DE3131089A1

DE3131089A1 - Aufklaerungs- und feuerleitsystem

Info

Publication number: DE3131089A1
Application number: DE19813131089
Authority: DE
Inventors: Gunthard Dipl.-Phys. Dr. 8000 München Born
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1981-08-06
Filing date: 1981-08-06
Publication date: 1983-03-03
Also published as: DE3131089C2

Description

Aufklärungs- und Feuerleitsystem
Die Erfindung bezieht sich auf ein Aufklärungs- und Feuerleitsystem für eine genaue Zieldetektion und -bekämpfung sowohl im Nah- wie auch im Fernbereich mit erhöht über dem Boden liegendem Arbeitsbereich.
Solche Systeme sind an sich schon in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. So sind seit vielen Jahren sogenannte Fesselballone mit einem Beobachtungsposten bekannt oder langsam fliegende Flugzeuge, die über Funk das Artilleriefeuer leiten usw.. Alle bisher bekannten Ausführungsformen weisen eine Reihe von Problemen auf. Erfolgt die Zielaquisition beispielsweise für Nahbereichswaffen unmittelbar vor dem Schuß von der Abschußstelle aus, wobei zum Visieren eine Sehverbindungslinie zum Ziele erforderlich ist, so ist es erforderlich, daß zum Ziel nur ein geringer Abstand eingehalten werden kann, da im Gelände - insbesondere wenn das Ziel getarnt ist - weite Sichtlinien (t km) nur selten gegeben sind. Zwangsläufig führt dies aber zu einer sehr starken Gefährdung der Feuerstelle durch den Gegner. Außerdem erfolgt die Feindberührung nur mit den Zielen, die sich am Rande einer unter Umständen großen Feindtruppe aufhalten, d. h. eine Bekämpfung der Masse des angreifenden Verbandes ist so gar nicht möglich. Deshalb werden Nahbereichswaffen häufig vom Flugzeug aus eingesetzt, das den gesamten angreifenden Verband überfliegen und bekämpfen kann. Hier tritt aber ein noch höheres Verlustrisiko, nämlich für das Flugzeug selbst, auf, was zwangsläufig dazu führt, daß diese Art der Bekämpfung nur auf Ausnahmefälle beschränkt bleibt.
Der heutige Einsatz von Fernbereichssfaffen, Artillerie etc erfordert im allgemeinen einen großen Abstand vom Gegner, etwa im Bereich von ca 10 km. Hier ist zwar ein relativ hoher Selbstschutz der Feuerleitstelle gegeben, dafür aber treten Schwierigkeiten bei der Zielaufklärung und -bekämpfung, verbunden mit einer traditionell geringen Trefferrate auf. Diesem wird in neuer Zeit durch Einsatz eines hohen Logistikaufwandes entgegengetreten. Problematisch ist hier vor allem der hohe Zeitbedarf für die Aufklärv ; - beispielsweise durch Flugzeug oder Drohne -, Datenübertragung und Datenauswertung an zentralen Auswertestellen und Verteilung der Informationen an die einzelnen Feuerleitsteller.
Hinzu kommt noch ein hohes Risiko, namlich, daß der relativ lange Übertragungsweg unterbrochen wird und/oder Daten verfälscht werden. Wegen der inzwischen erfolgten Eigenbewegung des Gegners sind die Aufklärungsdaten, welche während des Aufklärungsvorganges die Zielkoordinaten noch mit höchster Genauigkeit beinhalten (im m-Bereich) zu dem späteren Zeitpunkt ihrer Verwendung (beim Abschuß) im Genauigkeitswert stark reduziert.
Diesen Nachteilen sucht man heute dadurch zu begegnen, daß das oder die Ziele durch einen vorgeschobenen Beobachter detektiert und mit einem Laser angestrahlt werden, worauf eine Bekämpfung durch Munition etc. erfolgt, die mit Suchern für die vom Ziel reflektierte Laserstrahlung ausgerüstet sind. Bei diesem Verfahren ist das Risiko auf den vorgeschobenen Beleuchter verlagert, der außerdem nur ein oder ganz wenige Ziele nacheinander markieren kann, da der Laserfleck so lange auf einem angestrahlten Ziel gehalten werden muß, bis ein Treffer erfolgt ist. Dies führt natürlich dazu, daß dieser Beobachter schon in relativ kurzer Zeit durch den emittierten Laserstrahl seine Position verrät, da die Ziele mit Laser-Warnempfängern ausgerüstet sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Aufklärungs- und Feuerleitsystem der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem jede Feuerstell-e direkt ihre Informationen ab fragt und das System laufend automatisch eine Koordinatentransformation der Zieldaten von der Aufklärungsanlage zur jeweiligen Feuerstelle durchführt, ohne daß aufwendige Positionsbestimmungsverfahren von Aufklärungsstelle oder Landkartenfolgeverfahren etc.
erforderlich sind.
Diese Aufgabe wird in wirkungsvoller Weise durch die in den-Ansprüchen niedergelegten Maßnahmen gelöst. Die Erfindung ist nachfolgend an Ausführungsbeispielen beschrieben und erläutert sowie schematisch in den Figuren der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Beobachtungssektors in schematischer Darstellung; Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Aufklärungsplattform in schematischer Darstellung; Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Transponders, der für zwei erwartete gleichzeitige Abfragen ausgebildet ist; Fig. 4 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Aufklärungsplattform.
Die.Fig. 1 zeigt schematisch einen Beobachtungssektor einer Feuerleitzentrale, die eine Anzahl Feuerstellen 10 versorgt. Diesen Feuerstellen bzw. der Feuerleitzentrale ist eine Beobachtungsplattform 11 zugeordnet, die gewissermaßen den gezeigten Beobachtungssektor überwacht. Dies geschieht in drei Phasen. Die erste Phase beinhaltet das Zielsuchen, die zweite das Zieltracken und die dritte Phase bildet die Informationsübermittlung.
Die Feuerstelle oder die Feuerleitzentrale sucht periodisch den Himmel nach eigenen Aufklärungssystemen ab, wenn sie keine eigene Plattform besitzt. So eine Aufklärungsplattform 11 enthält einen, gegebenenfalls auch mehrere Transponder, die die Aufschaltung des Suchstrahls IS und das Tracken erlauben. Der Suchstrahl selbst ist k iert, so daß der Transponder 14 nur auf eigene Abfragestrahlen AS reagiert bzw. antwortet (AnS).
Die Aufklärungsplattform 11 selbst, braucht nur grob stabilisiert zu werden, beispielsweise aerodynamisch. Sie kann alternativ auch stationär stehen oder nach einem Programm gesteuert fliegen. Hierbei kann die Bewegung auch aufgrund eigener Sensoren selbst gesteuert werden und per Abfragestrahl AS wertmäßig übermittelt werden.
Die.Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Aufklärungsplattform 11. Ein Suchstrahldetektor 16 detektiert den Auftreffwinkel und die Polarisationslänge des Abfragestrahls AS, PoR und sendet diese Daten über einen Transponder 14 an die Leitstelle bzw. Feuerstelle 10 zurück. Aus der Laufzeit von Abfrage- und Transpondersignalen ergibt sich die Entfernung Feuerleitstelle und Aufklärungsplattform. Zusätzlich sind die Senderichtung und die Polarisationsrichtung des Abfragen strahls AS an der Feuerleitstelle 10 bekannte so daß Raum-und Lage-Winkelkoordinaten der Plattform 11 relativ zur abfragenden Feuerleitstelle bekannt sind.
Das Aufklärungs- und Beobachtungsrät 12 ist starr mit der Plattform 11 verbunden, so daß hier keine Stabilisierungsmaßnahmen getroffen werden müssen. Das Aufklärungsgerät selbst ist vorzugsweise eine Kamera1 die lediglich Bild-Rohdaten erzeugt. In einer speziellen Ausführungsform kann auch an Bord der Plattform 11 eine Bildverarbeitung vorgenommen werden, wobei die Winkelkoordinaten des erfaßten Zieles relativ zur Plattform 11 bestimmt werden. Außerdem kann zusätzlich ein aktives oder passives Entfernungsmeß verfahren für die Strecke Plattform - Ziel durchgeführt werden. Die ermittelten Aufklärungsdaten werden nun mittels des Transponders i4 an die abfragende Feuerstelle mit dem Antwort strahl AnS etc. übertragen, wobei an der Leitstelle die vorerwähnte Koordinatenfransformation stattfindet, die im Falle einer Rohbildübertragung gleichzeitig eine Bildstabilisierung relativ zur Feuerleitstelle bewirkt.
In allen Fällen erscheinen an der Feuerstelle 10 die Ziel bilder oder die Ziel'koordinaten relativ zur Feuerstelle effektiv ohne Zeitverzug, wobei die geortete Zielszenerie in den Koordinaten der Feuerstelle dargestellt und stabilisiert wird.
Diese Feuerstelle kann nun mit indirektem Feuer das von ihr ausgewählte Ziel bekämpfen, wobei sie Munition verwendet, die Sensoren für die Endphase des Fluges enthält. Diese Sensoren sind so ausgelegt, daß der Radius ihres Suchkreises-am Boden dem Weg entspricht, den das Ziel während der Feuervorbereitung und der Flugzeit des Geschosses zurückgelegt haben kann.
So eine vorbeschriebene Plattform, die sich zusammensetzt aus der Trägerplatte 11a, dem Zielbeobachtungsgerät 12, das gleichzeitig ein Gerät 12a zur Bestimmung der Wolkenuntergrenze einschließt, dem Navigationsgerät 13, dem Transpon- der 14 und gegebenenfalls einem Kabel 15 alternativ zum Antwortstrahl AnS bei gefesselter Plattform 11 und dem Detektor 16 für die Richtungs- und Polarisationsrichtungsbestimmung des Abfragestrahls AS, steht allen Feuerleitstellen innerhalb der Transponderreichweite zur Verfügung.
Sie kann durch entsprechende Breitbandauslegung gleichzeitig eine Vielzahl von Anfragen beantworten. Alternativ ist es möglich, daß an der Plattform 11 Prioritäten für die Beantwortung gesetzt werden, beispielsweise nach dem zeitlichen Eintreffen, nach Einfallsstärke der Abfragesignale, nach dem Einfallswinkel etc..
Die Meßgenauigkeiten der einzelnen Daten können so hoch gewählt werden, daß die Zielkoordinaten relativ - Reuerstelle bis auf wenige Meter festlegen Für Abfrage und Transponder werden vorzugsweise C02-Laser verwendet, es sind aber auch andere Laser oder Mikrowellenverfahren möglich. Bei letzterem kann die Winkelortungsgenauigkeit durch Verwendung synthetischer Antennen-Aperturen an Plattform und Feuerleitstelle auf jede gewünschte hohe Genauigkeit gebracht werden Der Abfragelaser mißt gleichzeitig auch die Entfernung von der Feuerleitstelle 10 zur Plattform 11.
Die Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Transponders, der für erwartete zwei gleichzeitige Abfragen ausgebildet ist. Es können hier also gleichzeitig der Abfragestrahl A mit der Modulation A und der Abfragestrahl B mit der Modulation B "bearbeitet" werden. Einer Optik 20 sind Positiosdetektoren Pdx und Pdy mit Filtern 19, 19a nachgeschaltet.
Die Zahl der Filter richtet sich nach der Zahl der zu erwartenden gleichzeitigen Abfragen.
In der Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Plattform 11 gezeigt. Auf do- Trägerplattform lla sind am Umfang mehrere Transponder 14 verteilt und jeweils mit einem zugeordneten Winkeldetektor 30 und einem Transponder-Verschluß 31 versehen. Letzterer sorgt dafür, daß. eine Abfrage nur von einem eigenen, entsprechend kodierten Abfragestrahl möglich ist. Zur Zielaufklärung können ein oder mehrere Sensortypen verwendet werden, so zum Beispiel TV-Kamera, llärmebildgeräts Laserradargerät, eine Mikrowellenradaranordnung oder ein Radiometer. Diese Einrichtungen sind mit der Plattform achsengleich verbunden.
Um nun ein Verschwinden des Zielkontrastes durch Eintauchen der Plattform 11 in eine Nebel- oder Wolkenbank etc. zu verhindern oder zumindest anzuzeigen, ist dem Zielbeobachtungsgerät 12 ein entsprechender Detektor 12a zugeordnet. Diese Anordnung kann nun noch durch einen Detektor zur Detektion von Mündungsblitzen und/oder Treffern ergänzt werden, wobei diese Sensoren vorzugsweise Sensoren sein werden (nicht gezeichnet).
Die Transponder 14 werden vorzugsweise von Tripel spiegel gebildet, denen ein Modulator vorgesetzt werden kann.
Die Informationsübertragung erfolgt also- durch Reflexion oder in Amplitude und/oder im optischen Weg modulierter Transmission.-AbXrage und Antwort können auch intermittierend erfolgen, wobei dies nach einem Programm oder nach einer Zeitschaltung erfolgt. Weiterhin kann das Transpondersignal einer Heterodyndetektion zugeführt werden.
Die Aufklärungsplattform kann nun durch entsprechende elektronische Bauelemente so spezialisiert werden, daß sie einen eigenen Kampfauftrag eingespeichert erhält, der von der Feuerleitstelle abfragbar ist. Dies wird in all den Fällen vorteilhaft sein, in denen eine Plattform für mehrere Feuerstellen eingesetzt wird oder eine Zielverlagerung in andere Überwachungsbereiche durch andere Plattformen führt.
Durch die vorbeschriebenen Maßnahmen ist nun ein Aufklärungs- und Feuerleitsystem geschaffen worden, das nicht nur mit einer Vielzahl von Feuerleitstellen kombinierbar ist, sondern das es den einzelnen Feuerleitstellen ermöglicht eine autonome Zielbekämpfung durchzuführen.

Claims

Aufklärungs- und Feuerleitsystem PATENTANSPRÜCHE 1. Aufklärungs- und Feuerleitsystem für eine genaue Zieldetektion und -beRämpfung sowohl im Nah- wia auch im Fernbereich mit erhöht über dem Boden liegendem Arbeitsbereich, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß einer Vielzahl von Feuerstellen (10) eine oder mehrere Aufklärungsplattformen (11) zugeordnet sind, wobei jede Plattform (11) mit einem Zielbeobachtungsgerät (12) und einem Navigationsgerät (13) versehen ist, deren Informationen Transpondern (14) eingegeben und über Abfragestrahlen (AS) der Feuerleitstelle (10) zugeführt werden und die Zielbilder (IS) oder Zielkoordinaten nebst den Raum- und Lagewinkelkoordinaten der Plattform (ii) relativ zur Feuerleitstelle (10) übertragen werden.
2. Feuerleitsystem nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die geortete Ziel szenerie an der Feuerleitstelle in den Ifoordinaten der Feuerstelle dæ;-gestellt und stabilisiert wird
3. Feuerleitsystem nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Aufklarungsplattform (11) zur Feuerleitstelle (10) stationär fliegend gefesselt und stabilisiert ist.
4. Feuerleitsystem nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Aufklärungsplattform (11) nach einem Programm fliegend und über eigene Sensoren sich selbst steuernd ausgestaltet ist.
5. Feuerleitsystem nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß dem Transponder (14) Detektoren (PdX, Pdy ...) für die Richtung und die Polarisation des jeweiligen Abfragestrahles (17, 13 ...) zugeordnet ist.
6. Feuerleitsystem nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß für die Abfrageeinrichtung der Feuerleitstelle (10) CO2-Laser Ver>-endung finden.
7. Feuerleitsystem nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß dem Transponder (14) ein-Tripelspiegel mit modulierbarer Reflexion zugeordnet ist.
8. Feuerleitsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Signal des Transponders (14) einer Heterodyndetektion zugeführt wird.
9. Feuerleitsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß mit dem Laser die Entfernung von der Feuerleitstelle (10) zur Plattform (11) gemessen wird.
10. Feuerleitsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Aufklärungs- und Zielbeobachtungsgerät (12) mit der Plattform (11) starr verbunden ist.
11. Feuerleitsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Abfrage mittels Mikrowellenverfahren erfolgt.
12. Feuerleitsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß am. Umfang der Plattform (il) mehrere Transponder (14) mit Verschlüssen (31) oder Dampfungsgliedern angeordnet sind, denen Strahlrichtungsdetektoren (16) zugeordnet sind.
13. Feuerleitsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß als Zielbeobachtungsgerät (12) TVX 9 Wärmebi -, Radiometer-, Laserradar- oder Mikrowellenradargeräte dienen und ein Detektor (12a) zur Feststellung der Wolkenuntergrenze zugeordnet ist.
14. Feuerleitsystem nach einem oder mehreren der Anspruche 1 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß dem Zielbeobachtungsgerät (12) zur Detektion von Mündungsblitzen und Treffern UV-Sensoren zugeordnet sind.
15. Feuerleitsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch g e k e n n 9 e i c h n e t , daß die Aufklärungsplattform (11) einen Kampfauftrag eingespeichert hat und dieser ebenfalls von der Feuerleitstelle (10) abfragbar ist.