專利名稱：目標(biāo)信息傳送系統(tǒng)的制作方法
在實戰(zhàn)場合中，目標(biāo)的觀察者經(jīng)常需要能夠?qū)⒃撃繕?biāo)的位置至少大致地指示給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和/或第二個觀察者，在說明書中都稱作“用戶系統(tǒng)”。例如，在空戰(zhàn)場合中，一對飛機(jī)在一起飛行巡邏，某架飛機(jī)的飛行員觀察到了目標(biāo)。當(dāng)然，飛行員可以通過無線電來進(jìn)行通信，通過這一方法，信息從一個飛行員傳遞到另一個飛行員。這不但費時而且在飛行員們正在心于別的事情的同時還需要他們完成某些規(guī)定的動作。確認(rèn)目標(biāo)的位置或方向也會出現(xiàn)問題。雖然第一個飛行員也許能夠描述目標(biāo)相對于他自己的即時飛行航向的方位和高度，但是，除非第二個飛行員跟隨同一航線，否則信息沒有任何關(guān)聯(lián)。同樣地，第一個飛行員對距離的判斷對第二個飛行員來說不會是非常精確的，除非兩架飛機(jī)很接近。
本發(fā)明的目的是提供一目標(biāo)信息傳送系統(tǒng)，該系統(tǒng)以最低限度的觀察者介入將觀察者觀察到的有關(guān)目標(biāo)的信息傳送給用戶系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明，提供將觀察者觀察到的目標(biāo)的信息傳送給用戶系統(tǒng)的一目標(biāo)信息傳送系統(tǒng)，該信息傳送系統(tǒng)包括用來確定觀察者和目標(biāo)之間的光學(xué)視線相對于第一坐標(biāo)軸系統(tǒng)的取向的角度確定裝置，用來確定觀察者相對于第二坐標(biāo)軸系統(tǒng)的空間位置和飛行姿態(tài)的第一位置確定裝置，用來將上述取向，位置和飛行姿態(tài)的信息傳送給用戶系統(tǒng)的通信裝置，用來確定用戶系統(tǒng)相對于第二坐標(biāo)軸系統(tǒng)的空間位置和飛行姿態(tài)的第二位置確定裝置和用來確定目標(biāo)相對于用戶系統(tǒng)的取向的信號處理裝置。
當(dāng)用戶系統(tǒng)是第二個觀察者時，本發(fā)明提供將到目標(biāo)的視線相對于第三系統(tǒng)坐標(biāo)軸的取向指示給該第二觀察者的裝置。
現(xiàn)在參看附圖
來詳細(xì)描述本發(fā)明，附圖是本發(fā)明的實施例的信息傳送系統(tǒng)的方框圖。
與附圖有關(guān)的實施例設(shè)想兩架飛機(jī)，每架飛機(jī)有一戴著固定在防護(hù)帽上的瞄準(zhǔn)器的飛行員。一般說來，該瞄準(zhǔn)器包括一具有局部反射單元的防護(hù)帽，瞄準(zhǔn)分度鏡的圖象被投射到上述局部反射單元上，防護(hù)帽上有用來確定防護(hù)帽相對于飛機(jī)坐艙的取向的傳感器，這樣就可以確定從飛行員到目標(biāo)的視線相對于飛機(jī)的坐標(biāo)軸的取向。已知有多種固定在防護(hù)帽上的瞄準(zhǔn)器，通常使用紅外線或電磁輻射來捕捉目標(biāo)。這樣一種瞄準(zhǔn)器構(gòu)成圖中的飛機(jī)AC1的部件HMSI。由于定義該視線的方向的信息對飛機(jī)外的任何人都將非常有用，所以必須將這一信息與不同的坐標(biāo)軸聯(lián)系起來，通過使用慣性的參照系統(tǒng)IRSI來確定在定義了的目標(biāo)和觀察者之間的視線的瞬間的飛機(jī)的空間位置及其飛行姿態(tài)可實現(xiàn)上述目的。由此得到的信息就定義了視線相對于飛機(jī)坐標(biāo)軸的方向以及這些坐標(biāo)軸的取向和飛機(jī)相對于空間坐標(biāo)軸系統(tǒng)，例如緯度一經(jīng)度幾何系統(tǒng)的瞬時位置。
來自固定在防護(hù)帽上的瞄準(zhǔn)器和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的信息在輸入發(fā)射機(jī)TX之前可以作適當(dāng)?shù)男拚l(fā)射機(jī)TX以適當(dāng)?shù)姆绞酵ㄟ^適當(dāng)?shù)耐ㄐ磐ǖ纻魉蜕鲜鲂畔ⅰ?br> 第二架飛機(jī)有一接收機(jī)RX，該接收機(jī)RX接收傳送來的信息并以適當(dāng)?shù)男问綄⒃撔畔魉徒o數(shù)據(jù)處理器DP。確定第二架飛機(jī)AC2相對于與飛機(jī)AC1相同的空間坐標(biāo)軸，即緯度-經(jīng)度坐標(biāo)軸的空間位置和取向的慣性參照系統(tǒng)IRS2也輸入一輸入信號給數(shù)據(jù)處理器。
數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行一系列坐標(biāo)變換，首先將來自飛機(jī)AC1的視線的方向變換為相對于緯度-經(jīng)度坐標(biāo)軸的方向。然后用來慣性參照系統(tǒng)IRS2的信號將其變換為相對于第二架飛機(jī)AC2的坐標(biāo)軸的方向。數(shù)據(jù)處理器DP然后將信號輸入到第二架飛機(jī)的飛行員戴著的固定在防護(hù)帽上的瞄準(zhǔn)器HMS2，這樣一來投射的顯示就向飛行員指示出目標(biāo)的方向。
坐標(biāo)變換技術(shù)是熟知的，不在此描述。用來向第二飛行員指示視線方向的技術(shù)可以各不相同。例如，可以在飛行員的視野范圍內(nèi)產(chǎn)生箭頭來指示他應(yīng)當(dāng)掃描以便定位目標(biāo)的象限或封限。也可以產(chǎn)生指示目標(biāo)位置的更精確的瞄準(zhǔn)點。但是，由于目標(biāo)可能在或許未知的路線上迅速地運動，這樣一種精確的指示是困難的。固定在防護(hù)帽上的瞄準(zhǔn)器的指示可以和非目標(biāo)指示結(jié)合在一起。例如，如果目標(biāo)在第二架飛機(jī)的后面就可以在飛行員的耳機(jī)中產(chǎn)生適當(dāng)?shù)穆曧?，以便指出這一點，結(jié)合當(dāng)他已改變方向時的目視指示就能夠看清目標(biāo)。
在目前為止描述的系統(tǒng)不能夠確定的一個因素是間距。第一個飛行員估計目標(biāo)的間距可能很困難。但是，如果當(dāng)觀察者改變相對于目標(biāo)的位置時測量視線的旋轉(zhuǎn)率就能獲得一粗略的估計。
迄今考慮的情況是在一起飛行的兩架飛機(jī)。顯然，進(jìn)行某些簡化可以在其他場合中使用同一信息傳送系統(tǒng)。例如，固定翼或旋轉(zhuǎn)翼飛機(jī)的飛行員可以向地面觀察者指示空中或地面的目標(biāo)的位置。地面觀察者用這一信息來確定該目標(biāo)的位置。類似地，觀察者和“用戶系統(tǒng)”都可以是在地面這樣的系統(tǒng)可以不需要使用慣性參照系統(tǒng)來確定位置，而且所使用的坐標(biāo)軸系統(tǒng)可以是，例如通常的地圖方格坐標(biāo)。
一種更簡單的情形是觀察者和用戶可能是一架飛機(jī)中的兩個飛行員，這樣一來兩人的飛行姿態(tài)和空間位置都相同，只剩下將視線的方向從一個人傳送給另一個人。
沒有討論通信通道的性質(zhì)和有關(guān)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。通常以數(shù)字形式傳送數(shù)據(jù)并且可以使用任何合適的傳送方法。這可以與任何現(xiàn)存的通信系統(tǒng)結(jié)合在一起或者與其分開。
“用戶系統(tǒng)”當(dāng)然可以是無人操作的系統(tǒng)。觀察者提供的輸入信號可以提供武器的遙控或者甚至簡單的信息顯示。
權(quán)利要求
1.將觀察者觀察到的目標(biāo)的信息傳送給用戶系統(tǒng)的一目標(biāo)信息傳送系統(tǒng)，該信息傳送系統(tǒng)包括用來確定觀察者和目標(biāo)之間的光學(xué)視線相對于第一坐標(biāo)軸系統(tǒng)的取向的角度確定裝置，用來確定觀察者相對于第二坐標(biāo)軸系統(tǒng)的空間位置和飛行姿態(tài)的第一位置確定裝置，用來將上述取向，位置和飛行姿態(tài)的信息傳送給用戶系統(tǒng)的通信裝置，用來確定用戶系統(tǒng)相對于第二坐標(biāo)軸系統(tǒng)的空間位置和飛行姿態(tài)的第二位置確定裝置和用來確定目標(biāo)相對于用戶系統(tǒng)的取向的信號處理裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中的角度確定裝置包括一固定在防護(hù)帽上的瞄準(zhǔn)器，該瞄準(zhǔn)器具有一防護(hù)帽取向系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的系統(tǒng)，其中的第一位置確定裝置包括慣性參照系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任一權(quán)利要求的系統(tǒng)，其中的用戶系統(tǒng)是遠(yuǎn)離所說的觀察者的第二觀察者并且包括用來向所說第二觀察者指示到目標(biāo)的視線相對于第三坐標(biāo)軸系統(tǒng)的取向的裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中的指示裝置包括一固定在防護(hù)帽上的瞄準(zhǔn)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求2到5中的任一權(quán)利要求的系統(tǒng)，其中的第二位置確定裝置包括一慣性參照系統(tǒng)。
7.在此大致描述的目標(biāo)信息傳送系統(tǒng)請參看附圖。
全文摘要
將觀察者(AC1)觀察到的有關(guān)目標(biāo)的信息傳送給可能是第二個觀察者(AC2)的用戶系統(tǒng)的系統(tǒng)。通過角度確定裝置(HMS1)確定從觀察者到目標(biāo)的視線相對于第一組坐標(biāo)軸的取向，通過第一位置確定裝置(IRS1)確定觀察者相對于第二組坐標(biāo)軸的位置和飛行姿態(tài)。通信裝置(TX、RX)被用來向用戶系統(tǒng)(AC2)傳送角度，位置和飛行姿態(tài)的信息。通過第二位置確定裝置(IRS2)確定用戶系統(tǒng)相對于第二組坐標(biāo)軸的位置和取向。
文檔編號G01S5/00GK1054157SQ9010778
公開日1991年8月28日 申請日期1990年8月25日 優(yōu)先權(quán)日1989年8月25日
發(fā)明者羅伯特·詹姆斯·麥克法蘭, 羅伯特·威廉·加里奧希 申請人:Gec費蘭蒂防衛(wèi)系統(tǒng)有限公司