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EP1072858B1 - Procédé et dispositif de guidage à balayage laser d'un missile vers une cible - Google Patents

Procédé et dispositif de guidage à balayage laser d'un missile vers une cible Download PDF

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Publication number
EP1072858B1
EP1072858B1 EP00402039A EP00402039A EP1072858B1 EP 1072858 B1 EP1072858 B1 EP 1072858B1 EP 00402039 A EP00402039 A EP 00402039A EP 00402039 A EP00402039 A EP 00402039A EP 1072858 B1 EP1072858 B1 EP 1072858B1
Authority
EP
European Patent Office
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missile
field
zone
scanning
laser
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP00402039A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1072858A1 (fr
Inventor
Maurice Adda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aerospatiale Matra Missiles SA
Original Assignee
Aerospatiale Matra Missiles SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aerospatiale Matra Missiles SA filed Critical Aerospatiale Matra Missiles SA
Publication of EP1072858A1 publication Critical patent/EP1072858A1/fr
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Publication of EP1072858B1 publication Critical patent/EP1072858B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G7/00—Direction control systems for self-propelled missiles
    • F41G7/20—Direction control systems for self-propelled missiles based on continuous observation of target position
    • F41G7/30—Command link guidance systems
    • F41G7/301—Details
    • F41G7/303—Sighting or tracking devices especially provided for simultaneous observation of the target and of the missile

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for laser scanning guidance from a missile to a target.
  • the invention applies more particularly to guiding a missile from a firing station, comprising the laser beam projector, an optical receiver being carried on said missile.
  • the laser beam projector emits a radial scanning pattern, intended to cover the entire guide field of the missile. It is associated with a direct optical channel (or any other optical television or thermal observation channel).
  • Documents GB-2146450-A and FR-A-2593291 describe systems for guiding a missile at a target.
  • This procedure has the drawback, the laser beam scanning the entire field, that said beam is likely to be then detected, and the shooting station possibly destroyed by the opponent.
  • the invention aims to reduce the possibility of detection of the laser beam.
  • the method of laser scanning guidance of a missile towards a target, according to which a field is observed, in which said missile is capable of evolving, in order to locate the latter in said field is remarkable, according to the invention, in that, in said field, an area is determined around the instantaneous position of said missile thus located, and in that laser scanning is carried out only in said area.
  • the probability of detection of the laser beam is reduced as a function of the reduction in the “surface” scanned by said beam.
  • the "scanning" continues to be carried out throughout the field, essentially with the laser beam off, the latter being switched on, and therefore possibly locatable, only in the determined area (significantly reduced compared to said field) around the instantaneous position of the missile, the extent of which will depend on different parameters, which vary according to the missile's firing conditions.
  • said means for activating the laser beam are means for igniting said beam in phase with the means for scanning said field, so as to make the ignition of said beam coincide with the scanning of said area.
  • the reduction in detectability of the laser beam is thus obtained by switching on the laser so as to cover only the part of the guide field in which the missile is located.
  • said observation means comprise a video camera, a semi-transparent plate which can then be inserted in the optical path between the viewfinder and the camera.
  • a monitor allows the visualization of said zone in said field.
  • a switch makes it possible to pass from the laser scanning of said zone to the scanning of said field, on the operator's order, this in order to locate the missile again in the event that it leaves this zone.
  • FIG. 1 is a block diagram of an exemplary embodiment of the device for laser scanning guidance of a missile towards a target according to the invention.
  • FIG. 2 shows the field of observation in which a zone around the missile is defined.
  • FIGS 3 to 5 illustrate different imaging means of said device of the invention.
  • FIG 1 An exemplary embodiment of the device 1 for laser scanning guidance of a missile M towards a target T ( Figure 2).
  • the activation means 10 are connected to the generator of the laser beam 3 by a link 12, and the scanning means 6 to the determination means 7 by a link 13.
  • the means 10 for activating the laser beam 2 are means for igniting said laser beam (via the link 12) in phase with the scanning means 6 of the field 5, so as to coincide (via the link 13 ) the lighting of the beam with the scanning of zone 8.
  • the entire radial scan is thus reduced (along the axes YY; ZZ, assuming the axis XX that “connecting” the shooting station to the target) to the only part (zone 8) of the guide field 5 in which is the missile M.
  • the laser is switched on and off in phase with the scanning of the beam so as to make the laser ignition coincide when the beam scans the "position" (in the broad sense of "zone", as used previously) of the missile.
  • the firing station detects the position of the missile in the guiding field by a video recovery, coupled to an image processing unit (generally designated by the reference numeral 7 in FIG. 1).
  • this optical structure can be supplemented by a micromonitor 17 in order to allow the viewing of the lighting window (or zone 8).
  • This optical organization makes it possible to obtain, over the scene (field 5), a visualization of the missile guidance window (zone 8). It is thus possible to envisage, in the event that the “missile location” would lose the missile (the latter then being outside the window) to send to the location means 7 (on the operator's order) a restitution command (symbolized by the input 19 in FIG. 1) of the complete scanning of the field 5 by the laser beam allowing the missile to be “hooked” again.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Description

  • La présente invention concerne un procédé et un dispositif de guidage à balayage laser d'un missile vers une cible.
  • Quoique non exclusivement, l'invention s'applique plus particulièrement au guidage d'un missile à partir d'un poste de tir, comportant le projecteur de faisceau laser, un récepteur optique étant embarqué sur ledit missile.
  • Le projecteur de faisceau laser émet une figure de balayage radiale, destinée à couvrir l'ensemble du champ de guidage du missile. Il est associé à une voie directe optique (ou tout autre canal optique d'observation télévisuelle ou thermique). Les documents GB-2146450-A et FR-A-2593291 décrivent des systèmes pour le guidage d'un missile sur une cible.
  • Cette façon de faire présente l'inconvénient, le faisceau laser balayant l'ensemble du champ, que ledit faisceau est susceptible d'être alors détecté, et le poste de tir éventuellement détruit par l'adversaire.
  • L'invention a pour but de réduire l'éventualité de détection du faisceau laser.
  • A cet effet, le procédé de guidage à balayage laser d'un missile vers une cible, selon lequel on observe un champ, dans lequel est susceptible d'évoluer ledit missile, pour localiser ce dernier dans ledit champ, est remarquable, selon l'invention, en ce que, dans ledit champ, on détermine une zone autour de la position instantanée dudit missile ainsi localisé, et en ce qu'on effectue le balayage laser uniquement dans ladite zone.
  • Ainsi, la probabilité de détection du faisceau laser est réduite en fonction de la réduction de la « surface » balayée par ledit faisceau.
  • Bien que l'on puisse envisager de ne plus balayer que ladite zone (laser allumé) en excluant le reste du champ, il est avantageux (essentiellement pour des raisons pratiques d'adaptation des systèmes existants) que, le balayage proprement dit étant effectué dans tout ledit champ, l'allumage dudit faisceau laser coïncide avec le balayage de ladite zone.
  • Dans ce cas, le « balayage » continue à être effectué dans tout le champ, pour l'essentiel avec le faisceau laser éteint, ce dernier n'étant allumé, et donc éventuellement repérable, que dans la zone déterminée (notablement réduite par rapport audit champ) autour de la position instantanée du missile, et dont l'étendue dépendra de différents paramètres, variables en fonction des conditions de tir du missile.
  • Pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, l'invention concerne également un dispositif de guidage à balayage laser d'un missile vers une cible comportant :
    • des moyens d'émission d'un faisceau laser destiné à transmettre des ordres de pilotage audit missile,
    • des moyens d'observation d'un champ, dans lequel est susceptible d'évoluer ledit missile, pour localiser ce dernier dans ledit champ, et
    • des moyens de balayage dudit champ par ledit faisceau laser, reliés auxdits moyens d'émission,
    remarquable selon l'invention, par :
    • des moyens pour définir une zone autour de la position instantanée dudit missile dans ledit champ, reliés auxdits moyens d'observation, et
    • des moyens d'activation dudit faisceau laser dans ladite zone, reliés auxdits moyens définissant ladite zone.
  • Avantageusement, lesdits moyens d'activation du faisceau laser sont des moyens d'allumage dudit faisceau en phase avec les moyens de balayage dudit champ, de manière à faire coïncider l'allumage dudit faisceau avec le balayage de ladite zone.
  • Plus particulièrement, la réduction de détectabilité du faisceau laser est ainsi obtenue par allumage du laser de manière à ne couvrir que la partie du champ de guidage dans laquelle se trouve le missile.
  • Avantageusement, lesdits moyens d'observation comprennent une caméra vidéo, une lame semi-transparente pouvant être alors intercalée dans le chemin optique entre le viseur et la caméra.
  • De préférence, un moniteur permet la visualisation de ladite zone dans ledit champ.
  • Soit ledit moniteur partage, avec ladite caméra, la même lame semi-transparente intercalée dans ledit chemin optique, soit ladite caméra et ledit moniteur sont décalés, et sont associés, chacun, à une lame semi-transparente propre.
  • De préférence, un commutateur permet de passer du balayage laser de ladite zone au balayage dudit champ, sur ordre de l'opérateur, cela afin de localiser à nouveau le missile au cas où celui-ci sortirait de ladite zone.
  • Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables.
  • La figure 1 est un schéma synoptique d'un exemple de réalisation du dispositif de guidage à balayage laser d'un missile vers une cible selon l'invention.
  • La figure 2 montre le champ d'observation dans lequel est définie une zone autour du missile.
  • Les figures 3 à 5 illustrent différents moyens d'imagerie dudit dispositif de l'invention.
  • Il est représenté, sur la figure 1, un exemple de réalisation du dispositif 1 de guidage à balayage laser d'un missile M vers une cible T (figure 2).
  • Le dispositif 1 comprend :
    • des moyens d'émission d'un faisceau laser 2 destiné à transmettre des ordres de pilotage au missile M, comprenant un générateur de faisceau laser 3,
    • des moyens d'observation 4 (notamment une caméra vidéo, à effet thermique, ou autre) d'un champ 5 (figure 2), également symbolisé par la flèche 5A sur la figure 1 (image reçue par la caméra), dans lequel est susceptible d'évoluer le missile M, pour localiser ce dernier dans le champ 5, et
    • des moyens de balayage 6, comportant un miroir fixe 6A et un miroir mobile 6B, du champ 5 par le faisceau laser 2, reliés au générateur 3.
  • Plus particulièrement, selon l'invention, le dispositif 1 comprend en outre :
    • des moyens 7 pour définir une zone 8 (figure 2) autour de la position instantanée du missile M dans le champ 5, reliés aux moyens d'observation 4 par une liaison 9, et
    • des moyens d'activation 10 du faisceau laser 2 dans la zone 8, reliés aux moyens 7 définissant la zone 8 par une liaison 11.
  • Par ailleurs, les moyens d'activation 10 sont reliés au générateur du faisceau laser 3 par une liaison 12, et les moyens de balayage 6 aux moyens de détermination 7 par une liaison 13.
  • Dans cet exemple, les moyens d'activation 10 du faisceau laser 2 sont des moyens d'allumage dudit faisceau (via la liaison 12) en phase avec les moyens de balayage 6 du champ 5, de manière à faire coïncider (via la liaison 13) l'allumage du faisceau avec le balayage de la zone 8.
  • On réduit ainsi l'intégralité du balayage radial (suivant les axes Y-Y ; Z-Z, en supposant l'axe X-X celui « reliant » le poste de tir à la cible) à la seule partie (zone 8) du champ 5 de guidage dans laquelle se trouve le missile M.
  • A cet effet, on allume et on éteint le laser en phase avec le balayage du faisceau de manière à faire coïncider l'allumage du laser lorsque le faisceau balaie la « position » (au sens large de « zone », comme utilisé précédemment) du missile. Le poste de tir détecte la position du missile dans le champ de guidage par une reprise vidéo, couplée à un boîtier de traitement d'image (globalement désigné par la référence numérique 7 sur la figure 1).
  • Dans le cas d'un poste de tir ne comportant qu'une voie optique directe (viseur 14 sur les figures 3 à 5, la référence numérique 15 désignant l'oeil de l'observateur), l'ajout d'une caméra 4 de reprise d'image est nécessaire, en intercalant de plus dans le chemin optique une lame semi-transparente 16 (figure 3).
  • Comme on le voit sur la figure 4, cette structure optique peut être complétée par un micromoniteur 17 afin de permettre la visualisation de la fenêtre (ou zone 8) d'éclairage.
  • La figure 4 est un schéma de principe dans lequel la lame semi-transparente 16 permet :
    • la double observation de la scène par l'oeil 15 de l'observateur et par la caméra 4,
    • la double observation, par l'oeil 15, de la scène et de l'image du micromoniteur 17.
  • Toutefois, l'observation parasite du micromoniteur 17 par la caméra 4 n'est pas exclue dans un tel schéma. Il peut être avantageusement remplacé par un schéma (figure 5), dans lequel les deux fonctions précitées sont dissociées, avec une lame semi-transparente 18 supplémentaire (associée uniquement au micromoniteur 17), permettant d'éviter toute observation parasite.
  • L'avantage de cette organisation optique est qu'elle permet d'obtenir, en surimpression de la scène (champ 5), une visualisation de la fenêtre de guidage du missile (zone 8). Il est ainsi possible d'envisager, dans l'hypothèse où la « localisation missile» perdrait le missile (ce dernier se trouvant alors en dehors de la fenêtre) d'envoyer aux moyens de localisation 7 (sur ordre de l'opérateur) une commande de restitution (symbolisée par l'entrée 19 sur la figure 1) du balayage complet du champ 5 par le faisceau laser permettant d'«accrocher » à nouveau le missile.

Claims (10)

  1. Procédé de guidage à balayage laser d'un missile (M) vers une cible (T), selon lequel on observe un champ (5), dans lequel est susceptible d'évoluer ledit missile (M), pour localiser ce dernier dans ledit champ (5),
    caractérisé en ce que, dans ledit champ (5), on détermine une zone (8) autour de la position instantanée dudit missile (M) ainsi localisé, et en ce qu'on effectue le balayage laser uniquement dans ladite zone (8).
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le balayage proprement dit est effectué dans tout ledit champ (8),
    caractérisé en ce que l'allumage dudit faisceau laser (2) coïncide avec le balayage de ladite zone (8).
  3. Dispositif de guidage à balayage laser d'un missile vers une cible, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, comportant :
    - des moyens d'émission (3) d'un faisceau laser (2) destiné à transmettre des ordres de pilotage audit missile (M),
    - des moyens d'observation (4) d'un champ (5), dans lequel est susceptible d'évoluer ledit missile (M), pour localiser ce dernier dans ledit champ (5), et
    - des moyens (6) de balayage dudit champ (5) par ledit faisceau laser (2), reliés auxdits moyens d'émission (3),
    caractérisé par :
    - des moyens (7) pour définir une zone (8) autour de la position instantanée dudit missile (M) dans ledit champ (5), reliés auxdits moyens d'observation (4), et
    - des moyens d'activation (10) dudit faisceau laser (2) dans ladite zone (8), reliés auxdits moyens (7) définissant ladite zone (8).
  4. Dispositif selon la revendication 3,
    caractérisé en ce que lesdits moyens d'activation du faisceau laser (2) sont des moyens d'allumage (10) dudit faisceau (2) en phase avec les moyens de balayage (6) dudit champ (5), de manière à faire coïncider l'allumage dudit faisceau (2) avec le balayage de ladite zone (8).
  5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4,
    caractérisé en ce que lesdits moyens d'observation comprennent une caméra vidéo (4).
  6. Dispositif selon la revendication 5,
    caractérisé en ce qu'une lame semi-transparente (16) est intercalée dans le chemin optique entre le viseur (14) et la caméra (4).
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu'un moniteur (17) permet la visualisation de ladite zone (8) dans ledit champ (5).
  8. Dispositif selon la revendication 7,
    caractérisé en ce que ledit moniteur (17) partage, avec ladite caméra (4), la même lame semi-transparente (16) intercalée dans ledit chemin optique.
  9. Dispositif selon la revendication 7,
    caractérisé en ce que ladite caméra (4) et ledit moniteur (17) sont décalés, et sont associés, chacun, à une lame semi-transparente propre (16,18).
  10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 9,
    caractérisé par un commutateur (19) permettant de passer du balayage laser de ladite zone (8) au balayage dudit champ (5), sur ordre de l'opérateur.
EP00402039A 1999-07-30 2000-07-18 Procédé et dispositif de guidage à balayage laser d'un missile vers une cible Expired - Lifetime EP1072858B1 (fr)

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