DE3706859A1 - Trefferbildermittlung - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer mobilen akustischen Vor­ richtung zur Trefferbildermittlung für Flugkörper und Rohr­ waffen für den maritimen Einsatz unter Verwendung von Schall­ sender, Schallsensoren sowie Bojenkörpern und Informations­ elektronikgeräten.

Zur Ermittlung der Leistungsfähigkeit von Waffen müssen Trefferbilder erstellt und ausgewertet werden.

Die bei der Bundeswehr vorhandenen Landschießplätze sind für die Erprobung von Raketen und reichweitengesteigerten Rohrwaffen zu klein, da entweder die Schießbahnen zu kurz sind oder die seitlichen bzw. radialen Gefahrenbereiche über die Platzgrenzen hinausgehen. Eine Erweiterung bestehender Plätze ist praktisch nicht möglich. Ausreichend große Schieß­ gebiete werden sich nur auf See einrichten lassen. Damit sind die bisherigen Verfahren zur Ermittlung von Treffer­ bildern nicht mehr anwendbar, da mit ihnen nur Einschläge an Land bzw. von landgestützten Meßplätzen aus vermessen werden können.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um Aufschlagorte zu ermitteln:

• - Mit optischen Geräten (Goniometer, Kinotheodolit) werden Flugbahnen verfolgt oder Aufschlagsäulen eingemessen, Goniometer und Theodolite sind an eingemessene Punkte und solide Fundamente gebunden.
  Die Aufschlagsorte werden durch Kreuzpeilungen von mindestens 2 Punkten ausreichenden Abstandes eingemessen. Dabei muß die Flugbahn bzw. der Aufschlagort innerhalb der Sichtweite der Meßgeräte liegen.
  Die Sichtweite ist von der Erdkrümmung und dem Wetter abhängig. Schiffe sind selbst bei Verwendung von stabili­ sierten Plattformen als Träger für diese optischen Messungen ungeeignet, da sie nicht absolut ortsfest verankert werden können.
• - Das Auftreffgebiet wird in den bei Niedrigwasser trocken­ fallenden Bereich des Wattenmeeres gelegt.
  Unmittelbar nach dem Schießen wird eine Suchmannschaft ins Auftreffgebiet gebracht. Sie markiert die Einschläge, um ihre Vermessung vom Festland aus zu ermöglichen.
  Da das Schießen, die Markierung und geodätische Messung der Aufschlagsorte an eine Niedrigwasserperiode gebunden sind, ist dem schnellen und sicheren Personentransport ins Meßgerät besondere Aufmerksamkeit zu schenken.
  Praktisch ist der Transport nur mit Hubschrauber durch­ führbar. Die Erprobung kann also nur in einem relativ kleinen Zeitfenster mit hohem personellen und materiellen Aufwand durchgeführt werden.
• - Mit Hilfe von speziellen Radargeräten kann die Flugbahn verfolgt, bzw. die beim Aufschlag entstehende Wassersäule sensiert werden. Auch bei diesem Verfahren muß von soliden, eingemessenen Standorten aus gemessen werden. Erdkrümmung und Wetter beeinflussen die Reichweite.
  Die Detektion von Wassersäulen auf große Entfernungen ist schwierig, da die von der Wassersäule reflektierte Strahlung so gering ist, daß sie sich von den durch Wellen hervor­ gerufenen Reflektionen oft nicht klar trennen läßt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine mobile Vorrichtung zur Trefferbildermittlung für den maritimen Einsatz zu schaffen, durch welche der Treffpunkt von Flug­ körpern und von reichweitengesteigerter Munition am Auf­ schlagort mit einfachen Mitteln erfaßbar wird, wobei die auf­ genommenen Meßwerte durch eine an einem beliebigen Ort positionierte Auswertestation zu verarbeiten sind.

Die Aufgabe wird ausgehend von den Merkmalen des Oberbegriffes des Hauptanspruches erfindungsgemäß durch seine kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet es, in Gewässern binnen kurzer Zeit einen Schießplatz aufzubauen, dessen Länge der Reichweite eines jeden Geschützes oder Raketenwerfers anpaßbar ist. Aufzeichnung der Zeiten und Auswertung der Treffer erfolgen in einer außerhalb des Gefahrenbereiches positionierten Auswertestation.

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher beschrieben werden. Es zeigt dabei in der Zeichnung die

Fig. 1 den Aufbau der Meßstation,

Fig. 2 den Meßaufbau,

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Meßstation

Fig. 4 ein Blockschaltbild der Auswertestation.

Die Meßvorrichtung besteht aus einer Meßstation und einer Auswertestation.

Die Meßstation wiederum besteht aus mindestens 3 Meßstellen, welche im Dreieck bzw. n-Eck zueinander angeordnet sind.

Die Meßstation an sich besitzt einen Unterwassergeräte­ träger 11, welcher aus einem Auftriebskörper 4 besteht, der mit einem Schallsender 2 und einem Schallempfänger 3 aus­ gerüstet ist und über einem Ankerteil 1 seilgeführt auf dem Meeresboden 9 positioniert gehalten wird. Der Geräte­ träger 11 steht über ein Meßkabel 5, welches zugfest ist, mit einem Schwimmkörper 10, welcher sich an der Wasserober­ fläche 8 befindet, in Verbindung. Dieser Schwimmkörper 10 besteht aus einem Bojenkörper 6, an dessen aus dem Wasser ragenden Teil eine nach oben ragende Antenne 7 angebracht ist.

Der Schwimmkörper 10 ist darüber hinaus mit einer Energie­ versorgung (Akkumulator) sowie mit einem Fernsteuerempfänger und einem Telemetriesender ausgerüstet.

Das zugfeste Meßkabel 5 kann auch gegen ein einfaches Meßkabel und eine zugfeste Verbindung ausgetauscht werden.

Die Auswertestation (Fig. 4) ist in der Regel in einem Wasserfahrzeug untergebracht. Sie kann jedoch auch an Land betrieben werden. Die Auswertestation selber besteht aus einem Mehrkanal-Telemetrie-Empfänger mit Anpassung, Filter und Zeitmessung, wobei je 1 Kabel pro Meßstation vorgesehen ist.

Des weiteren beinhaltet sie einen Fernsteuersender zur Steuerung der Meßstationen, einen Prozeßrechner mit Ein-/Aus­ gabegeräten zur Steuerung des Meßablaufs und zur Verarbei­ tung der anfallenden Meßdaten sowie die Energieversorgung der Auswertestation.

Das mit der Vorrichtung betriebene Verfahren läuft folgender­ maßen ab: Im Meßfeld selber werden mindestens 3 Meßstellen an unterschiedlichen Orten angeordnet. Anzustreben ist dabei ein möglichst gleichseitiges n-Eck.

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalles im Wasser des Meßfeldes wird mit Hilfe von beispielsweise Salinometer, Schallgeschwindigkeitsmeßsonden gemessen und in den Prozeß­ rechner der Auswertestation (Fig. 4) eingegeben. Von mindestens 2 Sendeschwingern werden nacheinander Signale ins Wasser geleitet. Die Meßanlage ermittelt die Laufzeit der Signale von den Sendern zu den Meßstellen und leitet sie in den Rechner ein. Aus den Laufzeiten dieser Signale und der Schallgeschwindigkeit bestimmt der Rechner die Lage der Meßstellen zueinander. Wenn die Lage eines Senders und der Winkel zum 2. Sender bzw. die Lage beider Sender aus einem bestehenden Koordinatensystem (Seekarte, UTM, . . .) in den Rechner gegeben werden, transformiert er in den folgenden Rechnungen die ermittelten Orte in dieses System. Bei der eigentlichen Trefferbildvermessung werden dann alle Aufschlagsorte auch auf dieses Koordinatensystem bezogen.

Diese Messung geht folgendermaßen vor sich: Das zu vermessende Objekt schlägt im Meßfeld auf und eine an ihm angebrachte Deutladung wird gezündet. Bei großkalibrigen Geschossen und Raketen kann auf eine Deutladung verzichtet werden, weil das natürliche Aufschlaggeräusch zur Detektion der Ereignisse ausreicht.

Das Geräusch wird von den Empfängern (Hydrophonen) der Meßstellen aufgenommen, über Kabel zu den Schwimmkörpern und auf dem Funkweg zur Auswertestation geleitet. Von der Aus­ wertestation werden die Zeitpunkte des Eintreffens des Geräusches an den Meßstellen registriert, die Zeitdifferenzen zwischen den Zeitpunkten ermittelt und in den Prozeßrechner eingeleitet. Der Prozeßrechner prüft die Daten auf logische Fehler und errechnet aus den Laufzeitdifferenzen des Knalls zwischen Sendeort und Meßstellen, der Schallgeschwindigkeit und den Orten der Meßstellen den Aufschlagsort und die Aufschlagszeit. Aufschlagsort und -zeit werden von der Anlage per Bildschirm bzw. Drucker ausgegeben und zur Dokumentation auf Datenträgern (Magnetband, Diskette) zur weiteren Ver­ fügung gespeichert.

Claims (2)

1. Mobile akustische Vorrichtung zur Trefferbildermittlung für Flugkörper und Rohrwaffen für den maritimen Einsatz unter Verwendung von Schallsendern, Schallsensoren sowie Bojenkörpern und Informationselektronikgeräten, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung aus mindestens drei auf dem Meeresboden positioniert verankerbaren und mit Schallsende- und Schallempfangselektronik bestückten Meßstationen und einer davon getrennt angeordneten elektronisch betriebenen Auswertestation besteht und jede Meßstation ihrerseits einen Unterwassergeräteträger (11) und einen Schwimmkörper (10) aufweist, wobei der Unter­ wassergeräteträger (11) mit einem Schallsender (2) und einem Schallaufnehmer (3), die beide auf einem Auftriebskörper (4) befestigt sind, welcher über eine Zugverbindung durch einen Ankerteil (1) auf einer bestimmten Höhe positioniert gehaltert wird, ausgerüstet ist und über eine Zugverbindung und ein Meßkabel (5) mit dem Schwimmkörper (10) an der Wasseroberfläche in Verbindung steht, an dessen aus dem Wasser ragenden Teil seines Bojenkörpers (6) eine Antenne (7) angebracht ist.

2. Verfahren zur Trefferbildermittlung für Flugkörper und Rohrwaffen für den maritimen Einsatz unter Verwendung von Schallsendern, Schallsensoren sowie Bojenkörper und Informationselektronikgeräten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der dreieckförmig zueinander angeordneten Meßstationen über deren Schall­ sender und Schallempfänger bei Kenntnis der jeweiligen Wasserschallausbreitungsgeschwindigkeit die Position der Meßstationen zueinander feststellbar und der Treffpunkt des im durch die Meßstationen gebildeten Dreieck auftref­ fenden Flugkörpers oder Geschosses beim Eintauchen ins Wasser entweder durch das Aufschlaggeräusch selber oder durch Aktivierung einer vorher in den Flugkörper oder das Geschoß eingebauten Schallquelle ortbar ist, wobei die ermittelten Meßwerte drahtlos an die Auswertestation leitbar sind.