專(zhuān)利名稱(chēng):用于確定對(duì)運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)開(kāi)火的最佳時(shí)機(jī)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定對(duì)運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)開(kāi)火的最佳時(shí)機(jī)的方法。
背景技術(shù)：
在攻擊目標(biāo)時(shí)，是以達(dá)到盡可能高的命中機(jī)率為目的來(lái)選擇開(kāi)火指令，也就是說(shuō)射擊角度和射擊時(shí)機(jī)。武器裝置的精確度、火藥的擴(kuò)散和空氣的影響都會(huì)加重這項(xiàng)任務(wù)的困難。為了克服這些干擾，要采取ー些措施，例如在瞄準(zhǔn)過(guò)程中進(jìn)行校正或者測(cè)量空氣壓力、空氣溫度和風(fēng)。此外還有炮ロ速度的變化，這會(huì)影響炮彈到目標(biāo)的飛行時(shí)間。因此在實(shí)踐中，要經(jīng)常測(cè)量炮彈的炮ロ速度，并在控制開(kāi)火時(shí)考慮進(jìn)去。因此從CH 691 143A5已知ー種裝置，用來(lái)測(cè)量槍彈在武器管筒的炮ロ處的速度。此裝置具有兩個(gè)與評(píng)價(jià)電子儀器相 連的感應(yīng)器，它們彼此隔開(kāi)地設(shè)置在支承管筒上，并對(duì)磁流的改變響應(yīng)。
額外的誤差源特別是，在射彈開(kāi)火的時(shí)間點(diǎn)和射彈到達(dá)目標(biāo)的時(shí)間點(diǎn)之間的目的移動(dòng)是未知的。因此特別當(dāng)射彈要飛行較長(zhǎng)距離時(shí)，很難預(yù)先確定目標(biāo)在命中點(diǎn)上的未來(lái)位置。為了減少這種誤差，要使目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的模式公式化，并用目標(biāo)的測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)控制，以便識(shí)別確定目標(biāo)的動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)。然后，這些數(shù)據(jù)應(yīng)用在開(kāi)火控制中，用來(lái)預(yù)測(cè)、通常是推斷在預(yù)定的飛行時(shí)間后的目標(biāo)位置。
然而，除了徑向的速度外，所述測(cè)量是指純粹的位置定位。在過(guò)濾器中由此導(dǎo)出目標(biāo)的速度和目標(biāo)可能的加速度并且用來(lái)進(jìn)行推斷。推斷的準(zhǔn)確性特別依賴(lài)于加速度估計(jì)的質(zhì)量。一旦此目標(biāo)機(jī)動(dòng)，則加速度就因此會(huì)變得很大，因此開(kāi)火控制器就可能會(huì)拒絕下開(kāi)火指令。已知的過(guò)濾器余數(shù)(residue)，也就是說(shuō)估計(jì)和測(cè)量之間的差別不是非常適合此目的，因?yàn)樗鼈冎话ㄖ聊繕?biāo)的位置誤差。在目標(biāo)機(jī)動(dòng)的情況下，在過(guò)濾器把產(chǎn)生的余數(shù)轉(zhuǎn)換成加速度之前，總是要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間。在此稱(chēng)之為過(guò)濾器的暫態(tài)振蕩。
在目標(biāo)機(jī)動(dòng)和射彈擊中的時(shí)間之間的整個(gè)時(shí)間延遲，其開(kāi)火組件考慮到了目標(biāo)機(jī)動(dòng)，在目標(biāo)處由以下組成
時(shí)間延遲=過(guò)濾器的暫態(tài)振蕩+射彈的飛行時(shí)間+其它停滯時(shí)間
在此，其它的停滯時(shí)間是指用于測(cè)量、數(shù)據(jù)處理和傳輸所需的時(shí)間。
通過(guò)測(cè)試射彈和試射可改善開(kāi)火控制，其可被稱(chēng)為“閉環(huán)”。為了在統(tǒng)計(jì)上改善測(cè)試射彈的測(cè)量結(jié)果，連續(xù)地射出數(shù)量有限的測(cè)試射弾。對(duì)于開(kāi)火射擊，如果它的最后射擊從相應(yīng)的修正中獲益，則連發(fā)射擊(其首次射擊在目標(biāo)處測(cè)量)就必須比彈頭飛行時(shí)間更長(zhǎng)。按照使用目的，這種測(cè)量裝置是很復(fù)雜的，因此很昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供ー種方法，其特別在目標(biāo)機(jī)動(dòng)時(shí)，幫助操作者選擇最有利的連發(fā)射擊。
此目的通過(guò)具有以下特征的用于確定對(duì)運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)開(kāi)火的最佳時(shí)機(jī)的方法得以實(shí)現(xiàn)，即借助ー個(gè)算法計(jì)算開(kāi)火指令以及所期望的射彈與目標(biāo)的命中點(diǎn)，但并不真正進(jìn)行連發(fā)射擊，為此尋找目標(biāo)，使用所述算法，并且假設(shè)性地確定數(shù)據(jù)。
本發(fā)明是基于這樣的理念，即應(yīng)用ー種已知的真實(shí)射擊的計(jì)算算法來(lái)確定向活動(dòng)的目標(biāo)的最佳開(kāi)火時(shí)機(jī)，但并不真正地發(fā)出開(kāi)火指令。這純粹是假設(shè)性進(jìn)行的。通過(guò)不斷計(jì)算和收集開(kāi)火指令以及與之相聯(lián)系的預(yù)知的命中點(diǎn)來(lái)確定和使用這些數(shù)據(jù)。
因此此方法的基礎(chǔ)是，計(jì)算開(kāi)火指令和期望的命中點(diǎn)，但并不真正進(jìn)行開(kāi)火。尋找目標(biāo)，應(yīng)用算法，并且所有其它的都是假設(shè)性計(jì)算的。在算法中在此也可以包含槍炮控制作為開(kāi)火指令的基礎(chǔ)。
根據(jù)虛擬射彈的如此計(jì)算的飛行時(shí)間，確定真實(shí)的目標(biāo)位置，并計(jì)算出目標(biāo)和之前算出的命中點(diǎn)之間的誤差距離。這給出了一個(gè)關(guān)于射擊精確度的報(bào)告。雖然這個(gè)關(guān)于飛行時(shí)間的信息不斷過(guò)時(shí)，但也可以持續(xù)地生成，并提供關(guān)于期望的擊中可能性的分布的重要指示。在目標(biāo)處的誤差例如可以是射彈彈道和目標(biāo)軌道之間的最小距離。如果在目標(biāo)處的時(shí)間點(diǎn)也起作用，例如在具有定時(shí)引信的炮彈或手榴弾爆裂時(shí)，兩者之間的距離對(duì)于爆裂時(shí)間點(diǎn)也是至關(guān)重要的?？商娲氖?，角度誤差也可考慮進(jìn)去。不同錯(cuò)誤定義的合適組合也是可以考慮的，但此結(jié)果優(yōu)選用示出刻度的大小來(lái)描述。
具有可見(jiàn)的誤差發(fā)展的視圖是優(yōu)選的，例如與時(shí)間相關(guān)的圖表式曲線(xiàn)，所述時(shí)間對(duì)應(yīng)于響應(yīng)的關(guān)聯(lián)時(shí)間，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)不僅提供有關(guān)當(dāng)前誤差的信息，還主要允許對(duì)未來(lái)不久的響應(yīng)進(jìn)行估算。因此，除了假設(shè)數(shù)據(jù)外，還優(yōu)選通過(guò)顯示器向操作者提供實(shí)時(shí)的或準(zhǔn)實(shí)時(shí)的附加數(shù)據(jù)。在該方法的自動(dòng)化中需要在算法中設(shè)置軟件提醒，其中可保留圖表式視圖。
借助此方法導(dǎo)致合適地測(cè)量命中誤差，一旦目標(biāo)接近先前計(jì)算的命中點(diǎn)。命中誤差的估算值以圖表的形式示出，并不斷地更新，并附加地提供給操作者或算法。開(kāi)火指令不會(huì)進(jìn)行修正，而是在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)無(wú)需進(jìn)行麻煩的測(cè)量的情況下，更多地是給操作者提供方法/視圖，幫助他選擇開(kāi)火的最佳時(shí)機(jī)。


借助實(shí)施例利用附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明
圖I在方塊圖表中示出了此方法所需要的裝置；
圖2以圖表的形式不出連發(fā)射擊；
圖3描述了在時(shí)間窗口內(nèi)計(jì)算的目標(biāo)偏移；
圖4根據(jù)圖3的具有第一附加信息的視圖；
圖5根據(jù)圖3的具有其它附加信息的視圖。
具體實(shí)施方式
圖I用I標(biāo)出了一個(gè)可瞄準(zhǔn)的炮，其借助計(jì)算機(jī)3輸入數(shù)據(jù)，攻擊目標(biāo)2。計(jì)算機(jī)3與炮導(dǎo)電地相連，還與用于操作者5的顯示器4相連。在計(jì)算機(jī)3中，其通常是指開(kāi)火計(jì)算機(jī)，通常使目標(biāo)測(cè)量與開(kāi)火的基本節(jié)拍同歩，因此它們不會(huì)與可預(yù)測(cè)的命中點(diǎn)P1-P3重疊。圖2示出了連發(fā)射擊的一部分。自身沒(méi)有詳細(xì)描述的炮I以規(guī)定的間隔對(duì)靠近的目標(biāo)2射擊。到目標(biāo)2的飛行時(shí)間在所示的實(shí)施例中大約是2至3個(gè)射擊循環(huán)。在計(jì)算目標(biāo)偏移之前，這些數(shù)據(jù)要通過(guò)合適的插補(bǔ)在時(shí)間上統(tǒng)一。炮數(shù)據(jù)至少要在炮彈飛行時(shí)間內(nèi)存儲(chǔ)起來(lái)。由于目標(biāo)的移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致延長(zhǎng)一定的時(shí)間，因此在兩次射擊之間可能會(huì)出現(xiàn)多次目標(biāo)測(cè)量，也可能不會(huì)出現(xiàn)目標(biāo)測(cè)量，這在處理數(shù)據(jù)時(shí)要考慮到。
圖3示出了計(jì)算的目標(biāo)偏移在寬度Tw的時(shí)間窗口中的可能應(yīng)用(Tw =時(shí)間)，此寬度Tw在顯示器4中顯示。在此實(shí)施例中，數(shù)據(jù)以圖表的形式描述成朝左運(yùn)動(dòng)的曲線(xiàn)。最新數(shù)據(jù)的年齡與飛行時(shí)間一祥，并標(biāo)繪在窗ロ右側(cè)(f)上。年齡是TW+TF(TF =射彈飛行時(shí)間)的較老數(shù)據(jù)會(huì)從窗ロ的左邊緣(a)上消失。曲線(xiàn)越高，則在射擊時(shí)的命中誤差就會(huì)越大。在此視圖中可看到，在(b)中錯(cuò)過(guò)了一次有利但短暫的機(jī)會(huì)，但在(C)和(e)的時(shí)間是特別不利的。為此目的，在現(xiàn)在的時(shí)間(f)的誤差處在較小的值，因此操作者5可有利地開(kāi)火，達(dá)到較高的命中精度。
為了改善過(guò)時(shí)的數(shù)據(jù)TF，優(yōu)選要在此方法中加入附加信息，這給操作者5提供了較 新來(lái)源的其它相關(guān)信息，因此操作者5可以確定，是否也在考慮到Tf時(shí)正確地選擇了時(shí)間點(diǎn)。
為此，在第一方案中以圖表的形式給操作者5提供了帶Tf/2的附加數(shù)據(jù)，作為部分曲線(xiàn)(g)(圖4)。在所示的實(shí)施例中部分曲線(xiàn)(g)表明，目前的時(shí)刻是不利的，如同在圖3中可看到的一祥，命中誤差又上升了。
其它未詳細(xì)示出的附加數(shù)據(jù)來(lái)源可以是從過(guò)濾器中估算出的加速度。該加速度持續(xù)地借助最新的目標(biāo)測(cè)量進(jìn)行更新。
可替代的是，目標(biāo)2也可進(jìn)行直接的觀察。在飛機(jī)實(shí)施機(jī)動(dòng)之前，必須相對(duì)于飛行方向改變它的位置。在這種情況下，如在圖5中所示，可以使得目標(biāo)2的視頻圖像漸顯到顯示器的顯示圖表中。這同樣也提供了真實(shí)的數(shù)據(jù)或附加信息，這幫助操作者選擇最佳的開(kāi)火時(shí)刻。
圖3至5的圖表視圖也會(huì)幫助操作者5，操作者這樣理解顯示的數(shù)據(jù)，即從過(guò)程的趨勢(shì)推斷出命中誤差的未來(lái)發(fā)展。
本發(fā)明的一個(gè)可替代的實(shí)施例是，通過(guò)合適的算法實(shí)現(xiàn)此方法的自動(dòng)化，以便更簡(jiǎn)單地示出結(jié)果，例如利用燈或通過(guò)相應(yīng)的開(kāi)火指令來(lái)進(jìn)行自動(dòng)發(fā)射。
權(quán)利要求
1.用于確定對(duì)運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)(2)開(kāi)火的最佳時(shí)機(jī)的方法，其特征在于，借助ー個(gè)算法計(jì)算開(kāi)火指令以及所期望的射彈與目標(biāo)(2)的命中點(diǎn)(P1-P3)，但并不真正進(jìn)行連發(fā)射擊，為此尋找目標(biāo)(2)，使用所述算法，并且假設(shè)性地確定數(shù)據(jù)。
2.按權(quán)利要求
I所述的方法，其特征在于，按照如此算出的假設(shè)的射彈的飛行時(shí)間獲得實(shí)際的目標(biāo)位置，并計(jì)算出目標(biāo)(2)和之前計(jì)算的命中點(diǎn)(P1、P2、P3)之間的誤差距離，這給出了一個(gè)關(guān)于射擊精確度的報(bào)告。
3.按權(quán)利要求
I或2所述的方法，其特征在于，數(shù)據(jù)以圖表的形式顯示在顯示器(4)上。
4.按權(quán)利要求
3所述的方法，其特征在干，圖表視圖具有可見(jiàn)的誤差發(fā)展。
5.按權(quán)利要求
3所述的方法，其特征在于，使用與時(shí)間相關(guān)的圖表式曲線(xiàn)，所述時(shí)間對(duì)應(yīng)于響應(yīng)的關(guān)聯(lián)時(shí)間。
6.按權(quán)利要求
4所述的方法，其特征在于，使用與時(shí)間相關(guān)的圖表式曲線(xiàn)，所述時(shí)間對(duì)應(yīng)于響應(yīng)的關(guān)聯(lián)時(shí)間。
7.按權(quán)利要求
1、2、4、5和6之任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，可以使用真實(shí)的且實(shí)時(shí)的或準(zhǔn)實(shí)時(shí)的附加信息。
8.按權(quán)利要求
3所述的方法，其特征在于，可以使用真實(shí)的且實(shí)時(shí)的或準(zhǔn)實(shí)時(shí)的附加信息。
9.按權(quán)利要求
7所述的方法，其特征在干，以圖表的形式提供帶Tf/2的附加數(shù)據(jù)，作為部分曲線(xiàn)(g)，其中TF=射彈飛行時(shí)間。
10.按權(quán)利要求
7所述的方法，其特征在于，使用估算的加速度，所述加速度持續(xù)地借助最新的目標(biāo)測(cè)量進(jìn)行更新。
11.按權(quán)利要求
7所述的方法，其特征在于，使目標(biāo)(2)的視頻圖像漸顯到顯示器(4)的顯示圖表中。
專(zhuān)利摘要
建議一種用于確定對(duì)運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)(2)開(kāi)火的最佳時(shí)機(jī)的方法，借助一個(gè)算法計(jì)算開(kāi)火指令以及所期望的射彈與目標(biāo)(2)的命中點(diǎn)(P1-P3)，但并不真正進(jìn)行連發(fā)射擊，為此尋找目標(biāo)(2)，使用所述算法，并且假設(shè)性地確定數(shù)據(jù)。為了進(jìn)行支持，這些數(shù)據(jù)以圖表的形式顯示在顯示器(4)上，其中在優(yōu)選的實(shí)施例中還使用附加信息和/或讓操作者看到視頻化的附加信息。
文檔編號(hào)F41G3/14GKCN101300458SQ200680040924
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2006年7月20日
發(fā)明者卡雷爾·維特, 安德烈·博斯 申請(qǐng)人:厄利肯康特拉維斯股份公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專(zhuān)利引用 (6),