DE3427020A1

DE3427020A1 - Navigations- und flugfuehrungsverfahren

Info

Publication number: DE3427020A1
Application number: DE19843427020
Authority: DE
Inventors: Horst-Dieter Dipl.-Ing. 2801 Stuhr Lerche
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1984-07-21
Filing date: 1984-07-21
Publication date: 1986-01-23
Also published as: FR2568005A1; GB2162014B; GB2162014A; FR2568005B1; DE3427020C2; US4910674A; GB8517491D0

Description

84-50 M

Navigations- und Flugführungsverfahren

Die Erfindung bezieht sich auf ein Navigations- und Flugführungsverfahren nach dem Prinzip der Höhendatenkorrelation mit einem Speicher, dessen von einem Operationsgebiet vorbekannte Geländedaten mit den aktuell erfaßten und aufbereiteten Geländedaten eines Sensors in einem Korrelator zur Positionsbestimmung verarbeitet werden.

Navigationssysteme dieser Art sind bekannt, zum Beispiel aus der DE-OS 30 11 556. Mit solchen auf der Basis der aktuell erfaßten und gespeicherten Höhendaten ist es, je nach Aufwand, möglich, mehr oder minder gute Navigationsergebnisse zu erzielen. Das Navigationsgerät der zuvor angegebenen Druckschrift erlaubt es, dabei beliebigen Flugbahnen zu folgen, wobei die aktuell erfaßbaren Höhendaten gleichzeitig zum Auffrischen der gespeicherten Geländereferenzdaten dienen. Obwohl die Genauigkeit des in der DE-OS 30 11 556 beschriebenen Navigationsgerätes beachtlich ist, wird gewünscht, die Genauigkeit des Gerätes noch weiter zu steigern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Navigationsverfahren vorzusehen, daß mit vergleichsweise geringem Aufwand eine präzise Flugführung einschließlich Zielvermessung bzw. Endphasenlenkung ermöglicht. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß für

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den Sensor ein Millimeterwellensensor mit einem atmosphärischen Fenster von 94 G Hz eingesetzt ist, daß der zum Boden gerichtete Sensor den Flugweg mit einem Schwenkmechanismus senkrecht zur Flugrichtung fortlaufend abtastet und daß der Schwenkmechanismus den Sensor für vorausschauende Blickrichtungen, vorzugsweise für Zielanflüge und/ oder Zielvermessungen umschaltet.

Durch den Einsatz und den erfindungsgemäßen Betrieb des Millimeterwellensensors läßt sich die Genauigkeit sowohl bei Streckenflügen als auch bei Endphasenlenkungen erheblich steigern. Außerdem läßt sich die Eigenemission durch eine enge Strahlbündelung und eine starke Nebenzipfeldämpfung erheblich schwächen, wodurch der Gefahr der Entdekkung stark entgegengewirkt bzw. die Oberlebensfähigkeit erheblich gesteigert wird.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 3 bis 9 aufgeführt.
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■ Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Prinzip eines Navigations-
und Flugführungsverfahrens,

Fig. 2 die Erhöhung der Navigationsgenauigkeit
durch Ablenkung des Sensors senkrecht
zur Flugrichtung und

Fig. 3 die Umschaltung des Schwenkmechanismusses
für Zielanflüge und/oder Zielvermessungen.

In der Darstellung nach Fig. 1 ist ein Flugzeug, und zwar ein Kampfflugzeug 1 zu sehen, das in relativ geringer Höhe über einem Operationsgebiet 2 fliegt. Mit einem im Kampfflugzeug 1 eingebauten, senkrecht nach unten gerichteten Höhenmeßgerät tastet dieses Flugzeug den sich dabei ergebenden Flugweg 3 ab. Die Geländehöhendaten werden für die Korrelation mit den vom Operationsgebiet vorbekannten, in einem Speicher gespeicherten Daten im Flugzeug entsprechend aufbereitet.

Wie aus Fig. 2 der Zeichnung hervorgeht, wird das Strahlenbündel 4 des erfindungsgemäßen Millimeterwellensensors einem nicht näher dargestellten Ablenkmechanismus senkrecht zur Flugrichtung abgelenkt. Der Flugweg 3 wird in diesem Fall mäanderförmig mit Hilfe eines nicht näher dargestellten Schwenkmechanismus abgetastet, wodurch sich insbesondere wegen der starken Strahlbündelung eine größere Informationsdichte der abgetasteten Geländedaten und damit eine erhebliche Steigerung für die Streckennavigation ergibt. Wie die beiden vergrößerten Bildausschnitte • zeigen, lassen sich auf diese Weise relativ kleine Objekte als Ziele erfassen, unterscheiden, vermessen und bei der Datenauffrischung berücksichtigen.

In Fig. 3 ist ein Flugkörper, zum Beispiel ein Marschflugkörper 10 zu sehen, in dem ebenfalls ein Navigations- und Flugführungsgerät mit einem Millimeterwellensensor eingesetzt ist. Neben der Abtastung des Flugweges mit einem Schwenkmechanismus ist aus dieser Darstellung die Umschaltung des Schwenkmechanismus in eine vorausschauende Blickrichtung, vorzugsweise für eine Endphasenlenkung wie Ziel-

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anflug und/oder Zielvermessung zu erkennen. Aus dieser Darstellung kann darüber hinaus ersehen werden, daß die Endphasenlenkung auf unterschiedliche Ziele programmiert werden kann. Außerdem zeigt die Darstellung, daß die Endphasenlenkung innerhalb eines eingeengten Flugweges innerhalb eines engen Suchbereiches erfolgt.

Das erfindungsgemäße Navigations- und Flugführungsverfahren arbeitet nach dem Prinzip der kontinuierlichen Höhenkonturkorrelation mit präziser Einzeldatenauffrischung mittels Geländevergleich. Ein eng gebündelter Millimeterwellensensor tastet während des Streckenfluges den jeweiligen Eigenstandort kontinuierlich, zum Beispiel mit einem Schwenkmechanismus ab, so daß die aktuell erfaßten Geländedaten sowohl zur Auffrischung der aktuellen Position als auch zur Positionsbestimmung mittels Korrelator benutzt werden können. Der gleiche Sensor wird darüber hinaus für eine Endphasenlenkung durch Umschaltung des Schwenkmechanismusses benutzt, so daß sich hiermit sehr genaue Zielmessungen und Zielanflüge durchführen lassen. Der Missionserfolg eines mit der Erfindung ausgerüsteten Fluggerätes kann hierdurch, insbesondere wegen erheblich verbesserter Genauigkeit der Streckennavigation, verbesserter Überlebensfähigkeit infolge stark verminderter Eigenemission und der präzisen Endphasenlenkung wesentlich gesteigert werden. Die Verarbeitung der Daten und die Datenauswertung kann hierbei vorteilhafter Weise auf die in den Ansprüchen 3 bis 9 beschriebene Weise erfolgen.

Zeichnungen - 8 -

- Leerseite -

Claims

84-50 M Bremen, den 19.07.1984 Sm/ bw MESSERSCHMITT-BÖLKOW-BLOHM GMBH 15 PATENTANSPRÜCHE

1. Navigations- und Flugführungsverfahren nach dem Prinzip der Höhendatenkorrelation mit einem Speicher, dessen von einem Operationsgebiet vorbekannte Geländedaten mit den aktuell erfaßten und aufbereiteten Geländedaten eines Sensors in einem Korrelator zur Positionsbestimmung verarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß für den Sensor ein Millimeterwellensensor mit einem atmosphärischen Fenster von 94 GHz eingesetzt ist, daß der zum Boden gerichtete Sensor den Flugweg (3) mit einem Schwenkmechanismus senkrecht zur Flugrichtung fortlaufend abtastet und daß der Schwenkmechanismus den Sensor für vorausschauende Blickrichtungen, vorzugsweise für Zielanflüge und/oder Zielvermessungen umschaltet.

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2. Navigations- und Flugführungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Eigenemission des Millimeterwellensensors durch eine enge Strahlbündelung und starke Nebenzipfeldämpfung reduziert wird.

3. Navigations- und Flugführungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Streckennavigation durch Verarbeitung der sensorabhängigen Informationsdichte in zweidimensionaler Richtung gesteigert wird.

4. Navigations- und Flugführungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Navigationsgenauigkeit durch vorgeplante Einzeldatenauffrischungen zusätzlich gesteigert wird.

" 5. Navigations- und Flugführungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Vermessung mit einfachen Algorithmen aufgrund besonderer Geländemerkmale (zum Beispiel isolierte Gebäude oder Bauwerke) durchgeführt wird.

6. Navigations- und Flugführungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Vermessung bei Zielanflügen unter Ausnutzung der erhöhten Auflösung des Millimeterwellensensors durch Auswertung isolierter, markanter und typisierbarer Geländestrukturen erfolgt.

7. Navigations- und Flugführungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß das Vermessen durch Auswerten von Kontraständerungen und/oder Höhensprüngen erfolgt.

8. Navigations- und Flugführungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß das Vermessen durch Auswertung relevanter Zielsignaturen (Flugplätze, Brücken usw.) erfolgt.

9. Navigations- und Flugführungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Millimeterwellensensor durch einen abtastenden, entfernungsmessenden Sensor (zum Beispiel Laser) ersetzt ist.

Beschreibung - 4 -