構成された横旋回速度センサをさらに含む。時間的積算回路は、第２のタイプの予想される姿勢変更を生成するために、誘導兵器の飛行に関連付けられた時間期間にわたって、測定された横旋回速度ベクトルを積算するようにさらに構成される。システムは、第１のタイプの予想される姿勢変更と第２のタイプの予想される姿勢変更との間の相違に基づいて、重力方向ベクトルを算出するためのベクトル減算回路をさらに含む。
【０００５】
[0005]本開示のさらに別の例示的な実施形態は、１つまたは複数のプロセッサによって実行されたとき、誘導兵器ロールオリエンテーションの決定のための演算を結果としてもたらす命令が符号化された、コンピュータ読み取り可能記憶媒体を提供する。演算は、誘導兵器の推定横旋回速度ベクトルを生成するために、誘導兵器の速度に対する誘導兵器の横加速度ベクトル測定値の比を算出することを含む。演算はまた、第１のタイプの予想される姿勢変更を生成するために、誘導兵器の飛行に関連付けられた時間期間にわたって、推定横旋回速度ベクトルを積算することを含む。演算は、誘導兵器の横旋回速度ベクトル測定値を得ることと、第２のタイプの予想される姿勢変更を生成するために、誘導兵器の飛行に関連付けられた時間期間にわたって、測定された横旋回速度ベクトルを積算することとをさらに含む。演算は、第１のタイプの予想される姿勢変更と第２のタイプの予想される姿勢変更との間の相違に基づいて、重力方向ベクトルを算出することをさらに含む。
【０００６】
[0006]特許請求される主題の実施形態の特徴および利点が、後続の詳細な説明を進めながら、同じ数字が同じ部分を示す図を参照することで明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】[0007]本明細書に開示される実施形態の特定のものによって構成された、ロケットオリエンテーション決定システムを含む、ロケットの特定の構成要素を示す図。
【図２】[0008]本明細書に開示される実施形態の特定のものによって構成された、ロケットオリエンテーション決定システムのより詳細なブロック図。
【図３】[0009]本明細書に開示される実施形態の特定のものよる、ロケット飛行経路に関連付けられた横加速度および速度のベクトルを示す図。
【図４】[0010]本明細書に開示される実施形態の特定のものよる、ロケット飛行経路に関連付けられた横旋回速度ベクトルを示す図。
【図５】[0011]本明細書に開示される実施形態の特定のものよる、経時的な算出された重力方向ベクトルのプロット図。
【図６】[0012]本明細書に開示される実施形態の特定のものよる、経時的な算出された重力方向角度および誤差の関連するプロット図。
【図７】[0013]本明細書に開示される実施形態の特定のものよる、ロケットオリエンテーションの決定のための方法を示すフロー図。
【図８】[0014]本明細書に開示される実施形態の特定のものよって構成された、ロケットオリエンテーションを決定するように構成されたシステムプラットフォームを概略的に示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
[0015]後続の詳細な説明は、実例の実施形態を参照して進めるが、多くのその代替策、改変形態および変形形態が当業者に明らかになるであろう。
【０００９】
[0016]全般的に、本開示は、ロケットの横加速度、速度、および旋回速度測定値に基づく、飛行中のロケットのロールオリエンテーションの決定のための技術を提供する。いくつかの実施形態では、速度は、速度測定値ではなく、ロケットの記憶された速度プロファイルに基づいてよい。本技術は、ロケット上で実行され得る。用語「ロールオリエンテーション」は、本明細書では、その単純な従来の意味に加えて、重力の力方向に対する、ロケットの長手方向軸に沿ったロケットのオリエンテーションを意味する。換言すれば、ロールオリエンテーションの知識は、ロケットの方向が上下する表示を提供する。この情報は、ロケットの軌道を操縦するか、または別の形で制御する誘導システムの能力を可能にするか、または改善する。本明細書におけるロケットという用語の使用は、精密誘導兵器の任意の形態を含み、対象とするように意図される。したがって、たとえば、ロケットオリエンテーションが知られると、そのオリエンテーションは、ロケットの誘導／制御システムに提供され、ロケットを地上に向けて旋回させること、および誘導兵器の最終飛行経路角度を制御することなどのロケット操縦の軌道成形および実行に使用され得る。
【００１０】
[0017]一実施形態によれば、開示される技術は、たとえば、コンピューティングシステム、またはそのようなシステムによって実行可能な、もしくは別の形で制御可能なソフトウェア製品において実施され得る。コンピューティングシステムは、ロケット上に搭載するか、または外部コンピューティングシステムとの通信を有することができる。システムまたは製品は、ロケットの横加速度および速度の複数のベクトル測定値を経時的に得るように、そして、ロケットの推定旋回速度を生成するために横加速度と速度との比を算出するように構成される。システムはまた、推定される姿勢変更の第１のタイプを生成するために、ロケットの飛行に関連付けられる時間期間にわたって推定旋回速度を積算するように構成される。システムは、ロケットの横旋回速度ベクトル測定値を得て、第２のタイプの予想される姿勢変更を生成するために、ロケットの飛行に関連付けられた時間期間にわたってロケットの横旋回速度ベクトル測定値を積算するようにさらに構成される。システムは、予想される姿勢変更の第１と第２のタイプとの間の相違に基づいて、重力方向ベクトルを算出するようにさらに構成される。いくつかの実施形態では、システムはまた、ロケットの操縦の実行を容易にするために、算出された重力方向ベクトルまたは関連付けられた地上を指すオリエンテーション角度をロケットの誘導および制御回路に提供するように構成される。
【００１１】
[0018]本開示に照らして理解されるように、本明細書に提供される技術は、ロケット飛行針路中、精度改善を有する連続的または周期的なアップデート推定値を用いて、ロケットのオリエンテーションの決定を提供することができる。追加的に、開示される技術は、既存の方法と比べて、オリエンテーション決定プロセス中のロケットの操縦性にいかなる制限も課さず、したがって短距離から中距離範囲における標的をロケットがとらえることを可能にする。開示される技術はまた、加速度計、旋回速度センサを含む比較的低コストの構成要素、および比較的簡単な処理回路網を使用して、複雑さを減らして効率的な方法で実施され得る。追加的に、これらの技術の少なくともいくらかの部分は、ハードウェアまたはソフトウェアまたはその組み合わせで実施され得る。
【００１２】
[0019]図１は、本明細書に開示される実施形態の特定のものにしたがって構成された、誘導兵器１００の構成要素を示す。誘導兵器、ロケット、またはミサイル１００は、モータ１０２（任意選択）と、誘導および制御システム１０４と、弾頭１１４とを含むように示される。いくつかの実施形態では、誘導兵器は、砲弾、滑空弾薬、または誘導爆弾であってよく、この場合、モータ１０２は存在しなくてよい。誘導および制御システム１０４は、オリエンテーション決定システム１１２と、横加速度センサ１０６と、横旋回速度センサ１０８と、速度センサ１１０とをさらに含むように示される。存在する場合、モータ１０２は燃料を含み、燃料は、打ち上げ時に点火され、ロケットを加速させる推進力をロケットに提供するために消費されるまで燃焼する。通常、ただし必ずしもそうではないが、モータセクションの頂部に着座する誘導および制御システム１０４はまた、ロケットを意図される標的に向けて誘導するように構成された制御回路網および関連する構成要素（図示せず）を含む。通常、ただし必ずしもそうではないが、ロケット組立体の上部に取り付けられた弾頭１１４は、爆発を起こす。
【００１３】
[0020]オリエンテーション決定システム１１２は通常、ロケットに搭載される。いくつかの実施形態では、オリエンテーション決定システム１１２は、誘導および制御システム１０４に組み込まれてよく、飛行中、（たとえば、下方向または重力を指す方向に対する）ロケットオリエンテーションのアップデートされた推定値を提供するように構成される。他の実施形態では、オリエンテーション決定システム１１２は、誘導および制御システム１０４から別個に実施されるが、誘導および制御システム１０４に通信可能に結合される。そのようないずれの場合においても、オリエンテーション決定は、以下でより詳細に説明されるように、ロケットの横加速度、速度、および旋回速度の測定値に基づく。ロケットオリエンテーションが知られると、このオリエンテーションは、誘導および制御システム１０４に提供され、ロケットを地上に向けて旋回させること、および意図される標的までの誘導兵器の最終飛行経路角度を制御することなどのロケット操縦の軌道成形および実行のために使用され得る。
【００１４】
[0021]図２は、誘導および制御システム１０４の１つの要素であり、本明細書に開示される実施形態の特定のものにしたがって構成された、ロケットオリエンテーション決定システム１１２のより詳細なブロック図である。ロケットオリエンテーション決定システム１１２は、この例では、横加速度センサ１０６と、速度センサ１１０と、ベクトル分割回路２０２と、横旋回速度センサ１０８と、時間的積算回路２０６、２０８と、ベクトル減算回路２１０とを含むように示される。いくつかの実施形態では、他の構成要素およびセンサもまた、追加の用途のために含まれてよいことが理解されよう。
【００１５】
[0022]横加速度センサ１０６は、ロケットの横平面内のロケットの加速度のベクトル成分の測定値を提供するように構成される。ロケットの横平面は、ロケットの長手方向軸（たとえば中心線）に直交する２次元平面である。これは、図３に示され、以下でより詳細に説明される。いくつかの実施形態では、横加速度センサは、横平面内の横加速度ベクトルの直交成分を提供するように各々が構成された、２つの加速度センサを含む。横加速度ベクトルは、したがって、第１の旋回横加速度センサおよび第２の横加速度センサによって提供されたデータのベクトル合計として算出され得る。
【００１６】
[0023]速度センサ１１０は、ロケットの速度ベクトルの測定値を提供するように構成される。横加速度および速度の連続測定値が、ロケットの飛行中、経時的に得られ得る。いくつかの実施形態では、速度センサは利用できないことがあり、その場合、速度推定値は、メモリ内（たとえば誘導および制御モジュール内）に記憶された速度プロファイルに基づくことができる。速度プロファイルは、ロケットの典型的な速度値対時間を含む、データベースの表または他の形態であってよい。
【００１７】
[0024]ベクトル分割回路２０２は、たとえば各サンプル時間において、対応するサンプル時間におけるロケットの推定旋回速度２２０を生成するために、測定ベクトル測定値に対する横加速度ベクトル測定値の比を算出するように構成される。時間的積算回路２０６は、予想される姿勢変更の「第１のタイプ」２２４を生成し、アップデートするために、ロケットの飛行に関連付けられた時間期間にわたって、推定旋回速度２２０を積算するように構成される。たとえば、時間ｔ＝０秒から時間ｔ＝５秒まで（たとえば打ち上げから打ち上げ５秒後まで）の初期積算が、（「第１のタイプ」）の予想される姿勢変更の初期推定値を提供することができる。続いて、時間ｔ＝１０秒まで積算を継続することにより、改善された推定値が提供される。いくつかの実施形態では、積算は、打ち上げから衝突の間の任意の所望の時間期間にわたって実行され得る。いくつかの実施形態では、積算は、（「第１のタイプの」）予想される姿勢変更２２４の連続的にアップデートされる推定値を連続的に生み出しながら、連続的に実行され得る。
【００１８】
[0025]横旋回速度センサ１０８は、ロケットの横旋回速度ベクトル２２２の測定値を提供するように構成される。ロケットの旋回速度ベクトルは、ロケットの旋回角度および方向（たとえば一秒あたりの角度）の変化を表示する。横旋回速度ベクトル２２２は、図４に示され、以下でより詳細に説明されるように横平面内に位置する、この旋回速度ベクトルのベクトル成分である。いくつかの実施形態では、横旋回速度センサは、ジャイロスコープまたは微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）速度センサを含む。いくつかの実施形態では、横旋回速度センサは、横平面内の旋回速度ベクトルの直交成分を提供するように各々が構成された、２つの旋回速度センサを含む。横旋回速度ベクトルは、したがって、第１の旋回速度センサおよび第２の旋回速度センサによって提供されたデータのベクトル合計として算出され得る。
【００１９】
[0026]時間的積算回路２０８は、予想される姿勢変更の「第２のタイプ」２２６を生成するために、ロケットの飛行に関連付けられた時間期間にわたって、横旋回速度ベクトル測定値２２２を積算するように構成される。時間的積算回路２０８の演算は、上記で説明されたような回路２０６のものに類似しており、いくつかの実施形態では、時間的積算回路２０８および時間的積算回路２０６は、共通の、または共有される回路であってよい。たとえば、時間ｔ＝０秒から時間ｔ＝５秒まで（たとえば打ち上げから打ち上げ５秒後まで）の初期積算が、（「第２のタイプ」）の予想される姿勢変更の初期推定値を提供することができる。続いて、時間ｔ＝１０秒まで積算を継続することにより、改善された推定値が提供され、積算は、（「第２のタイプの」）予想される姿勢変更２２６の連続的にアップデートされた推定値を連続的に生み出す連続積算を含んで、打ち上げから衝突の間の任意の所望の時間期間にわたって実行され得る。
【００２０】
[0027]ベクトル減算回路２１０は、（たとえば任意の所与の積算時間にわたる）第１のタイプの予想される姿勢変更２２４と第２のタイプの予想される姿勢変更２２６との間のベクトル相違として重力方向ベクトルを算出するように構成される。これは、図５および６に示され、以下でより詳細に説明される。地上を指すオリエンテーション角度もまた、重力方向ベクトル（たとえばベクトルの位相）に基づいて算出され得る。
【００２１】
[0028]システム１１２は、ロケット操縦の実行を可能にするために、ロケットの誘導および制御回路に重力方向ベクトル（および／または地上を指すオリエンテーション角度）を提供するようにさらに構成される。ロケット操縦は、たとえば、航空機または他の打ち上げプラットフォームからの打ち上げ後、ロケットが十分な高度に達するとロケットを地上に向けて旋回させること、または別の形で、最大限の破壊力および最小限の地上衝突影響を達成するために、衝突に向かうロケットの最終飛行経路角度を制御することを含むことができる。ロケットは、したがって、オリエンテーション推定値が算出されおよび／または精密化されている間、低減された範囲において標的をとらえるように機体を操縦または別の形で制御することができる。追加的に、そのような操縦は、ロケットの最大限の範囲を延ばすようにロケットの垂直軌道の成形を可能にすることができる。
【００２２】
[0029]図３は、本明細書に開示される実施形態の特定のものによる、ロケット飛行経路に関連付けられた横加速度および速度ベクトルを示す。ロケット１００は、たとえば直交軸ｘ、ｙ、およびｚによって説明される慣性基準フレーム３００内で軌道３０８に沿って進行するように示される。ロケット軌道は、たとえば、固定翼または回転翼の航空機などのプラットフォームからの打ち上げから始まり、意図される標的に向けて続くことができる。ロケット１００は、通常は３次元ベクトルによって説明され得る加速度を受けていることができる。
【００２３】
[0030]横加速度ベクトル３０６は、横平面３０２内に（たとえばｘおよびｙ軸に沿って）位置するロケットの加速度ベクトルの２次元成分である。横平面３０２は、ロケットの長手方向軸（たとえば中心線）に対して直交する平面である。横加速度ベクトル３０６は、たとえばｘ軸およびｙ軸方向に沿った直交ベクトル成分３１０および３１２に分解されてよく、これらベクトルの各々は、一実施形態によれば、別個のセンサによって測定され得る。ロケットの速度ベクトル３０４もまた、示される。このベクトルは、ロケットの速度および方向を明示する。
【００２４】
[0031]図４は、本明細書に開示される実施形態の特定のものによる、ロケット飛行経路に関連付けられた横旋回速度ベクトルを示す。ロケット１００は、たとえば、直交軸ｘ、ｙ、およびｚによって説明される慣性基準フレーム４００内で軌道４０８に沿って進行するように示される。ロケット１００は、結果として方向の変更をもたらす操縦を実行していてよい。（たとえば旋回角度４１０）の方向変更の速度は、通常、３次元旋回速度ベクトルによって説明され得る。横旋回速度ベクトル４１２は、横平面４０２内に（たとえばｘおよびｙ軸に沿って）位置するロケットの旋回速度ベクトルの２次元成分である。先に説明された横平面４０２は、ロケットの長手方向軸（たとえば中心線）に対して直交する平面である。横旋回速度ベクトル４１２は、たとえばｘ軸およびｙ軸方向に沿った直交ベクトル成分４０４および４０６に分解されてよく、これらベクトルの各々は、一実施形態によれば、別個のセンサまたはジャイロスコープによって測定され得る。
【００２５】
[0032]図５は、本明細書に開示される実施形態の特定のものによる、算出された重力方向ベクトルの経時的なプロット５００を示す。旋回速度測定に基づく予想される姿勢変更は、ヨー角およびピッチ角に関して、ｔ＝０秒からｔ＝２０秒の例示的なロケット飛行時間にわたるプロット５０２として示される。横加速度測定に基づく、対応する予想される姿勢変更は、同じ時間期間にわたるプロット５０４として示される。結果として生じる推定重力方向ベクトルもまた、時間ｔ＝１０秒（ベクトル５０８）および時間ｔ＝２０秒（ベクトル５１０）において示される。これらのプロットから分かるように、２つの予想される姿勢変更５０２と５０４との間の相違の大きさは、比較的一致した方向に経時的に増加し、その精度は大きさが増加するにつれて改善する。
【００２６】
[0033]図６は、本明細書に開示される実施形態の特定のものによる、例示的な算出された重力方向角度６０２および誤差６０４の経時的なプロットを示す。推定重力方向６０６および実際の（または真の）重力方向６０８が、左の極座標プロット６０２内に示されており、ここでは同心リングは、元のリングにおけるゼロ秒から最も外側のリングにおける２０秒までの時間を表示する。図で分かるように、推定値は、数秒後にほぼ１３５度の真の値に収束する。これは、右側の関連する角度誤差プロット６０４でも分かることができ、このプロットは、５秒の飛行時間が経過する前に誤差推定量が５度未満に減少することを示す。
方法論
[0034]図７は、本開示の実施形態による、ロケットオリエンテーションの決定のための例示的な方法７００を示すフロー図である。図で分かるように、例示的な方法７００は、いくつかの段階およびサブプロセスを含み、その順序は、実施形態ごとに変わり得る。しかし、全体として考えたとき、これらの段階およびサブプロセスは、本明細書に開示される実施形態の特定のものによる、自動化されたロケットオリエンテーション決定のためのプロセスを形成する。これらの実施形態は、たとえば、上記で説明されたような図２に示されるシステムアーキテクチャを使用して実施され得る。しかし、本開示に照らして明らかになるように、他のシステムアーキテクチャが、他の実施形態において使用され得る。この目的のために、図７に示されるさまざまな機能と図２に示される特有の構成要素との相関付けは、構造的および／または使用上の制限を示すようには意図されない。そうではなく、他の実施形態は、たとえば、複数の機能が１つのシステムによって効果的に実行される、さまざまな集積度を含むことができる。たとえば、代替の実施形態では、方法７００の機能のすべてを実行するために単一のモジュールが使用され得る。したがって、他の実施形態は、実施粒度に応じてより少ない、またはより多いモジュールおよび／またはサブモジュールを有することができる。数多くの変形形態および代替的構成が、本開示に照らして明らかになるであろう。
【００２７】
[0035]図７に示されるように、１つの実施形態では、ロケットロールオリエンテーション決定のための方法７００は、演算７１０において、たとえばロケットの打ち上げから衝突の間の複数時間について、ロケットの横加速度ベクトル測定値および速度ベクトル測定値（または記憶された速度プロファイルからの読み取り値）を得ることによって始める。いくつかの実施形態では、横加速度ベクトル測定値は、第１の横加速度センサによって提供されたデータと、第２の横加速度センサによって提供されたデータとのベクトル合計として算出され、ここでは第２のセンサは、第１のセンサによって測定されたものに直交する方向の横加速度を測定する。演算７２０において、速度ベクトル測定値に対する横加速度ベクトル測定値の比が、ロケットの推定旋回速度を生成するために算出される。次に、演算７３０において、推定旋回速度は、第１のタイプの予想される姿勢変更を生成するために、ロケットの飛行に関連付けられた時間期間にわたって積算される。
【００２８】
[0036]演算７４０において、ロケットの横旋回速度ベクトル測定値が、たとえば、ロケットの打ち上げから衝突の間の複数時間について得られる。いくつかの実施形態では、横旋回速度ベクトル測定値は、第１の横旋回速度センサによって提供されたデータと、第２の横旋回速度センサによって提供されたデータとのベクトル合計として算出され、ここでは第２のセンサは、第１のセンサによって測定されるものに直交する方向の旋回速度を測定する。演算７５０において、横旋回速度ベクトル測定値は、第２のタイプの予想される姿勢変更を生成するために、ロケットの飛行に関連付けられた時間期間にわたって積算される。
【００２９】
[0037]演算７６０において、重力方向ベクトルが、第１のタイプの予想される姿勢変更と第２のタイプの予想される姿勢変更との間の相違に基づいて算出される。いくつかの実施形態では、地上を指すオリエンテーション角度が、次いで、重力方向ベクトルに基づいて算出され得る。ロケットオリエンテーションが知られると、このオリエンテーションは、誘導および制御システム１０４に提供され、ロケットを地上に向けて旋回させること、および／または意図される標的までの誘導兵器の最終飛行経路角度を制御するなどのロケット操縦の軌道成形および実行のために使用され得る。追加的に、そのような操縦は、ロケットの最大限の範囲を延ばすようにロケットの垂直軌道の成形を可能にすることができる。
例示的なシステム
[0038]図８は、本明細書において開示されるようなロケットのオリエンテーション（たとえば重力または下方向を指す方向）を決定するように構成された例示的なシステム８００を示す。いくつかの実施形態では、システム８００は、ホストであってよいか、または別の形でロケットの誘導および制御モジュールに組み込まれてよいプラットフォーム８１０を備える。
【００３０】
[0039]いくつかの実施形態では、プラットフォーム８１０は、プロセッサ８２０、メモリ８３０、ネットワークインターフェース８４０、入力／出力（Ｉ／Ｏ）システム８５０、横加速度センサ（たとえば加速度計）１０６、横旋回速度センサ１０８（たとえばジャイロスコープ、ＭＥＭＳセンサ）、速度センサ１１０、記憶システム８７０、および本明細書において説明されるようなオリエンテーション決定システム１１２の任意の組み合わせを備えることができる。さらに図で分かるように、バスおよび／またはインターコネクト８９２もまた、上記で挙げられたさまざまな構成要素および／または図示されない他の構成要素の間の通信を可能にするために提供される。プラットフォーム８１０は、ロケット上の他のコンピューティングシステムおよびプラットフォームとの通信、または、たとえば無線通信を介した、他の地上もしくは空上のリソースとの通信を可能にするためにネットワークインターフェース８４０を介してネットワーク８９４に結合され得る。図８のブロック図に反映されていない他の構成部品および機能性は、本開示に照らして明らかになり、また、他の構成要素がいかなる特定のハードウェア構成にも限定されないことが理解されよう。
【００３１】
[0040]プロセッサ８２０は、任意の適切なプロセッサであることができ、システム８００に関連付けられた演算を制御および処理するのを助けるために、１つまたは複数のコプロセッサまたは制御装置を含むことができる。いくつかの実施形態では、プロセッサ８２０は、任意の数のプロセッサコアとして実装され得る。プロセッサ（またはプロセッサコア）は、たとえば、マイクロプロセッサ、組み込みプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、グラフィックプロセッサ（ＧＰＵ）、ネットワークプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、またはコードを実行するように構成された他のデバイスなどの任意のタイプのプロセッサであってよい。プロセッサは、これらが１コアあたり２つ以上のハードウェアスレッドコンテキスト（または「ロジカルプロセッサ」）を含むことができる点で、マルチスレッド型コアであってよい。プロセッサ８２０は、複合命令セットコンピュータ（ＣＩＳＣ：complex instruction set computer）または縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ：reduced instruction set computer）プロセッサとして実装され得る。
【００３２】
[0041]メモリ８３０は、たとえばフラッシュメモリおよび／またはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含むデジタル記憶装置の任意の適切なタイプを使用して実装され得る。いくつかの実施形態では、メモリ８３０は、当業者に知られているようなさまざまな層のメモリ階層および／またはメモリキャッシュを含むことができる。メモリ８３０は、それだけ限定されないが、ＲＡＭ、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）またはスタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）デバイスなどの揮発性メモリデバイスとして実装され得る。記憶システム８７０は、それだけに限定されないが、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ドライブ、光学ディスクドライブ、テープドライブ、内部記憶デバイス、取り付けられた記憶デバイス、フラッシュメモリ、バッテリバックアップ式シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、および／またはネットワークアクセス可能な記憶デバイスの１つまたは複数などの非揮発性記憶デバイスとして実装され得る。いくつかの実施形態では、記憶装置８７０は、複数のハードドライブが含まれる場合、高価なデジタル媒体に対する記憶性能を高めた保護を増大させるための技術を備えることができる。
【００３３】
[0042]プロセッサ８２０は、オペレーティングシステム（ＯＳ）８８０を実行するように構成されてよく、このオペレーティングシステムは、たとえばグーグルアンドロイド（Ｇｏｏｇｌｅ  Ｉｎｃ．、カリフォルニア州、マウンテンビュー）、マイクロソフトウィンドウズ（登録商標）（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｃｏｒｐ．、ワシントン州、レドモンド）、リナックス（登録商標）、アップル  ＯＳ  Ｘ（Ａｐｐｌｅ  Ｉｎｃ．、カリフォルニア州、クパチーノ）および／またはさまざまなリアルタイムオペレーティングシステムなどの任意の適切なオペレーティングシステムを備えることができる。本開示に照らして理解されるように、本明細書において提供される技術は、システム８００を併用して提供された特定のオペレーティングシステム無しでも実施可能であり、したがって、任意の適切な既存のまたは今後開発されるプラットフォームを使用して実施されてもよい。
【００３４】
[0043]ネットワークインターフェース回路８４０は、コンピュータシステム８００の他の構成要素および／またはネットワーク８９４の間の有線および／またはワイヤレス接続を可能にし、それによってシステム８００が他のローカルおよび／またはリモートコンピューティングシステム、サーバ、および／またはリソースと通信することを可能にする、任意の適切なネットワークチップまたはチップセットであることができる。有線通信は、たとえば、イーサネット（登録商標）などの既存の（またはまだ開発されていない）規格に適合することができる。例示的なワイヤレスネットワークは、それだけに限定されないが、衛星ネットワークを含むことができる。
【００３５】
[0044]Ｉ／Ｏシステム８５０は、さまざまなＩ／Ｏデバイスとコンピュータシステム８００の他の構成要素との間をインターフェース接続するように構成され得る。Ｉ／Ｏデバイスは、それだけに限定されないが、横加速度センサ１０６、横速度センサ１０８、速度センサ１１０、ならびにテストポート、キーボード、およびディスプレイ要素などの図示されない他のデバイスを含むことができる。
【００３６】
[0045]いくつかの実施形態では、システム８００のさまざまな構成要素が、システムオンチップ（ＳｏＣ）アーキティクチャにおいて組み合わせられるか、または統合されてよいことが理解されよう。いくつかの実施形態では、構成要素は、ハードウェア構成要素、ファームウェア構成要素、ソフトウェア構成要素、またはハードウェア、ファームウェア、またはソフトウェアの任意の適切な組み合わせであってよい。
【００３７】
[0046]オリエンテーション決定システム１１２は、ロケットの横加速度および旋回速度の測定値に基づき、飛行中のロケットオリエンテーションの推定値を提供する。ロケットオリエンテーション推定値は、本開示の実施形態により、ロケットが進行し操縦されるときに精度改善を伴って経時的にアップデートされ得る。オリエンテーション決定システム１１２は、図２に示され上記で説明された構成要素の任意またはすべてを含むことができる。オリエンテーション決定システム１１２は、結合されるか、または別の形でシステム８００の一部を形成する多様な適切なソフトウェアおよび／またはハードウェアを併用して実施されるか、または別の形で使用され得る。
【００３８】
[0047]さまざまな実施形態では、システム８００は、ワイヤレスシステム、有線システム、または両方の組み合わせとして実装され得る。ワイヤレスシステムとして実装される場合、システム８００は、１つまたは複数のアンテナ、送信機、受信器、送受信機、増幅器、フィルタ、制御ロジックなどの、ワイヤレス共有媒体を介して通信するのに適した構成要素およびインターフェースを含むことができる。ワイヤレス共有媒体の一例は、無線周波数スペクトルなどのワイヤレススペクトルの部分を含むことができる。有線システムとして実装される場合、システム８００は、入力／出力アダプタ、入力／出力アダプタを対応する有線通信媒体に接続するための物理的コネクタ、ネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）などの、有線通信媒体を介して接続するのに適した構成要素およびインターフェースを含むことができる。有線通信媒体の例は、ワイヤ、ケーブル金属リード、印刷回路板（ＰＣＢ）、バックプレーン、スイッチファブリック、半導体材料、ツイストペア線、同軸ケーブル、光ファイバなどを含むことができる。
【００３９】
[0048]さまざまな実施形態は、ハードウェア要素、ソフトウェア要素、または両方の組み合わせを使用して実施され得る。ハードウェア要素の例は、プロセッサ、マイクロプロセッサ、回路、回路要素（たとえばトランジスタ、レジスタ、コンデンサ、インダクタなど）、集積回路、ＡＳＩＣ、プログラマブルロジックデバイス、デジタル信号プロセッサ、ＦＰＧＡ、ロジックゲート、レジスタ、半導体デバイス、チップ、マイクロチップ、チップセットなどを含むことができる。ソフトウェアの例は、ソフトウェア構成要素、プログラム、アプリケーション、コンピュータプログラム、アプリケーションプログラム、システムプログラム、マシンプログラム、オペレーティングシステムソフトウェア、ミドルウェア、ファームウェア、ソフトウェアモジュール、ルーティン、サブルーティン、機能、方法、手順、ソフトウェアインターフェース、アプリケーションプログラムインターフェース、命令セット、コンピューティングコード、コンピュータコード、コードセグメント、コンピュータコードセグメント、言語、値、シンボル、またはこれらの任意の組み合わせを含むことができる。ハードウェア要素を使用して実施形態が実施されるか、および／またはソフトウェア要素を使用して実施形態が実施されるかの決定は、所望の計算速度、パワーレベル、耐熱性、処理サイクルバジェット、入力データ速度、出力データ速度、メモリリソース、データバス速度、および他の設計または性能の制約などの任意の数の要因にしたがって変わり得る。
【００４０】
[0049]いくつかの実施形態は、表現「結合される」および「接続される」をこれらの派生語と共に使用して説明され得る。これらの用語は、互いに同義語としては意図されない。たとえば、いくつかの実施形態は、２つまたはそれ以上の要素が互いに直接物理的にまたは電気的に接続状態にあることを表示するために用語「接続される」および／または「結合される」を使用して説明され得る。しかし、用語「結合される」はまた、２つまたはそれ以上の要素が互いに直接接触状態にないが、依然として互いに共働するか、または相互作用することを意味することもできる。
【００４１】
[0050]本明細書に開示されるさまざまな実施形態は、さまざまな形態のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、および／または特殊用途プロセッサで実施され得る。たとえば、１つの実施形態では、少なくとも１つの非一時的なコンピュータ可読記憶媒体には、１つまた複数のプロセッサによって実行されたとき、本明細書に開示されるロケットオリエンテーション決定方法の１つまたは複数を実施させる命令が符合化されている。命令は、Ｃ、Ｃ＋＋、オブジェクト指向Ｃ、Ｊａｖａ（登録商標）、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（登録商標）、Ｖｉｓｕａｌ  Ｂａｓｉｃ  ．ＮＥＴ、初心者向け汎用記号命令コード（ＢＡＳＩＣ：Beginner’s All-Purpose Symbolic Instruction Code）などの適切なプラグラミング言語を使用するか、または代替的にカスタムまたはプロプライエタリの命令セットを使用して符合化され得る。命令は、メモリデバイス上で実体的に具現化され、任意の適切なアーキティクチャを有するコンピュータによって実行され得る１つまたは複数のコンピュータソフトウェアアプリケーションおよび／またはアプレットの形態で提供され得る。本明細書に開示されるコンピュータソフトウェアアプリケーションは、任意の数の異なるモジュール、サブモジュール、または個別機能の他の構成要素を含むことができ、さらに他の構成要素に情報を提供するか、または構成要素から情報を受信することができる。命令において反映されない他の構成部品および機能は、本開示に照らして明らかであり、他の実施形態が任意の特定のハードウェアまたはソフトウェア構成に限定されないことが、理解されよう。したがって、他の実施形態では、システム８００は、図８の例示的な実施形態に含まれるものと比較して、追加の、より少ない、または代替的なサブ構成要素を備えることができる。
【００４２】
[0051]前述の非一時的コンピュータ可読媒体は、ハードドライブ、サーバ、フラッシュメモリおよび／またはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、またはメモリの組み合わせなどの、デジタル情報を記憶するための任意の適切な媒体であってよい。代替の実施形態では、本明細書に開示する構成要素および／またはモジュールは、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などのゲートレベルロジック、または代替的には、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの専用の半導体を含むハードウェアと共に実装され得る。さらに他の実施形態は、データを受信し、出力するためのいくつかの入力／出力ポートと、本明細書において開示されるさまざまな機能を実施するためのいくつかの組み込みルーティンとを有するマイクロコントローラによって実施され得る。ハードウェア、ソフトウェア、およびファームウェアの任意の適切な組み合わせが使用可能であり、他の実施形態が任意の特定システムアーキテクチャに限定されないことが、理解されよう。
【００４３】
[0052]いくつかの実施形態は、たとえば、マシンによって実行されたときに実施形態にしたがって方法および／または演算をマシンに実行させることができる、命令または命令のセットを記憶することができるマシン可読媒体またはアーティクルを使用して実施され得る。そのようなマシンは、たとえば、任意の適切な処理プラットフォーム、コンピューティングプラットフォーム、コンピューティングデバイス、処理デバイス、コンピューティングシステム、処理システム、コンピュータ、プロセスなどを含むことができ、ハードウェアおよび／またはソフトウェアの任意の適切な組み合わせを使用して実施され得る。マシン可読媒体またはアーティクルは、たとえば、メモリユニット、メモリデバイス、メモリアーティクル、メモリ媒体、記憶デバイス、記憶アーティクル、記憶媒体、および／または記憶ユニットの任意の適切なタイプ、たとえば、メモリ、取り外し可能または取り外し不能媒体、消去可能または消去不能媒体、書き込み可能または書き換え可能媒体、デジタルまたはアナログ媒体、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、コンパクトディスク記録可能（ＣＤ−Ｒ）メモリ、コンパクトディスク書き換え可能（ＣＲ−ＲＷ）メモリ、光ディスク、磁気媒体、光磁気媒体、取り外し可能メモリカードまたはディスク、さまざまなタイプのデジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）、テープ、カセットなどを含むことができる。命令は、任意の適切な高レベル、低レベル、オブジェクト指向型、ビジュアル、コンパイル済みおよび／または解釈済みのプログラミング言語を使用して実施される、ソースコード、コンパイル済みコード、解釈済みコード、実行可能コード、スタティックコード、ダイナミックコード、暗号化されたコードなどの任意の適切なタイプのコードを含むことができる。
【００４４】
[0053]別途明示的に述べられない限り、用語「処理する」、「計算する」、「算出する」、「決定する」などは、コンピュータシステムのレジスタおよび／またはメモリユニット内の物理量として表わされる（たとえば電子）データを、コンピュータシステムのレジスタ、メモリユニット、または他のそのような情報記憶送信またはディスプレイ内の物理量として同様に表わされる他のデータになるように操作および／または変換する、コンピュータもしくはコンピュータシステム、または類似の電子コンピューティングデバイスの動作および／またはプロセスを指す。実施形態は、この文脈において限定されない。
【００４５】
[0054]本明細書の任意の実施形態に使用される用語「回路」または「回路網」は、機能的なものであり、たとえば、直結回路網、１つまたは複数の個々の命令処理コアを備えるコンピュータプロセッサなどのプログラム可能な回路網、状態マシン回路網および／またはプログラム可能な回路網によって実行される命令を記憶するファームウェアを単独で、または任意の組み合わせで備えることができる。回路網は、本明細書に説明される１つまたは複数の演算を実行するために１つまたは複数の命令を実行するように構成されたプロセッサおよび／または制御装置を含むことができる。命令は、たとえば、前述の演算の任意のものを回路網に実行させるように構成された、たとえば、アプリケーション、ソフトウェア、ファームウェアなどとして具現化され得る。ソフトウェアは、コンピュータ可読記憶デバイス上に記録されたソフトウェアパッケージ、コード、命令、命令セットおよび／またはデータとして具現化され得る。ソフトウェアは、任意の数のプロセスを含むように具現化されるか、または実装されてよく、プロセスは、さらに、階層の形で任意の数のスレッドなどを含むように具現化されるか、または実施されてよい。ファームウェアは、メモリデバイス内でハードコード化された（非揮発性）コード、命令、または命令セットおよび／またはデータとして具現化され得る。回路網は、より大きいシステム、たとえば集積回路（ＩＣ）、特定用途向け集積回路（ＩＣ）、システムオンチップ（ＳｏＣ）などの一部を形成する回路網として集合的にまたは個々に具現化され得る。他の実施形態は、プログラム可能な制御デバイスによって実行されるソフトウェアとして実施され得る。そのような場合、用語「回路」または「回路網」は、ソフトウェアを実行することができるプログラム可能な制御デバイスまたはプロセッサなどのソフトウェアおよびハードウェアの組み合わせを含むように意図される。本明細書に説明されるように、さまざまな実施形態が、ハードウェア要素、ソフトウェア要素、またはこれらの任意の組み合わせを使用して実施され得る。ハードウェア要素の例は、プロセッサ、マイクロプロセッサ、回路、回路要素（たとえばトランジスタ、レジスタ、コンデンサ、インダクタなど）、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ロジックゲート、レジスタ、半導体デバイス、チップ、マイクロチップ、チップセットなどを含むことができる。
【００４６】
[0055]実施形態の完全な理解を提供するために、数多くの特有の詳細が記載されてきた。しかし、実施形態がこれら特有の詳細無しで実践されてよいことが当業者によって理解されるであろう。他の場合、実施形態をあいまいにしないように、よく知られている演算、構成要素、および回路は、詳細には説明されていない。本明細書に開示される特有の構造的および機能的詳細は、代表的なものになることができ、本実施形態の範囲を必ずしも限定するとは限らないことが理解され得る。加えて、構造的特徴および／または方法的作動特有の言語で主題が説明されてきたが、付属の特許請求の範囲に定義された主題は、本明細書において説明される特有の特徴または作動に必ずしも限定されないことを理解されよう。そうではなく、本明細書に説明される特有の特徴および作動は、特許請求の範囲を実施する例示的な形態として開示される。
さらなる例示的な実施形態
[0056]以下の例は、さらなる実施形態に関し、これらから、数多くの置き換えおよび構成が明らかになるであろう。
【００４７】
[0057]本開示の１つの例示的な実施形態は、誘導兵器ロールオリエンテーションの決定のためのプロセッサ実施方法を提供する。方法は、誘導兵器の推定横旋回速度ベクトルを生成するために、誘導兵器の速度に対する誘導兵器の横加速度ベクトル測定値の比を算出することを含む。方法はまた、第１のタイプの予想される姿勢変更を生成するために、誘導兵器の飛行に関連付けられた時間期間にわたって、推定横旋回速度ベクトルを積算することを含む。方法は、誘導兵器の横旋回速度ベクトル測定値を得ることと、第２のタイプの予想される姿勢変更を生成するために、誘導兵器の飛行に関連付けられた時間期間にわたって、測定された横旋回速度ベクトルを積算することとをさらに含む。方法は、第１のタイプの予想される姿勢変更と第２のタイプの予想される姿勢変更との間の相違に基づいて、重力方向ベクトルを算出することをさらに含む。いくつかの場合、方法は、重力方向ベクトルに基づいて地上を指すオリエンテーション角度を算出することをさらに含む。いくつかの場合、横加速度ベクトル測定値は、第１の横加速度センサによって提供されたデータと、第２の横加速度センサによって提供されたデータとのベクトル合計として算出され、第２の横加速度センサは、第１の横加速度センサに対して直交する。いくつかのそのような場合、横旋回速度ベクトル測定値は、第１の横旋回速度センサによって提供されたデータと、第２の横旋回速度センサによって提供されたデータとのベクトル合計として算出され、第２の横旋回速度センサは、第１の横旋回速度センサに対して直交する。いくつかのそのような場合、第１の横旋回速度センサおよび第２の横旋回速度センサは、ジャイロスコープおよび微小電気機械システムのうちの少なくとも１つを備える。いくつかの場合、方法は、誘導兵器操縦の実行のために、誘導兵器の誘導および制御回路網に重力方向ベクトルを提供することをさらに含む。いくつかのそのような場合、誘導兵器操縦は、打ち上げ後に誘導兵器を地上に向けて旋回させること、および誘導兵器の最終飛行経路角度を制御することのうちの少なくとも１つを含む。いくつかの場合、方法は、誘導兵器上で実施される。
【００４８】
[0058]本開示の別の例示的な実施形態は、誘導兵器ロールオリエンテーションの決定のためのシステムを提供する。システムは、誘導兵器の横加速度ベクトルを測定するように構成された加速度計を含む。システムはまた、誘導兵器の推定横旋回速度ベクトルを生成するために、誘導兵器の速度に対する横加速度ベクトル測定値の比を算出するように構成されたベクトル分割回路を含む。システムは、第１のタイプの予想される姿勢変更を生成するために、誘導兵器の飛行に関連付けられた時間期間にわたって、推定横旋回速度ベクトルを積算するように構成された時間的積算回路をさらに含む。システムは、誘導兵器の横旋回速度ベクトルを測定するように構成された横旋回速度センサをさらに含む。時間的積算回路は、第２のタイプの予想される姿勢変更を生成するために、誘導兵器の飛行に関連付けられた時間期間にわたって、測定された横旋回速度ベクトルを積算するようにさらに構成される。システムは、第１のタイプの予想される姿勢変更と第２のタイプの予想される姿勢変更との間の相違に基づいて、重力方向ベクトルを算出するためのベクトル減算回路をさらに含む。いくつかの場合、加速度計は、第１の加速度センサと、第２の加速度センサとをさらに含み、第２の加速度センサは、第１の加速度センサに対して直交しており、システムは、第１の加速度センサによって提供されたデータと第２の加速度センサによって提供されたデータの合計として、横加速度ベクトルを算出するためのベクトル加算回路をさらに含む。いくつかの場合、横旋回速度センサは、第１の旋回速度センサと、第２の旋回速度センサとをさらに備え、第２の旋回速度センサは、第１の旋回速度センサに対して直交しており、システムは、第１の旋回速度センサによって提供されたデータと、第２の旋回速度センサによって提供されたデータとの合計として横旋回速度ベクトルを算出するためのベクトル加算回路をさらに備える。いくつかのそのような場合、第１の旋回速度センサおよび第２の旋回速度センサは、ジャイロスコープおよび微小電気機械システムのうちの少なくとも１つを備える。いくつかの場合、システムは、誘導兵器操縦の実行を可能にするために、誘導兵器の誘導および制御回路に重力方向ベクトルを提供するようにさらに構成される。いくつかのそのような場合、誘導兵器操縦は、打ち上げ後に誘導兵器を地上に向けて旋回させること、および誘導兵器の最終飛行経路角度を制御することのうちの少なくとも１つを含む。いくつかの場合、システムは誘導兵器に搭載される。
【００４９】
[0059]本開示のさらに別の例示的な実施形態は、１つまたは複数のプロセッサによって実行されたとき、誘導兵器ロールオリエンテーションの決定のための演算を結果としてもたらす命令が符合化された、コンピュータ可読記憶媒体を提供する。演算は、誘導兵器の推定横旋回速度ベクトルを生成するために、誘導兵器の速度に対する誘導兵器の横加速度ベクトル測定値の比を算出することを含む。演算はまた、第１のタイプの予想される姿勢変更を生成するために、誘導兵器の飛行に関連付けられた時間期間にわたって、推定横旋回速度ベクトルを積算することを含む。演算は、誘導兵器の横旋回速度ベクトル測定値を得ることと、第２のタイプの予想される姿勢変更を生成するために、誘導兵器の飛行に関連付けられた時間期間にわたって、測定された横旋回速度ベクトルを積算することとをさらに含む。演算は、第１のタイプの予想される姿勢変更と第２のタイプの予想される姿勢変更との間の相違に基づいて、重力方向ベクトルを算出することをさらに含む。
【００５０】
[0060]いくつかの場合、演算は、重力方向ベクトルに基づいて地上を指すオリエンテーション角度を算出することをさらに含む。いくつかの場合、横加速度ベクトル測定値は、第１の横加速度センサによって提供されたデータと、第２の横加速度センサによって提供されたデータとのベクトル合計として算出され、第２の横加速度センサは、第１の横加速度センサに対して直交する。いくつかのそのような場合、横旋回速度ベクトル測定値は、第１の横旋回速度センサによって提供されたデータと、第２の横旋回速度センサによって提供されたデータとのベクトル合計として算出され、第２の横旋回速度センサは、第１の横旋回速度センサに対して直交する。いくつかのそのような場合、第１の横旋回速度センサおよび第２の横旋回速度センサは、ジャイロスコープおよび微小電気機械システムのうちの少なくとも１つを備える。いくつかの場合、演算は、誘導兵器操縦の実行のために、誘導兵器の誘導および制御回路に重力方向ベクトルを提供することをさらに含む。いくつかのそのような場合、誘導兵器操縦は、打ち上げ後に誘導兵器を地上に向けて旋回させること、および誘導兵器の最終飛行経路角度を制御することのうちの少なくとも１つを含む。いくつかの場合、コンピュータ可読記憶媒体は、誘導兵器に搭載される。
【００５１】
[0061]本明細書に使用されてきた用語および表現は、限定ではなく説明として使用され、そのような用語および表現の使用において、図示され説明される特徴（またはその一部分）の任意の等価物を排除する意図はなく、また、さまざまな改変形態が特許請求の範囲内で可能であることが、認識される。したがって、特許請求の範囲は、すべてのそのような等価物を対象とするように意図される。さまざまな特徴、態様、および実施形態が、本明細書において説明されてきた。特徴、態様、および実施形態は、当業者によって理解されるように、互いの組み合わせと共に変形および改変が可能である。したがって、本開示は、そのような組み合わせ、変形形態、および改変形態を包含するように考えられるべきである。本開示の範囲は、この詳細な説明に限定されず、そうではなく付属の特許請求の範囲によって限定されることが意図される。本出願に対して優先権を主張するさらなる提出出願は、開示された主題を異なる方法で特許請求することができ、通常、本明細書にさまざまに開示されるか、または別の形で実証される１つまたは複数の要素の任意のセットを含むことができる。
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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