(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛しょう体と、
処理装置と
を備え、
前記処理装置は、
前記飛しょう体の飛しょう時間を表す独立変数と、前記飛しょう体が取り得る旋回加速度の最大値を表す第１従属変数とを対応付ける旋回加速度制限関数を示す旋回加速度制限関数データを用いて、前記独立変数と、前記飛しょう体の旋回に必要な旋回加速度指令値を表す第２従属変数とを対応付け、前記独立変数の任意の値に対して、前記第２従属変数の値が前記第１従属変数の値よりも小さく、かつ単調に減少する旋回加速度指令関数を算出する旋回加速度指令関数算出処理と、
算出された前記旋回加速度指令関数の前記第２従属変数の値に対応する旋回加速度指令値を前記飛しょう体に与えて、前記飛しょう体を最新の目標会合点へ向けて飛しょうさせる誘導処理と
を実行するように構成されている
飛しょう体誘導システム。
【請求項２】
前記旋回加速度制限関数は、前記独立変数の値が増加するにつれて、前記第１従属変数の値が単調に減少する非線形関数である
請求項１に記載の飛しょう体誘導システム。
【請求項３】
前記独立変数がｔで表され、前記第２従属変数がｎで表されるとき、前記加速度指令関数は、ｎ＝ｆ（ｔ）で表される関数であり、
初期時間がｔ１で表され、前記飛しょう体の現在位置から前記飛しょう体が前記目標会合点へ到達するまでの残差時間がｔｇｏで表されるとき、
前記旋回加速度指令関数算出処理は、区間ｔ１＜ｔ≦ｔｇｏにおける所定のｔ２でｆ（ｔ２）＝０を満たし、かつ、ｔ＝ｔｇｏにおいて前記飛しょう体と前記標的との間の仮想ミスディスタンスがゼロとなる前記旋回加速度指令関数を算出する処理を含む
請求項１又は２に記載の飛しょう体誘導システム。
【請求項４】
前記独立変数がｔで表され、前記第２従属変数がｎで表され、初期時間がｔ１で表され、前記飛しょう体の現在位置から前記目標会合点へ到達するまでの残差時間がｔｇｏで表されるとき、
前記旋回加速度指令関数は、
ｆ（ｔ）＝ａ（ｔ−ｐ）２＋ｂ（ｔ−ｐ）３    ｛ｔ１≦ｔ≦ｐ｝
＝０                              ｛ｐ＜ｔ≦ｔｇｏ｝、
ただし、ａ≧０、ｂ≦０、ｔ１＜ｐ≦ｔｇｏ、
を満たす関数であり、
前記旋回加速度指令関数算出処理は、ｔ＝ｐでｆ（ｐ）＝０を満たし、かつ、ｔ＝ｔｇｏにおいて前記飛しょう体と前記標的との間の仮想ミスディスタンスがゼロとなる前記旋回加速度指令関数を算出する処理を含む
請求項１又は２に記載の飛しょう体誘導システム。
【請求項５】
標的データを受信する受信装置と、
飛しょう経路データを格納する記憶装置と
を更に備え、
前記標的データは、標的の位置データを少なくとも含み、
前記飛しょう経路データは、前記飛しょう体の発射点から発射時の目標会合点までの間の飛しょう領域で、前記飛しょう体がとり得る少なくとも一つのパターンの飛しょう経路を含むデータであり、
前記処理装置は、
前記受信装置によって受信された前記標的データを用いて前記発射時の目標会合点を決定する目標会合点決定処理と、
前記発射時の目標会合点に基づいて、前記記憶装置に格納されている前記飛しょう経路データの中から第１飛しょう経路を取得する取得処理と、
前記取得処理によって取得された前記第１飛しょう経路に基づいて、前記旋回加速度制限関数を算出する旋回加速度制限関数算出処理と
を更に実行するように構成されている
請求項１から４のいずれか一項に記載の飛しょう体誘導システム。
【請求項６】
飛しょう体誘導システムで用いる飛しょう体誘導方法であって、
前記飛しょう体誘導システムは、
飛しょう体と、
処理装置と
を備え、
前記飛しょう体誘導方法は、
前記飛しょう体の飛しょう時間を表す独立変数と、前記飛しょう体が取り得る旋回加速度の最大値を表す第１従属変数とを対応付ける旋回加速度制限関数を示す旋回加速度制限関数データを用いて、前記独立変数と、前記飛しょう体の旋回に必要な旋回加速度指令値を表す第２従属変数とを対応付け、前記独立変数の任意の値に対して、前記第２従属変数の値が前記第１従属変数の値よりも小さく、かつ単調に減少する旋回加速度指令関数を算出する旋回加速度指令関数算出処理ステップと、
算出された前記旋回加速度指令関数の前記第２従属変数の値に対応する旋回加速度指令値を前記飛しょう体に与えて、前記飛しょう体を最新の目標会合点へ向けて飛しょうさせる誘導ステップと
を備える
飛しょう体誘導方法。
【請求項７】
コンピュータに実行させるプログラムであって、
前記プログラムは、
飛しょう体の飛しょう時間を表す独立変数と、前記飛しょう体が取り得る旋回加速度の最大値を表す第１従属変数とを対応付ける旋回加速度制限関数を示す旋回加速度制限関数データを用いて、前記独立変数と、前記飛しょう体の旋回に必要な旋回加速度指令値を表す第２従属変数とを対応付け、前記独立変数の任意の値に対して、前記第２従属変数の値が前記第１従属変数の値よりも小さく、かつ単調に減少する旋回加速度指令関数を算出する旋回加速度指令関数算出処理ルーチンと、
算出された前記旋回加速度指令関数の前記第２従属変数の値に対応する旋回加速度指令値を前記飛しょう体に与えて、前記飛しょう体を前記目標会合点へ向けて飛しょうさせる誘導処理ルーチンと
を備える
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛しょう体誘導システム、飛しょう体誘導方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
標的に向けて飛しょうする飛しょう体には、加速度指令値が与えられる。関連技術として、非特許文献１は、標的に向かう飛しょう体に与えるべき加速度指令値の算出方法を開示している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Paul  Zarchan，“Tactical  and  Strategic  Missile  Guidance  Fifth  Edition”，2007，PP.613−641
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
海抜高度が上がるにつれて、空気密度が薄くなる。このことに起因して、高高度領域（例えば、海抜高度１５ｋｍ以上）では、飛しょう体の空力旋回能力が著しく低下する。そのため、高高度領域では、低高度領域（例えば、海抜高度１５ｋｍ未満）と比べて、飛しょう体が相対的に大きな加速度で空力旋回することが困難となる。したがって、高高度領域で低高度領域と同じ旋回能力を得るためには、空力旋回のみでは不足であり、他に何らかの手段が必要である。
【０００５】
その手段として、例えば、必要な旋回能力に応じた推力偏向装置あるいはサイドスラスタを使用することが挙げられる。しかしながら、これらの手段では、飛しょう体の大型化やプロペラントの増加により、飛しょう体の重量が増すという欠点がある。
【０００６】
そこで、飛しょう体の重量を増加させることなく、かつ飛しょう体の大型化も招くことなく、高高度領域で標的を迎撃可能な飛しょう体誘導システム、飛しょう体誘導方法及びプログラムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下に、「発明を実施するための形態」で使用される符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの符号は、「特許請求の範囲」の記載と「発明を実施するための形態」との対応関係を明確にするために付加されたものである。ただし、これらの符号は、「特許請求の範囲」に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いられるものではない。
【０００８】
実施の形態の第１の観点の飛しょう体誘導システムは、
飛しょう体（２）と、
処理装置（３）と
を備える。
前記処理装置は、
旋回加速度制限関数（ｎｒ＝ｆｒ（ｔ））を示す旋回加速度制限関数データを用いて、旋回加速度指令関数（ｎ＝ｆ（ｔ））を算出する旋回加速度指令関数算出処理（３３）と、
算出された前記旋回加速度指令関数の前記第２従属変数の値に対応する旋回加速度指令値（ｎ＝ｆ（ｔ））を前記飛しょう体に与えて、前記飛しょう体を最新の目標会合点へ向けて飛しょうさせる誘導処理（３４）と
を実行するように構成されている。
前記旋回加速度制限関数（ｎｒ＝ｆｒ（ｔ））は、前記飛しょう体の飛しょう時間を表す独立変数（ｔ）と、前記飛しょう体が取り得る旋回加速度の最大値を表す第１従属変数（ｎｒ）とを対応付ける関数である。
前記旋回加速度指令関数（ｎ＝ｆ（ｔ））は、前記独立変数（ｔ）と、前記飛しょう体の旋回に必要な旋回加速度指令値を表す第２従属変数（ｎ）とを対応付け、前記独立変数の任意の値に対して、前記第２従属変数の値が前記第１従属変数の値よりも小さく、かつ単調に減少する関数である。
【０００９】
好適には、前記旋回加速度制限関数（ｎｒ＝ｆｒ（ｔ））は、前記独立変数の値が増加するにつれて、前記第１従属変数の値が単調に減少する非線形関数である。
【００１０】
好適には、前記独立変数がｔで表され、前記第２従属変数がｎで表されるとき、前記加速度指令関数は、ｎ＝ｆ（ｔ）で表される関数であり、初期時間がｔ１で表され、前記飛しょう体の現在位置から前記飛しょう体が前記目標会合点へ到達するまでの残差時間がｔｇｏで表されるとき、
前記旋回加速度指令関数算出処理は、区間ｔ１＜ｔ≦ｔｇｏにおける所定のｔ２でｆ（ｔ２）＝０を満たし、かつ、ｔ＝ｔｇｏにおいて前記飛しょう体と前記標的との間の仮想ミスディスタンスがゼロとなる前記旋回加速度指令関数を算出する処理を含む。
【００１１】
好適には、前記独立変数がｔで表され、前記第２従属変数がｎで表され、初期時間がｔ１で表され、前記飛しょう体の現在位置から前記目標会合点へ到達するまでの残差時間がｔｇｏで表されるとき、
前記旋回加速度指令関数は、
ｆ（ｔ）＝ａ（ｔ−ｐ）２＋ｂ（ｔ−ｐ）３    ｛ｔ１≦ｔ≦ｐ｝
＝０                              ｛ｐ＜ｔ≦ｔｇｏ｝、
ただし、ａ≧０、ｂ≦０、ｔ１＜ｐ≦ｔｇｏ、
を満たす関数である。
好適には、前記旋回加速度指令関数算出処理は、ｔ＝ｐでｆ（ｐ）＝０を満たし、かつ、ｔ＝ｔｇｏにおいて前記飛しょう体と前記標的との間の仮想ミスディスタンス（ＭＤ）がゼロとなる前記旋回加速度指令関数を算出する処理を含む。
【００１２】
好適には、前記飛しょう体誘導システムは、
標的データ（ＤＡ）を受信する受信装置（６）と、
飛しょう経路データ（４３）を格納する記憶装置と
を更に備える。
好適には、前記標的データは、標的の位置データを少なくとも含んでいる。
好適には、前記飛しょう経路データは、前記飛しょう体の発射点（Ｐ０）から発射時の目標会合点（Ｉ）までの間の飛しょう領域で、前記飛しょう体がとり得る少なくとも一つのパターンの飛しょう経路（Ｃ１−Ｃ１０）を含むデータである。
好適には、前記処理装置は、
前記受信装置によって受信された前記標的データ（ＤＡ）の入力を受け付け、受け付けた前記標的データを用いて前記発射時の目標会合点（Ｉ）を決定する目標会合点決定処理（３１）と、
前記発射時の目標会合点に基づいて、前記記憶装置に格納されている前記飛しょう経路データの中から第１飛しょう経路（Ｃ）を取得する取得処理（３２）と、
前記取得処理によって取得された前記第１飛しょう経路に基づいて、前記旋回加速度制限関数を算出する旋回加速度制限関数算出処理（３５）と
を更に実行するように構成されている。
【００１３】
実施の形態の第２の観点の飛しょう体誘導方法は、飛しょう体誘導システムで用いる飛しょう体誘導方法である。
前記飛しょう体誘導システムは、
飛しょう体（２）と、
処理装置（３）と
を備える。
前記飛しょう体誘導方法は、
旋回加速度制限関数データを用いて、旋回加速度指令関数（ｎ＝ｆ（ｔ））を算出する旋回加速度指令関数算出処理ステップ（ＳＴ１４）と、
算出された前記旋回加速度指令関数の前記第２従属変数の値に対応する旋回加速度指令値（ｎ＝ｆ（ｔ））を前記飛しょう体に与えて、前記飛しょう体を最新の目標会合点へ向けて飛しょうさせる誘導ステップ（ＳＴ１６）と
を備える。
前記旋回加速度制限関数（ｎｒ＝ｆｒ（ｔ））は、前記飛しょう体の飛しょう時間を表す独立変数（ｔ）と、前記飛しょう体が取り得る旋回加速度の最大値を表す第１従属変数（ｎｒ）とを対応付ける関数である。
前記旋回加速度指令関数（ｎ＝ｆ（ｔ））は、前記独立変数（ｔ）と、前記飛しょう体の旋回に必要な旋回加速度指令値を表す第２従属変数（ｎ）とを対応付け、前記独立変数の任意の値に対して、前記第２従属変数の値が前記第１従属変数の値よりも小さく、かつ単調に減少する関数である。
【００１４】
実施の形態の第３の観点のプログラムは、コンピュータに実行させるプログラムである。
前記プログラムは、
旋回加速度制限関数（ｎｒ＝ｆｒ（ｔ））を示す旋回加速度制限関数データを用いて、旋回加速度指令関数（ｎ＝ｆ（ｔ））を算出する旋回加速度指令関数算出処理ルーチン（ＳＴ１４）と、
算出された前記旋回加速度指令関数の前記第２従属変数の値に対応する旋回加速度指令値（ｎ＝ｆ（ｔ））を前記飛しょう体に与えて、前記飛しょう体を前記目標会合点へ向けて飛しょうさせる誘導処理ルーチン（ＳＴ１６）と
を備える。
前記旋回加速度制限関数（ｎｒ＝ｆｒ（ｔ））は、前記飛しょう体の飛しょう時間を表す独立変数（ｔ）と、前記飛しょう体が取り得る旋回加速度の最大値を表す第１従属変数（ｎｒ）とを対応付ける関数である。
前記旋回加速度指令関数（ｎ＝ｆ（ｔ））は、前記独立変数（ｔ）と、前記飛しょう体の旋回に必要な旋回加速度指令値を表す第２従属変数（ｎ）とを対応付け、前記独立変数の任意の値に対して、前記第２従属変数の値が前記第１従属変数の値よりも小さく、かつ単調に減少する関数である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、飛しょう体の重量を増加させることなく、かつ飛しょう体の大型化も招くことなく、標的を迎撃可能な飛しょう体誘導システム、飛しょう体誘導方法及びプログラムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本明細書で使用される用語を説明するための図である。
【図２Ａ】図２Ａは、旋回加速度制限関数と、比例航法に基づく旋回加速度指令値との関係を模式的に示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、局所的に単調に減少しない旋回加速度制限関数を例示する図である。
【図３】図３は、飛しょう体誘導システムの構成例を示す説明図である。
【図４】図４は、旋回加速度制限関数と、旋回加速度指令値との関係を模式的に示す図である。
【図５】図５は、処理装置の動作例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、旋回加速度指令関数の説明図である。
【図７】図７は、旋回加速度指令関数を例示する図である。
【図８】図８は、旋回加速度指令関数を決定するためアルゴリズムの概要を説明するための図である。
【図９】図９は、仮想ミスディスタンスと仮想値との関係を示す図である。
【図１０】図１０は、飛しょう体誘導システムの構成例を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、飛しょう体の構成例を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、飛しょう体誘導装置の機能ブロック図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、第１フェーズにおける飛しょう体誘導システムのアクティビティ図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、第２フェーズにおける飛しょう体誘導システムのアクティビティ図である。
【図１４】図１４は、飛しょう体誘導システムの説明図である。
【図１５】図１５は、飛しょう体がとり得る飛しょう経路を示す模式図である。
【図１６】図１６は、飛しょう体誘導装置の機能ブロック図である。
【図１７】図１７は、第１フェーズにおける飛しょう体誘導システムのアクティビティ図である。
【図１８】図１８は、飛しょう体誘導装置の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
説明は、以下の順に行われる。
１．本明細書で使用される用語の定義
２．本発明者によって認識された課題
３．全ての実施の形態に共通の前提条件
４．第１の実施の形態（飛しょう体誘導システムについて）
５．第２の実施の形態（旋回加速度指令関数について）
６．第３の実施の形態（旋回加速度制限関数について）
７．第４の実施の形態（飛しょう体誘導装置の他の例）
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に関連づけて説明する。以下の実施の形態において、同一の部材（要素）には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１９】
１．本明細書で使用される用語の定義
図１は、本明細書で使用される用語を説明するための図である。
【００２０】
１．１．飛しょう体
飛しょう体２は、例えば、誘導ミサイルである。飛しょう体２は、例えば、操舵（推進）装置を備え、外部又は自らの誘導により標的を追尾して迎撃するように構成されている。
【００２１】
１．２．標的
標的ＴＡは、例えば、飛しょう体である。
【００２２】
１．３．座標
本明細書では、説明を簡単にするため、２次元の座標が使用される。なお、各実施の形態は、２次元の座標を３次元の座標に拡張して適用可能であることは明らかである。Ｘ軸は、水平方向に沿う軸であり、例えば、ダウンレンジ（又は、クロスレンジ）を示す。Ｙ軸は、高度を示す。特に断りがない限り、原点Ｏは、発射点（Ｐ０）の位置を通る鉛直方向の直線と海抜高度０ｍの面との交点を表す。図３に示すように、発射点（Ｐ０）は、例えば、地表（Ｓ）に設置された発射装置（５）にある。地表（Ｓ）は、例えば、海面であってもよい。原点Ｏの位置は、好適に設定することができる。なお、座標の図示は、適宜省略される。
【００２３】
１．４．位置
図１において、飛しょう体２の位置は、Ｐ１（Ｘ１、Ｙ１）で表わされる。標的ＴＡの位置は、Ｐ２（Ｘ２、Ｙ２）で表わされる。例えば、「飛しょう体２の位置データ」とは、位置Ｐ１を示すデータである。「標的ＴＡの位置データ」とは、位置Ｐ２を示すデータである。特に断りがない限り、位置Ｐ１及び位置Ｐ２の各々は、計測時点での位置である。
【００２４】
１．５．速度
特に断りがない限り、飛しょう体２は、速度ベクトルＶｓを持つ。速度ベクトルＶｓのＸ軸方向成分は、ＶｓＸで表される。速度ベクトルＶｓのＹ軸方向成分は、ＶｓＹで表される。
【００２５】
図１の例において、「飛しょう体２の速度データ」とは、位置Ｐ１における速度ベクトルＶｓを示すデータである。「標的ＴＡの速度データ」とは、位置Ｐ２における速度ベクトルＶＴを示すデータである。特に断りがない限り、速度ベクトルＶｓ及び速度ベクトルＶＴの各々は、計測時点での速度である。
【００２６】
１．６．加速度
１）「旋回加速度」とは、飛しょう体２が旋回するときに、飛しょう体２に加わる加速度である。基本的に、旋回加速度は、速度と角速度の積に比例する。一般的に、旋回加速度を重力加速度で除した値は、「Ｇ」とも呼ばれる。
２）「旋回加速度指令値」とは、飛しょう体２の旋回に必要な加速度指令値を指す。
【００２７】
なお、「旋回」とは、ある中心の回りを周回することだけではなく、ある中心を回転半径として、飛しょう体２の飛しょう経路が変化することも指す。
【００２８】
１．７．目標会合点・角度・目視線
１）目標会合点は、飛しょう体２が標的ＴＡと会合すべき座標上の点である。基本的に、目標会合点は、時間の経過とともに変化する。なお、図１は、発射時の目標会合点Ｉを例示している。以下、「目標会合点」を単に「会合点」と言う。
２）目視線角λは、λ＝ｔａｎ−１（ΔＹ（＝Ｙ２−Ｙ１）／ΔＸ（＝Ｘ２−Ｘ１））で定義される。
３）経路角θは、θ＝ｔａｎ−１（ＶｓＹ／ＶｓＸ）で定義される。
４）会合角αは、会合点Ｉにおいて、速度ベクトルＶｓと速度ベクトルＶＴとがなす角の補角である。
５）目視線Ｒは、飛しょう体２と標的ＴＡとの双方を結ぶ直線で表される。
【００２９】
１．８．高度
本明細書では、説明を明確かつ簡単にするため、海抜高度を基準に飛しょう領域が２つの領域に分けられる。図３に示すように、一方は、「高高度領域」である。他方は、「低高度領域」である。実際には、高高度領域と低高度領域との境界は、必ずしも明確に存在するわけではない。
【００３０】
１）「高高度領域」とは、飛しょう体２が空力のみで、所望の加速度で旋回することが困難な領域を指す。具体的には、高高度領域とは、飛しょう体２が飛しょう可能な範囲内で、例えば、海抜高度１５ｋｍ以上の領域を指す。海抜高度１５ｋｍという値は、高高度領域と低高度領域との境界を表す基準（Ｔｈ）の一例である。基準（Ｔｈ）は、飛しょう体２の性能にも左右される。実際は、基準（Ｔｈ）には、例えば、±１ｋｍの幅があってもよいし、±１０ｋｍの幅があってもよい。
２）「低高度領域」とは、高高度領域よりも低い高度の領域を指す。
３）「飛しょう高度」とは、特に断りがない限り、飛しょうしている飛しょう体２の高度を指す。
【００３１】
１．９．時間
１）「飛しょう時間」とは、飛しょう体２が発射されてからの経過時間を指す。
２）「残差時間」とは、現在時刻から飛しょう体２が標的ＴＡと会合する時刻までの残差時間を指す。
３）「高高度領域への突入時刻」とは、飛しょう体２が低高度領域から高高度領域に突入した時間を指す。
４）「発射時」とは、飛しょう体２が発射する時刻を指す。なお、「発射時」とは、飛しょう体２が発射される直前の時刻（例えば、処理装置（３）が発射時の会合点を取得する時刻）も含む。
【００３２】
１．１０．ミスディスタンス
「ミスディスタンス（Miss  Distance）」とは、図８に示すように、飛しょう体２と標的ＴＡとの間の最接近距離を指す。換言すれば、ミスディスタンスは、命中誤差を表している。
【００３３】
１．１１．変数
１）「ｔ」は、飛しょう時間を表す独立変数である。
２）「ｔｇｏ」は、残差時間を表す。
３）「ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）」は、旋回加速度制限関数を表す。
４）「ｎｒ」は、飛しょう体２がとり得る旋回加速度の最大値を表す第１従属変数である。
５）「ｎ＝ｆ（ｔ）」は、旋回加速度指令関数を表す。
６）「ｎ」は、旋回加速度指令値を表す第２従属変数である。
【００３４】
２．本発明者によって認識された課題
図２Ａは、旋回加速度制限関数と、比例航法に基づく旋回加速度指令値との関係を模式的に示す図である。横軸は、飛しょう体の飛しょう時間（ｔ）を表す。縦軸は、飛しょう体がとり得る旋回加速度の最大値｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝、又は旋回加速度指令値｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝を示す。
【００３５】
高高度領域では、低高度領域と比べて、空気密度が低い。そのため、高高度領域において、低高度領域の空力旋回能力と同じ空力旋回能力を得ることは難しい。その理由は、旋回加速度制限関数｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝の存在である。
【００３６】
高高度領域では、物理法則の観点から、飛しょう体がとり得る空力旋回加速度に制限があることが分かっている。この制限は、旋回加速度制限関数によって表わされる。基本的に、旋回加速度制限関数は、飛しょう時間及び飛しょう体の速度に依存する。以下、説明を簡単にするために、旋回加速度制限関数が飛しょう時間のみに依存する場合を例示する。この場合、旋回加速度制限関数｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝は、飛しょう時間を表す独立変数（ｔ）と、飛しょう体がとり得る旋回加速度の最大値を表す第１従属変数｛ｎｒ｝とを１対１に対応付ける関数で表される。当然ながら、以下の全ての実施の形態には、旋回加速度制限関数が飛しょう時間及び飛しょう体の速度に依存する場合も含まれる。また、説明を簡単にするために、旋回加速度制限関数｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝は、飛しょう高度が高くなるにつれて、即ち、飛しょう時間（ｔ）が長くなるにつれて、単調に減少する関数である場合を例示する。なお、旋回加速度制限関数｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝は、飛しょう体の飛しょう経路によって変化する。
【００３７】
発射後、飛しょう体は、上昇を続けて高高度領域に突入する。高高度領域への突入時刻（ｔ＝ｔ１）において、旋回加速度制限関数｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝は、相対的に大きな値をとる。その後、飛しょう体がとり得る旋回加速度の最大値は、飛しょう時間（ｔ）が長くなるにつれて、単調に減少する。換言すれば、飛しょう高度が高くなるにつれて、飛しょう体２がとり得る旋回加速度の制限も大きくなる。物理法則の観点で、飛しょう体は、旋回加速度制限関数｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝がとる値よりも大きな旋回加速度で空力旋回できない。
【００３８】
典型的な比例航法では、図２Ａに示すように、飛しょう体が標的に近づくにつれて、旋回加速度指令値｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝が増加する傾向にある。それは、飛しょう体が標的に近づくにつれて、目視線角の時間に対する変化量が大きくなるためである。このため、典型的な比例航法では、高高度領域における空力旋回能力が不足することが想定される。
【００３９】
そこで、本発明者は、旋回加速度制限関数の特性に着目した。そして、上述の課題を克服するためには、会合に必要な旋回量を見越して、旋回加速度の制限が小さい初期のうちに、予め大きな加速度で旋回が実施されればよいことを、本発明者は見出した。
【００４０】
３．全ての実施の形態に共通の前提条件
本明細書では、説明を簡単にするため、次の前提が設けられる。
【００４１】
１）飛しょう体（２）は、高高度領域において、標的（ＴＡ）と会合する。つまり、図３に示すように、会合点（Ｉ）は、高高度領域に存在する。ただし、以下の実施の形態は、発射時に会合点（Ｉ）が低高度領域に存在する場合、つまり、低高度領域において標的（ＴＡ）を迎撃する場合にも適用可能である。
２）旋回加速度制限関数は、飛しょう時間に依存する。ただし、以下の実施の形態は、この場合に限定されない。例えば、飛しょう時間に加え、飛しょう体の速度を考慮した旋回加速度制限関数を用いてもよい。
３）図３に示すように、飛しょう体（２）は、標的（ＴＡ）に会合するまで、途中で下降することなく上昇し続ける。この例では、飛しょう時間が長くなるにつれて、飛しょう体の高度も増加する。この場合、図４に示すように、旋回加速度制限関数｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝は、飛しょう時間（ｔ）が長くなるにつれて、単調に減少する関数で表される。ただし、以下の実施の形態は、この場合に限定されない。例えば、飛しょう体（２）が標的（ＴＡ）に会合するまでの経路において、飛しょう体（２）が一時的に下降した後に上昇する場合がある。図２Ｂは、この場合における旋回加速度制限関数｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝を例示している。図２Ｂに示すように、飛しょう体（２）が一時的に下降した後に上昇する区間｛ｔ１≦ｔ≦ｔ２｝においては、旋回加速度制限関数｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝の取る値が局所的に単調に減少しないことがある。また、飛しょう体（２）が推進装置（例示）を用いてい一時的に増速する場合においても、旋回加速度制限関数｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝のとる値が局所的に単調に減少しないことがある。以下の全ての実施の形態は、旋回加速度制限関数｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝が局所的に単調に減少しない非線形関数である場合にも適用可能である。
【００４２】
４．第１の実施の形態
４．１．構成
図３は、飛しょう体誘導システムの構成例を示す説明図である。図３に示すように、飛しょう体誘導システム１は、飛しょう体２と、処理装置３と、記憶装置４とを備える。本実施の形態では、処理装置３及び記憶装置４が飛しょう体２に搭載されている。発射点Ｐ０は、説明の便宜上、地表Ｓにある。なお、発射点Ｐ０は、必ずしも地表Ｓにある必要はない。例えば、飛しょう中の航空機等から飛しょう体２が発射される場合、発射点Ｐ０は、地表Ｓの上空にある。会合点（Ｉ）は、例えば、発射点Ｐ０よりも上空にある。
【００４３】
飛しょう体誘導システム１は、高高度領域を飛しょうしている標的ＴＡを迎撃するためのシステムである。具体的には、飛しょう体誘導システム１は、発射点Ｐ０で飛しょう体２を発射し、飛しょう体２をある飛しょう経路Ｃに沿って発射点Ｐ０から発射時の会合点Ｉ、又は最新の会合点へ向けて誘導するように構成されている。取り分け、飛しょう体誘導システム１は、高高度で必要な旋回を行うための旋回加速度指令関数を算出するという特徴を持つ。
【００４４】
処理装置３は、具体的には、ハードウェア・プロセッサである。処理装置３は、会合点決定処理と、仮想経路取得処理と、旋回加速度指令関数算出処理と、会合点更新処理と、誘導処理とを実行するように構成されている。なお、処理装置３によって実行される全ての処理、即ち、上述の５つの処理は、ソフトウェアによって実行される。
【００４５】
記憶装置４は、例えば、メモリ（バッファ）で構成されている。記憶装置４は、旋回加速度制限関数を示す旋回加速度制限関数データを格納する。具体的には、旋回加速度制限関数データは、処理装置３が仮想経路取得処理を実行することで作成される。記憶装置４は、処理装置３の制御に従って、作成された旋回加速度制限関数データを格納する。なお、旋回加速度制限関数データを飛しょう体誘導システム１の設計段階で作成しておくこともできる。この場合、例えば、記憶装置４を不揮発性メモリで構成し、作成された旋回加速度制限関数データを記憶装置４に書き込んでおくことが考えられる。また、処理装置３及び記憶装置４は、モノリシックに構成されていてもよい。
【００４６】
図３に加え、次の図４を参照しながら、処理装置３によって実行される上述の５つの処理について説明する。図４は、旋回加速度制限関数と、旋回加速度指令値との関係を模式的に示す図である。横軸は、飛しょう時間（ｔ）を表す。縦軸は、飛しょう体２がとり得る旋回加速度の最大値｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝及び旋回加速度指令値｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝を示す。
【００４７】
４．２．会合点決定処理
図３に示すように、処理装置３は、標的ＴＡに関する標的データ及び飛しょう体２に関する飛しょう体データを受け、受けた標的データ及び飛しょう体データを用いて、発射時の会合点Ｉを決定する。標的データは、標的ＴＡの位置データを少なくとも含んでいる。同様に、飛しょう体データも、飛しょう体の位置データを少なくとも含んでいる。位置データを複数回取得することによって、計算で速度及び加速度を求めることができる。なお、標的データが、例えば、標的ＴＡの速度データ及び標的ＴＡの加速度データのうちの少なくとも一つを更に含んでいてもよい。飛しょう体データも、例えば、飛しょう時間、飛しょう体２の速度データ及び飛しょう体２の加速度データのうちの少なくとも一つを更に含んでいてもよい。この他、例えば、標的ＴＡの空気抵抗に起因する減速の予測、標的ＴＡの種別、又は（及び）飛しょう体２の性能（推進力など）を加味して、発射時の会合点Ｉを決定することもできる。
【００４８】
４．３．仮想経路取得処理
図３に示すように、処理装置３は、決定された発射時の会合点Ｉに基づいて、飛しょう体２を発射点Ｐ０から発射時の会合点Ｉまで誘導するための飛しょう経路Ｃを取得する。ただし、仮想経路取得処理は、飛しょう体２の発射直前に実行される。したがって、飛しょう経路Ｃは、あくまでも、仮想的（又は予測的）な飛しょう経路である。また、この飛しょう経路Ｃは、例えば、低高度領域と高高度領域との境界点Ｐ１と、発射時の会合点Ｉとを含んでいる。なお、基本的に、飛しょう経路Ｃは、ダウンレンジ（又はクロスレンジ）及び飛しょう高度で表される。そして、処理装置３は、仮想的な飛しょう経路Ｃに基づいて、後述の旋回加速度制限関数｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝を算出する。仮想的な飛しょう経路Ｃは、公知の方法（例えば、比例航法）に基づいて算出されてもよい。処理装置３は、旋回加速度制限関数を旋回加速度制限関数データとして記憶装置４に格納する。
【００４９】
４．４．旋回加速度指令関数算出処理
図４に示すように、処理装置３は、記憶装置４に格納されている旋回加速度制限関数データを用いて、旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝を算出する。
【００５０】
４．５．旋回加速度制限関数｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝
図４に示すように、旋回加速度制限関数｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝は、飛しょう時間を表す独立変数（ｔ）と、飛しょう体２がとり得る旋回加速度の最大値を表す第１従属変数（ｎｒ）とを１対１に対応付ける関数である。また、旋回加速度制限関数｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝は、例えば、飛しょう時間（ｔ）が長くなるにつれて、単調に減少する関数である。
【００５１】
高高度領域への突入時刻（ｔ＝ｔ１）において、旋回加速度制限関数｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝は、相対的に大きな値をとる。その後、飛しょう体２がとり得る旋回加速度の最大値は、飛しょう時間（ｔ）が長くなるにつれて、単調に減少する。
【００５２】
４．６．旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝
図４に示すように、旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝は、飛しょう時間を表す独立変数（ｔ）と、飛しょう体２の旋回に必要な旋回加速度指令値を表す第２従属変数（ｎ）とを１対１に対応付ける関数である。旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝は、独立変数（ｔ）の任意の値に対して、第２従属変数（ｎ）の値が第１従属変数（ｎｒ）の値よりも小さく、かつ単調に減少する非線形関数である。つまり、高高度領域への突入時刻（ｔ＝ｔ１）後、全ての飛しょう時間（ｔ）において、旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝のとる値が旋回加速度制限関数｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝のとる値を超えることはない。
【００５３】
上述の特徴を持つ旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝を求める理由は、次の通りである。図４に示すように、高高度領域への突入時刻（ｔ＝ｔ１）の直後は、飛しょう体２がとり得る旋回加速度が相対的に大きい値をとる。そこで、高高度領域では、会合に必要な旋回量を見越して、旋回加速度の制限が小さい初期のうちに、予め大きな加速度で旋回が実施されればよいことが分かる。
【００５４】
４．７．会合点更新処理
基本的に、発射時の会合点Ｉは、飛しょう体２及び標的ＴＡの移動によって、時間の経過とともに変化する。そこで、処理装置３は、例えば、飛しょう体２が高高度領域へ突入した後に、発射時の会合点Ｉを最新の会合点に更新する。このとき、処理装置３は、最新の標的データ及び飛しょう体データを用いて、最新の会合点を決定する。
【００５５】
４．８．誘導処理
図３に示すように、処理装置３は、飛しょう経路Ｃに沿うように、飛しょう体２を発射点Ｐ０から発射時の会合点Ｉへ向けて誘導する。飛しょう体誘導システム１では、新たな会合点が算出されるまでは（例えば、飛しょう体２が高高度領域へ突入するまでは）、飛しょう体２を発射時の会合点Ｉへ向けて誘導し、新たな会合点が算出された後は飛しょう体２を最新の会合点へ向けて誘導することが行われる。具体的には、次の通りである。
【００５６】
誘導処理は、例えば、低高度領域で実行される第１誘導処理と、高高度領域で実行される第２誘導処理とに分けられる。高高度領域における飛しょう経路は、旋回加速度指令値に対応して、仮想的な飛しょう経路Ｃから修正された経路となる。
【００５７】
第１誘導処理にあたって、処理装置３は、飛しょう経路Ｃに沿うように、飛しょう体２を発射点Ｐ０から境界点Ｐ１まで飛しょうさせる。
【００５８】
第２誘導処理は、例えば、飛しょう体２が境界点Ｐ１を通過した後に実行される。処理装置３は、算出された旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝の第２従属変数（ｎ）の値に対応する旋回加速度指令値を飛しょう体２に与えて、飛しょう体２を会合点更新処理によって更新された最新の会合点へ向けて飛しょうさせる。詳細には、処理装置３は、ミスディスタンスがゼロとなるように、飛しょう体２を旋回させることができる旋回加速度指令値を算出する。例えば、高高度領域への突入時刻（ｔ＝ｔ１）においては、処理装置３は、独立変数の値（ｔ＝ｔ１）を旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝に代入し、この代入から決まる第２従属変数の値｛ｆ（ｔ１）＝ｎｃ｝を旋回加速度指令値として飛しょう体２に与える。その後、処理装置３は、旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝に代入すべき独立変数の値を高高度への飛しょう時間（ｔ＝ｔ１）からある飛しょう時間｛ｔ＝ｔ２又はｔ＝ｔｇｏ｝まで連続的（又は離散的）に変化させながら、対応する第２従属変数の値を飛しょう体２に与える（ｔ２については後述される）。このことは、飛しょう時間（ｔ）の経過とともに、飛しょう体２に与えるべき旋回加速度指令値が単調に減少していくことを意味する。
【００５９】
４．９．動作
図５は、処理装置の動作例を示すフローチャートである。なお、以下のステップＳＴ１１−ＳＴ１７は、コンピュータによって実行されるように、処理手順（ルーチン）としてプログラムに記述されている。
【００６０】
飛しょう体２が発射される直前、処理装置３は、会合点決定処理を実行する（ＳＴ１１）。ステップＳＴ１１によって、会合点Ｉが決定される。更に、処理装置３は、仮想経路取得処理を実行する（ＳＴ１２）。ステップＳＴ１２によって、仮想的な飛しょう経路Ｃが取得される。その後、飛しょう体２が発射される。
【００６１】
飛しょう体２の発射後、処理装置３は、第１誘導処理を実行する（ＳＴ１３）。ステップＳＴ１３により、飛しょう体２は、飛しょう経路Ｃに沿うように、発射点Ｐ０から境界点Ｐ１まで飛しょうする。更に、処理装置３は、旋回加速度指令関数算出処理を実行する（ＳＴ１４）。ステップＳＴ１４によって、旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝が算出される。
【００６２】
飛しょう体２が境界点Ｐ１を通過した直後に、処理装置３は、会合点更新処理を実行する（ＳＴ１５）。ステップＳＴ１５によって、発射時の会合点Ｉが最新の会合点に更新される。次に、処理装置３は、第２誘導処理を実行する（ＳＴ１６）。ステップＳＴ１６によって、旋回加速度指令値が算出され、飛しょう体２に与えられる。飛しょう体２は、与えられた旋回加速度指令値を基に必要な旋回を行って、最新の会合点へ向けて飛しょうする。なお、ステップＳＴ１６は、ステップＳＴ１５の前に実行されてもよい。
【００６３】
飛しょう体２が標的ＴＡと会合していない場合（ＳＴ１７：ＮＯ）、ステップＳＴ１４が再び実行される。一方、飛しょう体２が標的ＴＡと会合した場合（ＳＴ１７：ＹＥＳ）、一連の処理が終了する。ステップＳＴ１７について言い換えれば、飛しょう体２が標的ＴＡと会合するまで、ステップＳＴ１４からステップＳＴ１６が繰り返し実行される。つまり、処理装置３は、旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝を繰り返し算出する。これにより、旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝も更新される。
【００６４】
なお、飛しょう体２が終末誘導に移行したことをステップＳＴ１７の判断基準に採用することもできる。また、ステップＳＴ１４からステップＳＴ１６を予め決められた時間間隔で繰り返し実行することもできる。上述の例では、飛しょう体２が標的ＴＡと会合していない場合、ステップＳＴ１７の後にステップＳＴ１４が実行される。これに替えて、飛しょう体２に搭載された探査装置（例えば、レーダー）が標的ＴＡを捕捉していない場合、ステップＳＴ１７に続いてステップＳＴ１４を実行するようにしてもよい。この場合、探査装置が標的ＴＡを捕捉すると、一連の処理が終了する。そして、飛しょう体２は、探査装置によって検出される探査データに基づいて、標的ＴＡに向けて誘導される。
【００６５】
４．１０．効果
上述のように、高高度領域では、加速度が大きな旋回程、旋回加速度の制限が小さい初期のうちに実施される。そのため、飛しょう体２の空力旋回によって、高高度領域においても所望の会合点に向かうことができる。したがって、飛しょう体２に既に搭載されているサイドスラスタ又は推力偏向装置を改良する必要がなくなる。たとえ、その改良が必要であっても、最小限の改良で済むという利点がある。その結果、必要なプロペラントの量が減少する。
【００６６】
５．第２の実施の形態
本実施の形態は、旋回加速度指令関数算出処理のアルゴリズムに関する。初めに、旋回加速度指令関数について説明する。
【００６７】
５．１．旋回加速度指令関数の条件
図６は、旋回加速度指令関数の説明図である。横軸は、飛しょう体の飛しょう時間（ｔ）を表す。縦軸は、飛しょう体がとり得る旋回加速度の最大値｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝及び旋回加速度指令値｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝を示す。
【００６８】
図６に示すように、旋回加速度制限関数｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝を考慮すると、旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝は、次の条件１及び２を満していなければならない。
【００６９】
条件１）ｆ（ｔｇｏ）＝０又は、区間ｔ２≦ｔ≦ｔｇｏにおいてｆ（ｔ２）＝０
ただし、（ｔ１＜ｔ２≦ｔ≦ｔｇｏ）
条件２）区間（ｔ１≦ｔ≦ｔｇｏ）において、第２従属変数（ｎ）の値は、初期値（ｎ＝ｎｃ）から単調かつ非線形に減少する。
ただし、ｆ（ｔ）＜ｆｒ（ｔ）
【００７０】
なお、「減少」には、文字通りの減少に加え、値が増加しないこと、即ち、値が一定であることも含まれる。
【００７１】
５．２．旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝を決定するために必要な値
上述の条件１及び２を鑑みると、旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝を決定するためには、例えば、次の値が必要である。なお、実用的には、飛しょう体の位置、速度及び加速度、並びに標的の位置、速度及び加速度が考慮されてもよい。更には、飛しょう体の耐久性が考慮されてもよい。
【００７２】
旋回加速度指令関数を決定するための基準時間（ｔ１）
残差時間（ｔｇｏ）
【００７３】
基準時間（ｔ１）としては、例えば、旋回加速度指令関数の算出時の時刻、又は現在時刻が挙げられる。ｔ１を原点、つまり、ｔ１＝０としてもよい。
【００７４】
５．３．ｆ（ｔ２）＝０を満たす飛しょう時間ｔ２
条件１は、少なくとも飛しょう体が標的と会合する時点で、旋回加速度指令値がゼロとなる旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝を算出する条件を表している。条件１について、例えば、飛しょう時間（ｔ）が残差時間の１／２（ｔ＝ｔｇｏ／２）を過ぎた後、又はこの残差時間（ｔ＝ｔｇｏ／２）において、旋回加速度指令値がゼロとなる旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝を算出してもよい。図６における一点鎖線は、飛しょう時間（ｔ＝ｔｇｏ／２）で旋回加速度指令関数｛ｆ（ｔｇｏ／２）＝０｝を満たす場合を示している。つまり、区間（ｔ１＜ｔ≦ｔｇｏ）における所定の飛しょう時間（ｔ＝ｔ２）で｛ｆ（ｔ２）＝０｝を満たすように、旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝を算出してもよい。この算出は、飛しょう体が標的と会合する直前に、大きな旋回が不要である場合に好適である。上述の条件１を満たすことは、飛しょう体２が標的ＴＡと会合する直前に、飛しょう体２を旋回させる必要がないことを意味する。誤差などを考慮した場合であっても、飛しょう体２が標的ＴＡと会合する直前に、飛しょう体２の旋回が最小限に留まる。即ち、上述の条件１を満足するように飛しょう体２を誘導することは、従来の比例航法とは異なる。
【００７５】
５．４．旋回加速度指令関数の具体例
図７は、旋回加速度指令関数を例示する図である。横軸は、飛しょう時間（ｔ）を表す。縦軸は、飛しょう体２がとり得る旋回加速度の最大値｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝及び旋回加速度指令値｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝を示す。
【００７６】
上述の条件１及び条件２を満たす旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝を決定するためのアルゴリズムについて説明する。
【００７７】
次の関数１−３は、上述の条件１及び２を満たす旋回加速度指令関数として好適である。以下、順を追って説明する。
関数１）２次関数
関数２）３次関数
関数３）多項式（２次関数＋３次関数）
【００７８】
関数１）２次関数
この場合、旋回加速度指令関数｛ｎ１＝ｆ１（ｔ）｝は、（１）式で表される。
【００７９】
（数式１）
ｎ１＝ｆ１（ｔ）＝ａ（ｔ−ｐ）２      ｛ｔ１≦ｔ≦ｐ｝
＝０                      ｛ｐ＜ｔ≦ｔｇｏ｝・・・（１）
ただし、ａ≧０，ｔ１＜ｐ≦ｔｇｏ
【００８０】
ａは、係数である。ｐは、上述の飛しょう時間（ｔ＝ｔ２）に対応する所定の設定値である。係数ａは、飛しょう時間（ｔ＝ｔｇｏ）において、ミスディスタンスがゼロであるという制約条件により、求めることができる。
【００８１】
関数２）３次関数
この場合、旋回加速度指令関数｛ｎ２＝ｆ２（ｔ）｝は、（２）式で表される。
【００８２】
（数式２）
ｎ２＝ｆ２（ｔ）＝ｂ（ｔ−ｐ）３      ｛ｔ１≦ｔ≦ｐ｝
＝０                              ｛ｐ＜ｔ≦ｔｇｏ｝・・・（２）
ただし、ｂ≦０，ｔ１＜ｐ≦ｔｇｏ
【００８３】
ｂは、係数である。ｐ１は、上述の飛しょう時間（ｔ２）に対応する所定の設定値である。係数ｂは、飛しょう時間（ｔ＝ｔｇｏ）において、ミスディスタンスがゼロであるという制約条件により、求めることができる。
【００８４】
関数３）多項式（２次関数＋３次関数）
この場合、旋回加速度指令関数｛ｎ３＝ｆ３（ｔ）｝は、（３）式で表される。
【００８５】
（数式３）
ｎ３＝ｆ３（ｔ）＝ｆ１（ｔ）＋ｆ２（ｔ）・・・（３）
ただし、ａ≧０，ｂ≦０
【００８６】
（３）式は、２次関数｛ｆ１（ｔ）｝と３次関数｛ｆ２（ｔ）｝との和で表される。係数ａについては、区間｛ｔ１≦ｔ≦ｐ｝において、｛ｆ３（ｔ）＜ｆｒ（ｔ）｝の関係を満たすように、かつ、飛しょう時間（ｔ＝ｔｇｏ）においてミスディスタンスがゼロであるという制約条件を満たすように決定される。同様に、係数ｂについては、区間｛ｔ１≦ｔ≦ｐ１｝において、｛ｆ３（ｔ）＜ｆｒ（ｔ）｝の関係を満たすように、かつ、飛しょう時間（ｔ＝ｔｇｏ）においてミスディスタンスがゼロであるという制約条件を満たすように決定される。
【００８７】
（３）式は、係数ａの値及び係数ｂの値に応じて、次のように表される。このことから、（３）式は、（１）式及び（２）式を包含していることが分かる。
【００８８】
（数式４）
ｆ３（ｔ）＝ａ（ｔ−ｐ）２＋ｂ（ｔ−ｐ）３      ｛ａ≠０，ｂ≠０｝
＝ａ（ｔ−ｐ）２                        ｛ａ≠０，ｂ＝０｝
＝ｂ（ｔ−ｐ）３                      ｛ａ＝０，ｂ≠０｝・・・（４）
【００８９】
なお、旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝を更に高次数の多項式（例えば、４次関数）で表すこともできる。ただし、次数が上がるほど、旋回加速度指令関数の初期値｛ｆ（ｔ１）＝ｎｃ｝が大きくなる。その場合、条件１に示す関係式｛ｆ（ｔ１）＜ｆｒ（ｔ１）｝を満たすことが難しくなる場合があることに留意されたい。これに加え、高高度領域では、旋回加速度が大きくなる程、飛しょう体の存速が低下しやすいことにも留意されたい。飛しょう体の存速が低下すると、飛しょう体の旋回能力も低下する。このため、基準時間（ｔ＝ｔ１）における旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝の初期値が極端に大きくなる関数は、旋回加速度指令関数としては不適切な場合がある。これに対し、２次関数又は３次関数を旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝として用いる場合、その初期値が極端に大きくならない。したがって、２次関数又は３次関数は、旋回加速度指令関数として好適である。なお、旋回加速度制限関数として、旋回加速度制限関数｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝の形状に類似する任意の関数を用いることもできる。
【００９０】
旋回加速度指令関数｛ｆ（ｔ）｝として、負の傾きを持つ１次関数｛ｎ０＝ｆ０（ｔ）｝を用いることもできる。ただし、この場合、図７に示すように、｛ｆ０（ｔ）＜ｆｒ（ｔ）｝という関係が満たされるように、１次関数を決定することは難しいかもしれない。以上の観点から、旋回加速度指令関数｛ｆ（ｔ）｝は、非線形関数、具体的には、上述の関数１−３の内のいずれか一であることが望ましい。
【００９１】
以下の説明では、（１）式で表される２次関数を例に挙げる。上述の関数１−３のうち、どの関数を用いるかについては、飛しょう誘導システムの設計段階で好適に決められてもよいし、飛しょう体の発射直前、又は飛しょう中に決められてもよい。
【００９２】
５．５．旋回加速度指令関数の初期値｛ｆ（ｔ１）＝ｎｃ｝
（１）式の係数ａ及び旋回加速度指令関数の初期値｛ｆ（ｔ１）＝ｎｃ｝を算出するためのアルゴリズムの一例について説明する。
【００９３】
図８は、旋回加速度指令関数を決定するためのアルゴリズムの概要を説明するための図である。初期値算出アルゴリズムは、旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝を算出する度に、シミュレーションとして実行される。その概要は、次の通りである。
【００９４】
第１に、（１）式：｛ｆ１（ｔ）＝ａ（ｔ−ｐ）２｝において、設定値ｐの値を設定する。設定値ｐの値は、例えば、（ｐ＝ｔｇｏ）であってもよいし、（ｐ＝ｔｇｏ／２）であってもよい。第２に、旋回加速度指令関数の初期値の第１仮想値（ｎａ）を求める。第１仮想値（ｎａ）は、任意の値、例えば、飛しょう体の現時点での加速度指令値（つまり、最新の加速度指令値）でよいし、飛しょう体の現時点での加速度でもよい。第３に、図８に示すように、第１仮想値（ｎａ）に対応する第１仮想ミスディスタンスＭＤ１を求める。第４に、図８に示すように、第１仮想値（ｎａ）に微小値（Δｎ）を加えた第２仮想値（ｎｂ＝ｎａ＋Δｎ）に対応する第２仮想ミスディスタンスＭＤ２を求める。微小値（Δｎ）は、任意の値でよい。なお、実用的な観点では、予め数値シミュレーションを行うことにより、適切な値の範囲を事前に得ておくことが望ましい。
【００９５】
第１仮想値（ｎａ）、第２仮想値（ｎｂ＝ｎａ＋Δｎ）、第１仮想ミスディスタンスＭＤ１及び第２仮想ミスディスタンスＭＤ２から、（１）式に示す係数ａ及び旋回加速度指令関数の初期値｛ｆ１（ｔ１）＝ｎｃ｝を算出することができる。以下、初期値算出アルゴリズムを詳細に説明する。
【００９６】
（ステップＳＴ１）
（１）式：｛ｎ＝ｆ１（ｔ）＝ａ（ｔ−ｐ）２｝において、設定値ｐの値を設定する。例えば、設定値ｐは、（ｐ＝ｔｇｏ）である。設定値ｐは、飛しょう体システムの設計段階で好適に決定される。設定値ｐは、残差時間ｔｇｏの大きさなどに応じて、初期値｛ｆ１（ｔ）＝ｎｃ｝の算出の直前に決定されてもよい。
【００９７】
（ステップＳＴ２）
初期時間（ｔ＝ｔ１）、例えば、高高度領域へ突入時刻及び第１仮想値（ｎ＝ｎａ）を（１）式に代入することにより、係数ａの値を求める。係数ａは、（５）式で表される。
【００９８】
（数式５）
ａ＝ｎａ／（ｔ１−ｐ）２・・・（５）
【００９９】
（５）式により、仮想的な第１旋回加速度指令関数｛ｆａ（ｔ）｝は、（６）式で表される。
【０１００】
（数式６）
ｆａ（ｔ）＝｛ｎａ／（ｔ１−ｐ）２｝（ｔ−ｐ）２・・・（６）
【０１０１】
（ステップＳＴ３）
（６）式により、飛しょう経路を求めることができる。この飛しょう経路を求めるためには、例えば、（６）式を飛しょう時間（ｔ）に関して２回積分することが考えられる。この飛しょう経路と、標的の予測飛しょう経路とを用いて、第１仮想ミスディスタンスＭＤ１が算出される。
【０１０２】
（ステップＳＴ４）
初期時間（ｔ＝ｔ１）、例えば、高高度領域へ突入時刻及び第２仮想値｛ｎ＝ｎｂ（＝ｎａ＋Δｎ）｝を（１）式に代入することにより、係数ａの値を求める。係数ａは、（７）式で表される。
【０１０３】
（数式７）
ａ＝（ｎａ＋Δｎ）／（ｔ１−ｐ）２・・・（７）
【０１０４】
（７）式により、仮想的な第２旋回加速度指令関数｛ｆｂ（ｔ）｝は、（８）式で表される。
【０１０５】
（数式８）
ｆｂ（ｔ）＝｛（ｎａ＋Δｎ）／（ｔ１−ｐ）２｝（ｔ−ｐ）２・・・（８）
【０１０６】
（ステップＳＴ５）
（８）式により、飛しょう経路を求めることができる。この飛しょう経路は、ステップＳＴ３と同様の方法で求めることができる。この飛しょう経路と、標的の予測飛しょう経路とを用いて、第２仮想ミスディスタンスＭＤ２が算出される。
【０１０７】
（ステップＳＴ６）
図９は、仮想ミスディスタンスと仮想値（旋回加速度指令関数の初期値の仮想値）との関係を示す図である。横軸は、旋回加速度指令値の初期値の仮想値（ｎ）を表す。縦軸は、仮想ミスディスタンス（ＭＤ）を示す。
【０１０８】
第１仮想値（ｎａ）及び第２仮想値（ｎｂ）を横軸にプロットし、第１仮想ミスディスタンスＭＤ１及び第２仮想ミスディスタンスＭＤ２を縦軸にプロットする。このことによって、図９に示す関係図が得られる。
【０１０９】
（ステップＳＴ７）
図９に示すように、仮想ミスディスタンスと旋回加速度指令値との関係から、ミスディスタンスがゼロとなる旋回加速度指令関数の初期値｛ｆ（ｔ１）＝ｎｃ｝が求まる。２次関数、３次関数又は多項式を用いる場合、旋回加速度とミスディスタンスとの間に線形性が保たれていなければならない。具体的には、２次関数を用いる場合、初期値｛ｆ（ｔ１）＝ｎｃ｝は、次の（９）式で表される。
【０１１０】
（数式９）
ｎｃ＝ｎａ−｛（ＭＤ１Δｎ）／（ＭＤ２−ＭＤ１）｝・・・（９）
【０１１１】
（ステップＳＴ８）
（９）式を（１）式に代入することで、係数ａが求まる。係数ａは、次の（１０）式で表される。
【０１１２】
（数式１０）
ａ＝１／（ｔ１−ｐ）２［ｎａ−｛（ＭＤ１Δｎ）／（ＭＤ２−ＭＤ１）｝］・・・（１０）
【０１１３】
係数ａを（１）式に代入することにより、旋回加速度指令関数が求められる。旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝は、次の（１１）式で表される。
【０１１４】
（数式１１）
ｆ１（ｔ）＝（ｔ−ｐ）２／（ｔ１−ｐ）２［ｎａ−｛（ＭＤ１Δｎ）／（ＭＤ２−ＭＤ１）｝］
・・・（１１）
【０１１５】
５．６．飛しょう体誘導システムの構成
上述のアルゴリズムを実行可能な飛しょう体誘導システム１の一例について述べる。図１０は、飛しょう体誘導システムの構成例を示すブロック図である。破線の矢印は、データ又は制御信号の流れを示している。
【０１１６】
図１０に示すように、飛しょう体誘導システム１は、飛しょう体２、処理装置３及び記憶装置４に加え、発射装置５と、レーダ６と、射撃管制装置７とを更に備える。レーダ６は、受信装置の一例である。
【０１１７】
（発射装置）
発射装置５は、飛しょう体２を発射させるように構成されている。詳細には、発射装置５は、予め、飛しょう体２を収納している。発射装置５は、例えば、図３に示す地表Ｓに配置されている。発射装置５は、有線又は無線で射撃管制装置７と接続されている。発射装置５は、射撃管制装置７から発射信号ＣＴＲＬ１を受けたとき、飛しょう体２を上空に向けて発射させる。
【０１１８】
（レーダ）
レーダ６は、射撃管制装置７と無線又は有線で接続されている。レーダ６は、射撃管制装置７に加え、発射装置５と有線又は無線で接続されていてもよい。レーダ６は、飛しょう体２と無線で接続されていてもよい。レーダ６の主な処理は、次の通りである。１）レーダ６は、検知範囲内で、標的ＴＡを検知する。２）レーダ６は、標的ＴＡの位置データＤＡ及び速度データＤＢを定期的又は常時計測する。標的ＴＡの位置データＤＡ及び速度データＤＢは、標的データの一例である。３）レーダ６は、計測結果（位置データＤＡ及び速度データＤＢ）を射撃管制装置７へ送信する。なお、レーダ６が計測結果を直接飛しょう体２へ送信してもよい。
【０１１９】
（射撃管制装置）
射撃管制装置７は、飛しょう体誘導システム１の全体の動作を統括する役割を持つ。射撃管制装置７は、飛しょう体２と無線で接続されている。これに加え、射撃管制装置７は、発射装置５及びレーダ６の各々と無線又は有線で接続されている。本実施の形態において、射撃管制装置７の主な役割は、次の通りである。１）射撃管制装置７は、標的ＴＡの位置データＤＡ及び速度データＤＢをレーダ６から受信する。２）射撃管制装置７は、標的ＴＡの位置データＤＡ及び速度データＤＢを飛しょう体２へ送信する。３）射撃管制装置７は、飛しょう体２から完了通知信号ＣＴＲＬ０を受信すると、飛しょう体２及び発射装置５の両方に発射信号ＣＴＲＬ１を送信する。なお、完了通知信号ＣＴＲＬ０は、後述の仮想経路取得処理部３２による仮想経路取得処理の完了を通知するための信号である。発射信号ＣＴＲＬ１は、飛しょう体２及び発射装置５の両方に対して、飛しょう体２の発射を指示するための信号である。射撃管制装置７で実行される上述の処理をサーバ装置で実行することも可能である。
【０１２０】
５．７．飛しょう体の構成
図１１は、飛しょう体の構成例を示すブロック図である。破線の矢印は、データ又は制御信号の流れを示している。図１１に示すように、飛しょう体２は、操舵装置２１と、通信機２２と、測定装置２３と、飛しょう体誘導装置８とを備える。
【０１２１】
（操舵装置）
操舵装置２１は、飛しょう体２の飛しょう方向を制御することができるように構成されている。操舵装置２１は、飛しょう体誘導装置８に電気的に接続されている。操舵装置２１の主な制御は、次の通りである。１）第１誘導処理では、操舵装置２１は、飛しょう体誘導装置８から制御信号ＣＴＲＬ２を受信し、制御信号ＣＴＲＬ２に基づいて飛しょう体２の飛しょう方向を制御する。制御信号ＣＴＲＬ２は、飛しょう体２が飛しょう経路に沿うように、飛しょう体２を発射点（図３に示すＰ０）から境界点（図３に示すＰ1）まで飛しょうさせる内容が反映された信号である。２）第２誘導処理では、操舵装置２１は、旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝の第２従属変数（ｎ）に対応する加速度指令値（ｎ）を飛しょう体誘導装置８から受信し、受信した値に基づいて飛しょう体２の飛しょう方向を制御する。
【０１２２】
（通信機）
通信機２２は、例えば、受信回路及び送信回路によって構成されている。通信機２２は、射撃管制装置７と無線で接続され、飛しょう体誘導装置８と電気的に接続されている。本実施の形態において、通信機２２の主な処理は、次の通りである。１）通信機２２は、標的ＴＡの位置データＤＡ及び速度データＤＢを射撃管制装置７から受信する。２）通信機２２は、標的の位置データＤＡ及び速度データＤＢを飛しょう体誘導装置８に出力する。３）通信機２２は、完了通知信号ＣＴＲＬ０を射撃管制装置７に送信し、発射信号ＣＴＲＬ１を射撃管制装置７から受信する。
【０１２３】
（測定装置）
測定装置２３は、例えば、飛しょう体２の現在位置、飛しょう体２の現在速度、飛しょう体２の角速度、飛しょう体２の現在加速度、飛しょう時間及び方位を測定するように構成されている。ここで言う「現在」とは、「最新」という意味も兼ねている。測定装置２３は、飛しょう体誘導装置８に電気的に接続されている。測定装置２３は、測定された現在位置データＤＣ、飛しょう時間データＤＤ及び現在速度データＤＥを飛しょう体誘導装置８に出力する。ここで、現在位置データＤＣ、飛しょう時間データＤＤ及び現在速度データＤＥは、飛しょう体データの一例である。現在位置データＤＣは、測定時の飛しょう体２の位置を示すデータである。飛しょう時間データＤＤは、測定時の飛しょう時間を示すデータである。現在速度データＤＥは、測定時の飛しょう体２の速度を示すデータである。なお、飛しょう体データは、例えば、測定された飛しょう体２の現在加速度を更に含んでいてもよい。例えば、飛しょう体２の現在位置は、レーダ６で測定されても差支えはない。その場合、射撃管制装置７は、レーダ６から飛しょう体２の現在位置データＤＣを受信して飛しょう体誘導装置８に送信する。
【０１２４】
（飛しょう体誘導装置）
飛しょう体誘導装置８は、飛しょう体２のオートパイロットとしての役割を持つ。飛しょう体誘導装置８は、例えば、コンピュータで構成されている。
【０１２５】
具体的には、飛しょう体誘導装置８は、処理装置３と、記憶装置４と、入出力装置（Ｉ／Ｏ）８１と、バス８２とを有する。バス８２には、処理装置３、記憶装置４及び入出力装置８１が接続されている。処理装置３は、例えば、ハードウェア・プロセッサとしてのＣＰＵ（中央演算装置）である。記憶装置４は、例えば、揮発性メモリ、不揮発性メモリを含む。入出力装置８１は、飛しょう体誘導装置８の内部（処理装置３、記憶装置４）と、飛しょう体誘導装置８の外部（操舵装置２１、通信機２２、測定装置２３）との間で、種々のデータの送受信を中継する。この種々のデータは、制御信号ＣＴＲＬ２、位置データＤＡ、速度データＤＢ、現在位置データＤＣ、飛しょう時間データＤＤ及び現在速度データＤＥを含んでいる。
【０１２６】
なお、記録媒体Ｍには、飛しょう体誘導装置８で実施される動作方法を実行するためのコードがプログラムとして記録されている。記録媒体Ｍは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭや磁気ディスクであって、コンピュータによって読み取り可能な非一時的な記録媒体である。記録媒体Ｍに記録されているプログラムは、記憶装置４にインストールされている。
【０１２７】
５．８．飛しょう体誘導装置
図１２は、飛しょう体誘導装置の機能ブロック図である。破線の矢印は、データ又は制御信号の流れを示している。図１２では、通信機２２、測定装置２３及び操舵装置２１も図示されている。
【０１２８】
図１２に示すように、飛しょう体誘導装置８は、処理装置３と、記憶装置４とを備える。処理装置３は、会合点決定処理部３１と、仮想経路取得処理部３２と、旋回加速度指令関数算出処理部（ｆ（ｔ）算出処理部）３３と、誘導処理部３４と、会合点更新処理部３６とを備える。誘導処理部３４は、第１誘導処理部３４１と、第２誘導処理部３４２とを備える。記憶装置４は、旋回加速度制限関数データ４１と、旋回加速度指令関数データ４２とを格納する。
【０１２９】
なお、処理装置３の構成は、処理装置３で実行される処理の内容を形式的に表しているのに過ぎない。処理装置３は、他にも、飛しょう体２の制御に関する種々の処理を実行するように構成されている。処理装置３を構成する全ての処理部は、ハードウェア・プロセッサ（図１１に示す処理装置３）を用いたソフトウェア処理で実現される。
【０１３０】
（会合点決定処理）
会合点決定処理部３１は、標的の位置データＤＡ及び速度データＤＢを通信機２２から受ける。会合点決定処理部３１は、受けた位置データＤＡ及び速度データＤＢなどを用いて、発射時の会合点を決定する。発射時の会合点の決定にあたっては、飛しょう体２が発射されていないので、発射点Ｐ０を飛しょう体２の現在位置として用いることができる。なお、標的の加速度データを更に加味して、発射時の会合点を決定しても差支えはない。発射時の会合点は、公知の方法に基づいて決定されてもよい。例えば、飛しょう中の航空機等から飛しょう体が発射される場合、発射時の会合点は、航空機等の現在位置及び現在速度などを更に加味して決定される。
【０１３１】
（仮想経路取得処理）
仮想経路取得処理部３２は、決定された会合点に基づいて、仮想的な飛しょう経路を取得する（取得処理とも呼ばれる）。仮想的な飛しょう経路は、公知の方法に基づいて取得されてもよい。
【０１３２】
（旋回加速度指令関数算出処理）
旋回加速度指令関数算出処理部３３は、仮想的な飛しょう経路に基づいて、旋回加速度制限関数データ４１を作成し、作成された旋回加速度制限関数データ４１を記憶装置４に格納する。旋回加速度制限関数データ４１は、飛しょう時間、飛しょう速度、及び飛しょう高度（空気密度）の関係に基づいて作成される。旋回加速度指令関数算出処理部３３は、記憶装置４から旋回加速度制限関数データ４１を読み出す。そして、旋回加速度指令関数算出処理部３３は、読みだした旋回加速度制限関数データ４１を用いて、旋回加速度指令関数｛ｆ＝ｎ（ｔ）｝を算出する。旋回加速度指令関数｛ｆ＝ｎ（ｔ）｝として、例えば、（１）式で示される２次関数が用いられる。その際に、旋回加速度指令関数算出処理部３３は、上述のアルゴリズム、つまり、ステップＳＴ１からＳＴ７を順に実行して、（１）式に示す係数ａ及び旋回加速度指令関数の初期値｛ｆ（ｔ１）＝ｎｃ｝を算出する。旋回加速度指令関数算出処理部３３は、算出された旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝を示す旋回加速度指令関数データ４２を記憶装置４に格納しておく。
【０１３３】
（第１誘導処理）
第１誘導処理部３４１は、飛しょう経路に沿うように、飛しょう体２を発射点（図３に示すＰ０）から境界点（図３に示すＰ1）まで飛しょうさせる。その際に、第１誘導処理部３４１は、制御信号ＣＴＲＬ２を操舵装置２１に出力する。
【０１３４】
（第２誘導処理）
第２誘導処理部３４２は、旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝の第２従属変数（ｎ）の値に対応する旋回加速度指令値を操舵装置２１に出力する。第２誘導処理部３４２は、例えば、独立変数の値（ｔ＝ｔ１）を旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝に代入し、この代入から決まる第２従属変数の値（ｆ（ｔ１）＝ｎｃ）を旋回加速度指令値として操舵装置２１に出力する。その後、第２誘導処理部３４２は、旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝に代入すべき独立変数の値を飛しょう時間（ｔ＝ｔ１）から（ｔ＝ｔ２又はｔ＝ｔｇｏ）まで連続的（又は離散的）に変化させながら、対応する第２従属変数の値を加速度指令値（ｎ）として操舵装置２１に出力する。なお、現在の飛しょう時間（ｔ）の取得にあたって、第２誘導処理部３４２は、飛しょう時間データＤＤを用いる。
【０１３５】
（会合点更新処理）
会合点更新処理部３６は、例えば、飛しょう体２が高高度領域へ突入した後に、標的の位置データＤＡ及び速度データＤＢ、並びに飛しょう体の現在位置データＤＣ及び現在速度データＤＥを用いて、発射時の会合点を最新の会合点に更新する。例えば、会合点の更新は、定期的に実行される。
【０１３６】
５．９．動作
飛しょう体誘導システム１の動作を２つのフェーズに分けて説明する。一つ目は、飛しょう体２が発射され、高高度領域へ突入するまでのフェーズである（第１フェーズという）。二つ目は、飛しょう体２が高高度領域へ突入した後のフェーズである（第２フェーズという）。
【０１３７】
５．９．１．第１フェーズ：飛しょう体が高高度領域へ突入するまで
図１３Ａは、第１フェーズにおける飛しょう体誘導システムのアクティビティ図である。
【０１３８】
（レーダ）
標的ＴＡがレーダ６の検知範囲に入ったと仮定する。レーダ６が標的ＴＡを検知する（ＳＴ２１）。そして、レーダ６は、標的ＴＡの位置データＤＡ及び速度データＤＢを計測し、計測結果を射撃管制装置７へ送信する（ＳＴ２２）。
【０１３９】
（射撃管制装置）
射撃管制装置７は、標的ＴＡの位置データＤＡ及び速度データＤＢをレーダ６から受信し、位置データＤＡ及び速度データＤＢを飛しょう体２へ送信する（ＳＴ２３）。
【０１４０】
（飛しょう体）
通信機２２は、標的ＴＡの位置データＤＡ及び速度データＤＢを射撃管制装置７から受信し、位置データＤＡ及び速度データＤＢを飛しょう体誘導装置８に出力する（ＳＴ２４）。そして、処理装置３は、次の処理を実行する。
【０１４１】
会合点決定処理部３１は、位置データＤＡ及び速度データＤＢを通信機２２から受ける。会合点決定処理部３１は、位置データＤＡ及び速度データＤＢを用いて、会合点決定処理を実行する（ＳＴ２４）。ステップＳＴ２４の段階では、飛しょう体２が発射されていないので、飛しょう体２の現在位置は予め分かる。発射時の会合点の決定にあたって、位置データＤＡ及び速度データＤＢに加え、標的ＴＡの加速度データ、飛しょう体２の現在位置データ及び飛しょう体２の特性（推進力など）を加味してもよい。そして、仮想経路取得処理部３２は、仮想経路取得処理を実行する（ＳＴ２６）。ステップＳＴ２６により、発射点から会合点までの仮想的な飛しょう経路が取得される。その後、処理装置３は、完了通知信号ＣＴＲＬ０を通信機２２に出力する。通信機２２は、受信した完了通知信号ＣＴＲＬ０を射撃管制装置７に送信する（ＳＴ２７）。
【０１４２】
（射撃管制装置）
射撃管制装置７は、飛しょう体２から完了通知信号ＣＴＲＬ０を受信する（ＳＴ２８）。そして、射撃管制装置７は、飛しょう体２及び発射装置５の両方に発射信号ＣＴＲＬ１を送信する（ＳＴ２９）。
【０１４３】
（飛しょう体）
発射装置５が発射信号ＣＴＲＬ１を射撃管制装置７から受信すると共に、通信機２２も発射信号ＣＴＲＬ１を射撃管制装置７から受信する（ＳＴ２１０）。そして、通信機２２は、発射信号ＣＴＲＬ１を処理装置３に出力する。その後、発射装置５は、発射信号ＣＴＲＬ１を受けて飛しょう体２を上空へ発射させる。これと共に、第１誘導処理部３４１は、第１誘導処理を実行する（ＳＴ２１１）。その際に、第１誘導処理部３４１は、制御信号ＣＴＲＬ２を操舵装置２１に出力する。操舵装置２１は、制御信号ＣＴＲＬ２に基づいて、飛しょう体２を境界点（Ｐ１）に向けて飛しょうさせる（ＳＴ２１２）。以後、第２フェーズへ続く。
【０１４４】
５．９．２．第２フェーズ：飛しょう体２が発射された後
図１３Ｂは、第２フェーズにおける飛しょう体誘導システムのアクティビティ図である。飛しょう体２が高高度領域へ突入したと仮定する。
（レーダ）
レーダ６は、標的ＴＡの位置データＤＡ及び速度データＤＢを計測し、計測結果を射撃管制装置７へ送信する（ＳＴ２１３）
【０１４５】
（射撃管制装置）
射撃管制装置７は、標的ＴＡの位置データＤＡ及び速度データＤＢをレーダ６から受信し、位置データＤＡ及び速度データＤＢを飛しょう体２へ送信する（ＳＴ２１４）。
【０１４６】
（飛しょう体）
通信機２２は、標的ＴＡの位置データＤＡ及び速度データＤＢを射撃管制装置７から受信し、位置データＤＡ及び速度データＤＢを飛しょう体誘導装置８に出力する（ＳＴ２１５）。そして、処理装置３は、次の処理を実行する。
【０１４７】
旋回加速度指令関数算出処理部３３は、旋回加速度指令関数算出処理を実行する（ＳＴ２１６）。次に、会合点更新処理部３６は、会合点更新処理を実行する（ＳＴ２１７）。そして、第２誘導処理部３４２は、第２誘導処理を実行する（ＳＴ２１８）。上述のように、第２誘導処理部３４２は、例えば、独立変数の値（ｔ＝ｔ１）を旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝に代入し、この代入から決まる第２従属変数の値（ｆ（ｔ１）＝ｎｃ）を旋回加速度指令値（ｎ）として操舵装置２１に出力する。その後、第２誘導処理部３４２は、旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝に代入すべき独立変数の値を飛しょう時間（ｔ＝ｔ１）から（ｔ＝ｔ２又はｔ＝ｔｇｏ）まで連続的（又は離散的）に変化させながら、対応する第２従属変数の値を加速度指令値（ｎ）として操舵装置２１に出力する。操舵装置２１は、加速度指令値（ｎ）に基づいて、飛しょう体２を旋回させる。（ＳＴ２１９）。
【０１４８】
その後、飛しょう体２が標的ＴＡと会合していない場合（ＳＴ２２０：ＮＯ）、ステップＳＴ２１３が再び実行される。一方、飛しょう体２が標的ＴＡと会合した場合（ＳＴ２２０：ＹＥＳ）、一連の処理が終了する。ステップＳＴ２２０について言い換えれば、飛しょう体２が標的ＴＡと会合するまで、ステップＳＴ２１３からステップＳＴ２２０が繰り返し実行される。つまり、旋回加速度指令関数算出処理部３３は、ミスディスタンスがゼロとなるように、旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝を繰り返し算出する。これにより、旋回加速度指令関数｛ｎ＝ｆ（ｔ）｝も更新される。
【０１４９】
なお、飛しょう体２が終末誘導に移行したことをステップＳＴ２２０の判断基準に採用することもできる。また、ステップＳＴ２１５からステップＳＴ２１９を予め決められた時間間隔で繰り返し実行することもできる。例えば、飛しょう体２に搭載された探査装置が標的ＴＡを捕捉していない場合に、ステップＳＴ２２０に続いてステップＳＴ２１３を実行するようにしてもよい。
【０１５０】
なお、以上のステップＳＴ２１−ＳＴ２２０のうち、飛しょう体２によって実行されるステップＳＴ２４−２１２及びＳＴ２１５−２２０は、コンピュータによって実行されるように、処理手順としてプログラムに記述されている。
【０１５１】
第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１５２】
６．第３の実施の形態
６．１．概要
本実施の形態は、旋回加速度制限関数に関する。本実施の形態の概要を図１４及び図１５を参照して説明する。
【０１５３】
図１４は、飛しょう体誘導システムの説明図である。上述の第２の実施の形態で述べたように、第１フェーズ（飛しょう体が高高度領域へ突入するまで）における仮想経路取得処理において、図１４に示す仮想的な飛しょう経路Ｃが取得される。旋回加速度制限関数は、飛しょう経路Ｃに基づいて決定される。飛しょう経路Ｃ自体は、次のように決定される。
【０１５４】
図１５は、飛しょう体がとり得る飛しょう経路を示す模式図である。標的ＴＡがレーダによって検知されたとき、会合点決定処理が実行される。これにより、発射時の会合点Ｉが決定される。また、飛しょう体２の発射点Ｐ０は予め分かっている。したがって、発射点Ｐ０と発射時の会合点Ｉとの間には、図１５に示すように、複数パターンの飛しょう経路Ｃ１−Ｃ１０が考えられる。仮想経路取得処理では、複数パターンの飛しょう経路Ｃ１−Ｃ１０の中から、一の飛しょう経路が決定される。ただし、決定された飛しょう経路は、次の条件Ａ及びＢを満たしている。
【０１５５】
条件Ａ）最適な境界点Ｐ１が含まれている。
条件Ｂ）会合角α（図１４を参照）が十分に小さい（例えば、０°＜α＜５°）。
【０１５６】
条件Ａにおいて、境界点Ｐ１は、図１５に示すΔＴｈ（例えば、海抜高度１５ｋｍ±１ｋｍ）の範囲内で決定される。条件Ｂは、飛しょう体の終末誘導時に必要とされるプロペラントの量を低減させることに貢献する。条件Ｂは、高高度領域でのミスディスタンスが相対的に小さいことを表している。
【０１５７】
本実施の形態では、飛しょう体２の発射後の演算時間を短縮するため、複数パターンの飛しょう経路Ｃ１−Ｃ１０は、シミュレーションによって予め作成されている。シミュレーションは、例えば、飛しょう体誘導システム１の設計段階（初期設定段階）で行われる。
【０１５８】
６．２．飛しょう体誘導装置
図１４及び図１５に加え、次の図１６を参照しながら、飛しょう体誘導装置について説明する。図１６は、飛しょう体誘導装置の機能ブロック図である。破線の矢印は、データ又は制御信号の流れを示している。図１６に示すように、処理装置３は、旋回加速度制限関数算出処理部３５を更に備える。記憶装置４は、飛しょう経路データ４３を更に格納している。ここでは、第２の実施の形態と異なる主な点について述べる。
【０１５９】
（飛しょう経路データ）
飛しょう経路データ４３は、図１５に示す複数パターンの飛しょう経路Ｃ１−Ｃ１０を示すデータである。飛しょう経路データ４３は、記憶装置４に予め格納されている。
【０１６０】
（仮想経路取得処理部）
仮想経路取得処理部３２は、飛しょう経路データ４３を記憶装置４から読み出す。そして、仮想経路取得処理部３２は、発射時の会合点Ｉに基づいて、複数パターンの飛しょう経路Ｃ１−Ｃ１０の中から、一の飛しょう経路を選択（取得）する。図１４に示す飛しょう経路Ｃは、取得された飛しょう経路の一例である。
【０１６１】
（旋回加速度制限関数算出処理部）
旋回加速度制限関数算出処理部３５は、旋回加速度制限関数算出処理にあたって、仮想経路取得処理部３２によって選択された飛しょう経路Ｃに基づいて、旋回加速度制限関数（ｎｒ＝ｆｒ（ｔ））を算出する。旋回加速度制限関数算出処理部３５は、算出された旋回加速度制限関数データ４１を記憶装置４に格納する。なお、予め、複数パターンの飛しょう経路Ｃ１−Ｃ１０にそれぞれ対応する複数パターンの旋回加速度制限関数を任意のコンピュータ（演算装置）を用いて算出し、算出された複数パターンの旋回加速度制限関数を記憶装置４に格納しておくこともできる。この場合、旋回加速度制限関数算出処理部３５を省略することができる。
【０１６２】
なお、予め決められた一の飛しょう経路に沿って、飛しょう体２を飛しょうさせることもできる。つまり、飛しょう経路データ４３が、飛しょう経路Ｃ１−Ｃ１０のうち、予め決められた一の飛しょう経路を示すデータのみで構成されていてもよい。この場合、仮想経路取得処理部３２は、予め決められた飛しょう経路を選択することなく取得する。また、予め決められた一の飛しょう経路に基づいて、旋回加速度制限関数算出処理部３５が旋回加速度制限関数｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝を直接算出してもよい。この場合、飛しょう経路を選択する必要がないため、仮想経路取得処理部３２が設けられていなくてもよい。また、飛しょう経路が一パターンもない場合であっても、差支えはない。飛しょう経路が一パターンもない場合、任意の飛しょう経路に基づいて旋回加速度制限関数｛ｎｒ＝ｆｒ（ｔ）｝を算出すればよい。
【０１６３】
６．３．動作
図１７は、第１フェーズにおける飛しょう体誘導システムのアクティビティ図である。本実施の形態では、ステップＳＴ２６２で示される旋回加速度制限関数算出処理は、ステップＳＴ２６の次に実行される。なお、旋回加速度制限関数算出処理は、図１３Ｂに示すステップＳＴ２１４の後に実行されてもよい。
【０１６４】
なお、上述の説明では、飛しょう経路データ４３が予めシミュレーションによって作成されている。処理装置３の演算能力などを考慮して、仮想経路取得処理部３２が飛しょう経路データ４３を作成してもよい。
【０１６５】
第３の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１６６】
７．第４の実施の形態
第４の実施の形態は、飛しょう体誘導装置に関する。基本的には、飛しょう体誘導装置は、コンピュータで構成される。そのため、飛しょう体誘導装置は、次のように構成されていてもよい。
【０１６７】
図１８は、飛しょう体誘導装置の機能ブロック図である。図１８に示すように、射撃管制装置７は、ハードウェア・プロセッサとしての処理装置３ａと、記憶装置４ａとを備える。即ち、飛しょう体誘導装置８ａは、飛しょう体２に搭載された処理装置３と、射撃管制装置７に搭載された処理装置３ａとが協同して動作するように構成されている。
【０１６８】
詳細には、射撃管制装置７に関して、処理装置３ａは、会合点決定処理部３１と、仮想経路取得処理部３２とを備える。記憶装置４ａは、飛しょう経路データ４３を格納している。飛しょう体２に関して、処理装置３は、旋回加速度指令関数算出処理部３３と、誘導処理部３４と、旋回加速度制限関数算出処理部３５とを備える。なお、処理装置３ａ及び記憶装置４ａは、モノリシックに構成されていてもよい。
【０１６９】
本実施の形態では、図１７に示すステップＳＴ２４、ＳＴ２５、ＳＴ２６、ＳＴ２６１が射撃管制装置７によって実行される。
【０１７０】
第４の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１７１】
本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、本発明に種々の変更を加えることができる。例えば、旋回加速度制限関数を飛しょう体の飛しょう中にリアルタイムで算出してもよい。例えば、処理装置によって実行される処理の全て又は一部をハードウェア回路で実現してもよい。
【０１７２】
なお、全ての実施の形態は、上述の形態に限定されない。例えば、第１誘導処理は、実行されなくてもよい。例えば、飛しょう体が地表の上空で発射されてもよい。例えば、加速度制限関数は、局所的に単調増加していなくてもよい。例えば、加速度制限関数は、設計段階で求められていてもよい。飛しょう体が全ての処理（例えば、ＳＴ１１−ＳＴ１７）を実行してもよいし、飛しょう体が一部の処理（例えば、ＳＴ１３−ＳＴ１７）を実行し、射撃管制装置７が他の処理（例えば、ＳＴ１１−ＳＴ１２）を実行してもよい。例えば、旋回加速度指令関数を決定するためのアルゴリズムとして、予測子修正子法（Predictor  Corrector  Method）を用いてもよい。予測子修正子法を用いる場合も、会合に必要な旋回量を見越して、旋回加速度の制限が小さい初期のうちに、予め大きな加速度で旋回を実施できるように、旋回加速度指令関数を決定すればよい。
【０１７３】
技術的な矛盾が生じない範囲内で、全ての実施の形態を好適に組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１７４】
１：飛しょう体誘導システム、２：飛しょう体、３、３ａ：処理装置、４、４ａ：記憶装置、５：発射装置、６：レーダ、７：射撃管制装置、８、８ａ：飛しょう体誘導装置、２１：操舵装置、２２：通信機、２３：測定装置、３１：会合点決定処理部、３２：仮想経路取得処理部、３３：旋回加速度指令関数算出処理部、３４：誘導処理部、３５：旋回加速度制限関数算出処理部、３６：会合点更新処理部、４１：旋回加速度制限関数データ、４２：加速度指令関数データ、４３：飛しょう経路データ、８１：入出力装置、８２：バス、３４１：第１誘導処理部、３４２：第２誘導処理部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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