[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gegenseitigen Grobausrichten von Feuerleit-
und Waffenanlagen in einer Kampfeinheit mit mindestens einer Feuerleitanlage und zum
Einweisen der Waffenanlagen durch die Feuerleitanlage, sowie zur Uebermittlung von
Zielinformation von der Feuerleitanlage zu den Waffenanlagen. Ferner betrifft die
Erfindung eine Visiereinrichtung zur Anwendung in einem gemäss dem Verfahren arbeitenden
Systems. Die Erfindung befasst sich bevorzugt mit dem Problem des Richtens der Effektoren
von Fliegerabwehreinrichtungen, namentlich von leichten Flab-Kanonen in Flab-Batterien
und von Einmann-Lenkwaffen.
[0002] In Kampfeinheiten mit Feuerleitsystemen mit von der Zielverfolgungseinrichtung abgesetzten
Waffenanlagen (Effektoren) oder weiteren Zielerfassungs- oder -verfolgungseinrichtungen
besteht das Problem, ein gemeinsames Lage-Referenzsystem zu haben, so dass Daten,
z. B. über die Ziellage, die von einer Such- oder Feuerleitanlage einer oder mehreren
anderen Anlagen mitgeteilt werden, von diesen richtig interpretiert werden. Es ist
gebräuchlich, als eine gemeinsame Bezugsrichtung das Lot durch den Bezugspunkt der
Anlage zu verwenden. Als weitere Angabe ist sodann eine Richtung in der Horizontalebene,
also rechtwinklig zum Lot, und durch den Bezugs punkt der Anlage zu vereinbaren,
wodurch das Referenzsystem (als kartesisches Koordinatensystem) feststeht. Seine Lage
bezüglich eines Koordinatensystems auf der Erdkugel ist unter Umständen ebenfalls
von Interesse, z. B. bei Einbindung der Kampfeinheit in einen grösseren Verband oder
als Hilfsmassnahme für die Ermittlung von Parallaxen zwischen den Anlagen einer Kampfeinheit
(Standorte in Landeskoordinaten.) Eine zweite Anlage kann aufgrund dieser Vereinbarungen
ihre Ausrichtung gegenüber dem Referenzsystem unabhängig von weiteren Anlagen bestimmen.
Die kleinen Fehler infolge Nichtparallelität des Lots und der Orientierung der Bezugsrichtung
an einem erdgebundenen Punkt, z. B. magnetischer Nordpol oder ein weit entfernter
Geländepunkt, werden dabei vernachlässigt. Die Parallaxe, d. h. die translatorische
Verschiebung zwischen zwei Anlagen - das sind die andern drei der sechs Freiheitsgrade
zur Definition der gegenseitigen Lage - wird mit Vorteil als Vektordifferenz im Referenzsystem
angegeben.
[0003] Einweisdaten und Zielinformationen bezüglich dieses Referenzsystems können von jeder
Anlage in Kenntnis ihrer eigenen Lage bezüglich des Referenzsystems richtig interpretiert
werden.
[0004] Je nach Aufgabenstellung sind die Anforderungen an die Genauigkeit der Ausrichtung
zweier Anlagen zueinander unterschiedlich. Dabei ergeben sich kaum Probleme, was die
Horizontierung angeht, da die Schwerkraft eine zuverlässige Bezugsgrösse ist. Weniger
zuverlässig, da schwankend und von grösseren Metallmassen beeinflusst, ist die magnetische
Nordrichtung. Die exakteren nordsuchenden Kreisel sind teuer und verhältnismässig
träge. Geländepunkte für dieses seitliche Ausrichten sind problematisch; falls überhaupt
genügend weit entfernte Punkte zur Verfügung sind - was z. B. in Talkesseln kaum
der Fall ist - besteht noch immer das Problem der Sichtverhältnisse. Ein genaues Ausrichten
ist möglich, wenn zwei Anlagen sich gegen seitig ins Visier nehmen können und eine
der beiden dabei den Seitenwinkel zur Referenzrichtung kennt und der andern Anlage
weitergeben kann. Besteht keine direkte Sichtverbindung, z. B. wegen Geländehindernissen,
kann durch Aufstellen eines dritten Messgeräts (Theodolit) an geeigneter Stelle gleichwohl
diese Art des Ausrichtens praktiziert werden. Auch hier ist genügende Sicht Voraussetzung.
Zudem sind diese Verfahren zeitaufwendig, setzen die Zusammenarbeit der verschiedenen
Anlagen voraus und müssen bei allfälliger Verschiebung einer Anlage wiederholt werden.
[0005] In der modernen Kriegsführung sind häufige Ortswechsel und der rasche Stellungsbezug
ganzer Kampfeinheiten unverzichtbar geworden. Das Ausrichten der verschiedenen Anlagen
einer Kampfeinheit darf daher keine aufwendigen Prozeduren erfordern und sollte möglichst
automatisiert erfolgen. Von besonderer Bedeutung wird das Problem, wenn in den einzelnen
Anlagen die richtbare Zielachse keinen Erdbezug hat; sei es, dass sie nicht lafettiert
ist, wie etwa bei den Einmann-Lenkwaffen, sei es, dass an der Lafette keine Winkelmesseinrichtung
angebracht ist, wie etwa bei den leichten Flab-Kanonen mit an das Rohr gebundenem
Flabvisier. Selbst wenn ein Ausrichten stattgefunden hat, geht der Bezug mit jeder
Seitenbewegung wieder verloren. Die Einweisinformation, welche z. B. ein Suchsensor
oder ein Feuerleitrechner im Referenzsystem an die Effektoren weitergibt, ist nutzlos,
solange ihm der Bezug zu ebendiesem System teilweise fehlt. Andererseits ist für diese
Art von Effektoren das genaue Ausrichten nicht erforderlich, da sie nur auf das Ziel
eingewiesen werden müssen, d. h., der Richter (Richtschütze) muss das Ziel im Blickfeld
des Visiers erfassen können. Der Flugkörper eines Einmann-Lenkwaffensystems wird
auf das Ziel abgefeuert und mittels bordeigener Zielvermessung im Lenkwaffensystem
gesteuert. Eine Flab-Kanone macht nach den gebräuchlichen Verfahren ihre eigene Feuerleitung.
Das Problem des fehlenden Bezugs für die Seitenbewe gung bleibt aber bestehen, wenn
eine Einweisung des Effektors von einer Such- oder Feuerleitanlage erfolgen soll.
[0006] Die Feuerleitaufgabe besteht im wesentlichen aus: Verfolgen eines Ziels mit gleichzeitiger
Vermessung, Extrapolation der Zielbahn, der Berechnung eines möglichen Treffpunkts
- unter Berücksichtigung von Windeinflüssen, Ballistik, Munitionsart u. ä. - und Berechnung
der Richtdaten für den Effektor; bei Lenkwaffen ausserdem die Lenkung nach dem Abschuss.
Eine der schwierigeren Teilaufgaben aus dieser Feuerleitaufgabe ist die Ermittlung
der Zielbewegung (Sensorauflösung, Messrauschen, Nachlauffehler, Umwelteinflüsse auf
die Sensoren wie z. B. Schlieren bei optischer Verfolgung) und die Extrapolation (fehlerhafter
Zielzustand, unbekannte Zielmanöver).
[0007] Gut eingeführt ist die Vorgehensweise für die Bekämpfung von Flugzielen mit leichten
Flabkanonen, meist mit zwei oder gar nur einem Mann Bedienung. Der Richtschütze verfolgt
das Ziel, indem er die Rohrachse so richtet, dass es sich in einer speziell dafür
ausgestalteten, mit der Rohrachse ausgerichteten Visiervorrichtung auf einem markierten
Strahl auf das Zentrum des Visiers zubewegt. Je nach (oft geschätzter) Distanz und
Geschwindigkeit des Ziels muss es im Visier in entsprechendem Abstand vom Zentrum
verfolgt werden. Die konzentrischen Kurven um das Zentrum, je nach Elevation des Rohres
etwas andere, verbinden Punkte für gleiche Zielgeschwindigkeit bzw. Distanz (sogenannte
Ellipsenvisiere). Die Rohrbewegung kann dabei "von Hand" oder mit Servounterstützung
(Steuerknüppel) erfolgen. In mit einer Energieversorgung für die Speisung von Elektromechanik
und Elektronik ausgerüsteten Anlage ist es möglich, den Vorhalt aufgrund der Zielfolgebewegung
des Geschützrohres mit Hilfe eines Rechners zu ermitteln und dem Schützen in geeigneter
Weise mitzuteilen (vgl. hiezu z. B. die DE PS 26 58 683, welche eine spezi elle Ausgestaltung
des Visiers zeigt und die Nachführeinrichtung beschreibt).
[0008] Derartige Einrichtungen haben den Nachteil, dass für die Zielvermessung die relativ
schwere Kanone nachgeführt werden muss. Insbesondere bei der automatischen Vorhaltberechnung,
die ja nur auf Grund der Drehachsenbewegung erfolgen kann, können sich momentane Fehler
beim Verfolgen nachteilig auswirken. Eine diesbezügliche Verbesserung bringt z. B.
das SAAB LVS-M System. Mit einem leichten, handlichen Gerät werden die Zieldaten
ermittelt. Sie können mehreren Effektoren (Kanonen) übermittelt werden. Diese machen
die eigentliche Feuerleitrechnung (Vorhaltrechnung), geben in geeigneter Weise den
Vorhaltpunkt aus und der Richtschütze richtet die Kanone so, dass der eingeblendete
Vorhaltpunkt auf das Ziel fällt. Nachteilig an solchen Systemen ist aber die Notwendigkeit,
jedes Geschütz mit einem Feuerleitrechner ausrüsten zu müssen, sowie der Uebertragung
relativ grosser Datenmengen pro Zieleinheit, da als Grundlage für eine Feuerleitrechnung
Zieldaten fein und häufig erfasst werden müssen.
[0009] Verbreitete, aber apparativ aufwendige Lösungen sind solche mit einer zentralen Feuerleitanlage,
welche Geschütze mit automatischer Nachlaufsteuerung ansteuert. Die "abgemagerte"
Version mit von Hand gerichteten Kanonen ist unter dem Begriff Folgezeigerverfahren
bekannt. Mit den Fehlern der Geschützachsen relativ zum Sollwert der Feuerleitung
werden Zeigerinstrumente angesteuert. Der Richtschütze dreht sein Rohr so, dass der
Ausschlag der Zeiger auf Null abgeglichen wird. Auch hier ist es unumgänglich, das
Geschütz genau auszurichten, da jede Verkantung und die mangelnde Azimutausrichtung
sich direkt als Fehler auswirken.
[0010] Die hohe Anforderung entfällt mit einer Vorrichtung, wie sie in der FR-A-2 415 285
beschrieben ist. Diese enthält ein erstes, von den Waffen abgesetztes Zielgerät zur
Bestimmung von Lage und Distanz des Ziels und zweite, auf den Waffen montierte Zielgeräte
zum Richten auf das Ziel. Das erste Gerät enthält Rechen- und Uebertragungselemente,
welche einen Vorhalt ermitteln und diesen an die zweiten Zielgeräte weitergeben, um
damit die Waffen zu leiten. Bei dieser Vorrichtung ist zwar das Problem der Ausrichtung
zwischen erstem Zielgerät und Waffen von sekundärer Bedeutung, hingegen tritt das
Problem des Einweisens, wie es weiter oben dargelegt wurde, verschärft zu Tage, zu
dessen Lösung die FR-A-2 415 285 keine Anregungen enthält.
[0011] Mit diesem Ueberblick wird gezeigt, dass den durch die moderne Kriegsführung entstandenen
Forderungen, rascher Stellungsbezug bei häufigem Ortswechsel, Einstellung der Abwehr
auf rasch bewegende Ziele in kürzester Zeit, Minimierung der verbalen Kommunikation
und möglichst hoher Automatisierungsgrad durch den herkömmlichen Stand der Technik
keineswegs genügt werden kann.
[0012] Daraus ergibt sich die Aufgabe, ein Verfahren anzugeben, mit welchem in Feuerleitsystemen
das rasche Ausrichten und Einweisen von Nebenanlagen (hier die Waffenanlagen) mit
richtbarer Zielachse aber ohne Messvorrichtung zwischen Zielachsrichtung und fester
Unterlage mit genügender Genauigkeit ermöglicht wird und welches Verfahren sich bei
Ortswechseln wiederholt anwenden und sich zudem möglichst einfach automatisieren lässt.
Durch das Verfahren soll verbale Kommunikation zwischen den Bedienern der Anlagen
auf ein Minimum beschränkt werden und ausserdem soll es die Möglichkeit zur Weitergabe
von Feuerleitinformation beinhalten, was erlaubt, eine einzige, sehr genaue Zielvermessung
und Feuerleitrechnung einer Vielzahl von einfachen, namentlich handbedienten Effektoren
dienlich zu machen, ohne dass aufwendige Ausrichtprozeduren und/oder die Uebertragung
grosser Datenmengen pro Zeiteinheit nötig sind. Die Bewegungsfreiheit, das heisst,
die Mobilität, darf durch das Verfahren nicht eingeschränkt werden.
[0013] Die Lösung ist im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs der Verfahrensansprüche
angegeben. Eine nach dem Verfahren arbeitende Visiereinrichtung, deren erfinderische
Merkmale im Hauptanspruch der Einrichtungsansprüche angegeben sind, wird als besondere
Ausführungsform beschrieben. Weitere Verfahrensschritte bzw. Ausgestaltungen der
Einrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
[0014] Bei diesem Verfahren wird eine Feuerleitanlage als Hauptanlage ausgezeichnet und
mit einem Sender versehen und die Nebenanlagen werden mit Peilempfängern ausgerüstet,
die jederzeit in der Lage sind festzustellen, unter welchem Winkel zur eigenen Visiereinrichtung
der Sender steht. Durch Vereinbarung über die Referenzrichtung - in vorteilhafter
Ausführung durch Peilsendung und Uebertragung des jeweiligen Peilwinkels zur Bezugsrichtung
- lässt sich so die Ausrichtung jederzeit feststellen.
[0015] Weiter wird den Nebenanlagen der fertig aufbereitete Vorhalt, der allenfalls standortbezogen
ist, mitgeteilt. Dieser wird in geeigneter Form im Visier der Nebenanlage dargestellt
und mit dem dort sichtbaren, effektiven Ziel in Verbindung gebracht.
Figur 1 zeigt den Grundriss einer Anordnung von Feuerleit- und Waffenanlagen mit verschiedenen
Ausrichtpfeilen;
Figur 2 zeigt die Zusammenwirkung einer Hauptanlage mit einer Nebenanlage gemäss eines
bevorzugten Verfahrensschrittes;
Figur 3 a,b,c zeigen in schematischer Darstellung Einblick in verschiede Visiereinrichtungen
gemäss Erfindung;
Figur 4 zeigt die Zusammenwirkung einer Hauptanlage mit einer Nebenanlage gemässs
eines anderen bevorzugten Verfahrensschrittes.
[0016] Das erfindungsgemässe Verfahren wird nun an einer Anlage, wie sie in
Figur 1 schematisch dargestellt ist, diskutiert. Die Figur zeigt den Grundriss einer beliebigen
Anordnung von Feuerleit- und Waffenanlagen. Die Hauptanlage 1, hier die Feuerleitanlage
mit Zielerfassungs- und Verfolgungsmitteln hat eine vereinbarte Bezugsrichtung 11,
z. B. Nordrichtung, Geländepunkt oder ähnliches. Sie kann ihrerseits wiederum in einen
grösseren Verband eingebunden sein, in dem sie bspw. Zieldaten bezüglich einer mit
dem übergeordneten Verand vereinbarten Referenzrichtung 10 darstellt, welche sich
von der Bezugsrichtung 11 um den Winkel 12 unterscheidet. Alle Daten, welche bezüglich
der Referenzrichtung 10 anfallen, werden für die Benützung im Feuerleitsystem 1,
das hier die Hauptanlage darstellt, umgerechnet auf die Bezugsrichtung 11, was bei
gleicher Referenzebene der zwei Referenzsysteme mit den Richtungen 10 und 11 (der
Horizontalebene) durch einfache Subtraktion des Winkels 12 geschieht. Die Nebenanlagen
2, 3, beispielsweise leichte Flab-Kanonen, Einmannlenkwaffen, weitere Zielverfolgungsgeräte
usw., sind mit Mitteln versehen, welche ein Auffinden der in Bezug zur Richtung 11
vereinbarten Bezugsrichtung 21, 31 ermöglichen (Kompass, Zielfernrohr). Es ist den
Nebenanlagen 2, 3 also unabhängig von ihrem Standort relativ zur Hauptanlage 1 möglich,
die vereinbarte (eigene) Referenzrichtung 21, 31 zu orten. Wird auf optische Mittel
abgestellt, müssen natürlich die Sichtverhältnisse genügend gut sein. Besteht Sichtver
bindung zwischen der Haupt- und der Nebenanlage, so lässt sich die Bezugsrichtung
über gegenseitiges Anvisieren und Angabe des Winkels an der Hauptanlage sehr genau
feststellen. Die Richtungen 11, 21, 31 sind im Idealfall genau parallel zueinander.
[0017] Handelt es sich bei den Nebenanlagen um lafettierte Geräte mit Drehgebern für die
Seitenbewegung, so sind Einweisdaten bezüglich der Referenzrichtung ohne weiteres
verarbeitbar. Fehlen aber solche Drehgeber oder ist, wie bei der Einmannlenkwaffe,
das Gerät nicht lafettiert, so verliert die Nebenanlage bei einer Seitendrehung des
Geräts die Beziehung zur Referenzrichtung. Dies lässt sich verhindern in dem nach
erfindungsgemässem Vorgehen eine neue Beziehung geschaffen und mittels Peilvorrichtung
vermessen wird. Zu diesem Zweck wird die Hauptanlage 1 mit einem Sender ausgestattet,
der auch abgesetzt an einem bezüglich der Hauptanlage vermessenen Standort aufgestellt
werden kann, und die Nebenanlagen 2,3 werden mit Peilempfängern ausgestattet. Nach
Bezug eines Standorts, der aufgabengemäss häufig wechseln kann, wird die Nebenanlage
zunächst mit den hiefür vorgesehenen Mitteln nach der vereinbarten Bezugsrichtung
21 bzw. 31 ausgerichtet. Mit dem Peilempfänger wird sodann festgestellt, in welcher
Richtung nun die Hauptanlage 1 liegt. Der Peilempfänger ist derart gebaut, dass er
im Fernfeld einer Strahlungsquelle bestimmen kann, aus welcher Richtung bezüglich
seiner eigenen Orientierung die Quelle sendet. Auch nach Drehen der Nebenanlage lässt
sich durch den Peilempfänger ermitteln, um welchen Winkel sie gedreht wurde. Wird
also der nach Stellungsbezug oder zu Beginn einer Aktion ermittelte Aufstellwinkel
23, 33 zwischen der Bezugsrichtung 11 und der Richtung von der Neben- zur Hauptanlage
26, 36, im folgenden kurz Anlagenrichtung genannt, in geeigneter Form abgespeichert
(festgehalten) und in die künftige Winkelübertragung einbezogen, ist die seitliche
Orientierung des Geräts der Nebenanlage 2, 3 auf Grund des Peilempfangs ständig bekannt.
Eine Genauigkeit der Winkelbestimmung in der Grössenordnung von 10 mrad ist dabei
durchaus genügend.
[0018] Die Einweisung der Nebenanlagen auf eine Zielrichtung 15 eines zu erfassenden Objekts
durch die Hauptanlage erfolgt durch Uebermittlung des Einweiswinkels 14 zwischen
der Referenzrichtung 11 und der Zielrichtung 15. Die Zielrichtungen 25, 35 der Nebenanlagen
2, 3 ergeben sich durch Abtragen des nämlichen Einweiswinkels 24, 34 von der Referenzrichtung
21, 31 aus bzw. unter Berücksichtigung des Aufstellwinkels 23, 33 durch Abtragen der
Differenz zwischen Einweiswinkel und Aufstellwinkel von der Anlagerichtung 26, 36
aus. Der Einweisvorgang wird am Beispiel der Nebenanlage 2 näher erläutert. Zu Beginn
des Einweisens schliesst die Zielrichtachse (Visierlinie) der Nebenanlage, dargestellt
durch die Visierrichtung 27, mit der Aufstellrichtung 26 einen Visierwinkel 28 ein,
welcher vom Peilempfänger direkt gemessen wird. Damit ist auch der Winkel zur Referenzrichtung
21 als Differenz aus dem abgespeicherten Aufstellwinkel 23 und dem gemessenen Visierwinkel
28 bekannt. Der veränderliche Visierwinkel zwischen Visierrichtung 27 und Referenzrichtung
21 ergibt sich laufend aus der Differenz zwischen Aufstellwinkel 23 und gemessenem
Winkel 28. Somit ist auch die Ablage der Visierrichtung 27 von der Einweisrichtung
25 als Differenz zwischen dem Winkel 24 und dem Visierwinkel 28 bekannt und kann auf
geeignete Weise verwertet werden. Aufgrund dieser Ablageinformation wird die Visierrichtung
27 so verändert, dass die Ablage verschwindet.
[0019] Für Ziele, deren Entfernung in der Grössenordnung des Abstandes zwischen der Haupt-
und den Nebenanlagen liegt, kann eine standortbezogene Einweisung nötig sein, d.
h., die Einweiswinkel 14, 24, 34 könnten unterschiedliche Werte annehmen. Mittel,
die eine solche
[0020] Uebermittlung standortbezogener Einweiswinkel ermöglichen, sind weiter unten beschrieben.
[0021] Die Uebertragung des Einweiswinkels 14, 24, 34 kann auf irgendeine bekannte Art erfolgen.
Da für die laufende Bestimmung der Visierrichtung 27 bzw. des Visierwinkels 28 eine
Funkverbindung eingesetzt wird, ist es vorteilhaft, den Einweiswinkel ebenfalls per
Funk zu übermitteln. Nebst dem Einweiswinkel lassen sich weitere nützliche Informationen
übertragen, insbesondere die Angaben über den Vorhalt für leichte Flab-Kanonen.
[0022] Eine einfache, kostengunstige Ausführungsform, in welcher genormte, handelsübliche
und deshalb günstig erwerbbarer Geräte verwendet werden können, wird nachfolgend anhand
von
Figur 2 beschrieben. Links im Bild sind Teile der sendenden Hauptanlage 4, rechts Teile der
empfangenden Nebenanlage 5 schematisch dargestellt.
[0023] Die Hauptanlage umfasst u. a. eine Zielverfolgungs- und Feuerleitanlage 41, eventuell
in Verbindung mit einer Kamera 42, deren Bild im Feuerleitmonitor 43 sichtbar gemacht
wird. Das Datenaufbereitungsgerät 44, evtl. einen Grafikgenerator einschliessend,
erzeugt aufgrund der Daten der Feuerleitanlage 41 die Einweisinformation und die für
andere Verwendungszwecke benötigten Informationen, z. B. den Geschützvorhalt in Form
eines normierten Datensignals, das an einen Sender 45 weitergeht, von wo es zweckmässigerweise
in ebenfalls normierter Form moduliert und über die Antenne 46 an die Nebenanlagen
5 abgestrahlt wird; es lässt sich bei Bedarf ebenfalls auf dem Feuerleitmonitor 43
einblenden. Kamera 42 und Feuerleitmonitor 43 sind wohl ergänzende Apparate der Hauptanlage
4, aber für die Lösung nicht erforderlich.
[0024] Die Nebenanlage, rechts im Bild, empfängt das von der Hauptanlage ausgesendete Signal.
Ueber die Empfangsantenne 56 mit ausgeprägter Richtwirkung gelangt das modulierte
Signal in den Peilempfänger 55, wo es demoduliert und über eine Datenaufbereitungsvorrichtung
52 in geeigneter Form zur Einblendung im Visier 53 an dieses weitergegeben wird.
Unabhängig von Art und Inhalt des Datensignals wertet ein paralleler Pfad im Peilempfänger
55 die Richtung aus, aus welcher das Sendesignal einfällt. Diese Information bereitet
ein Grafikgenerator 54 auf, indem er eine richtungsabhängige Peilmarke erzeugt,
welche ihrerseits im Visier 53 eingeblendet wird. Diese Visiereinrichtung arbeitet
nach dem Verfahren gemäss Erfindung und wird nun nachfolgend im Zusammenhang mit weiteren
Verfahrensschritten diskutiert.
[0025] Die
Figuren 3a und 3b zeigen das Visierbild einer erfindungsgemässen Ausführungsform einer Visiereinrichtung,
in der die oben erwähnte Einblendung ungefähr wie dargestellt aussehen könnte (3a).
Sie zeigen auch, wie eine Einweisung und Zielbekämpfung gemäss dem erfindungsgemässen
Verfahren vor sich geht (3a-3b). Im Visier 53 der Nebenanlage 2, 3 ist fest ein Fadenkreuz
57 und ein Teilkreis 59 sichtbar, auf dem die Peilmarke 58 in Abhängigkeit von der
seitlichen Ausrichtung des Geräts wandert. Die Marke zeigt, ähnlich einer Kompassnadel,
den Seitenwinkel, den die Visierlinie des Gerätes, charakterisiert durch das Fadenkreuz
57, gegenüber der Anlagerichtung 26, 36 einnimmt. Da die weiteren Informationen aber
bezüglich der vereinbarten Referenzrichtung 21, 31 anfallen werden, wird mit Vorteil
die Marke 58 um den Aufstellwinkel 23, 33 korrigiert eingeblendet, so dass sie den
Seitenwinkel gegenüber der Referenzrichtung 21, 31 anzeigt. Dies kann auf anschauliche
Weise derart geschehen, dass am auf die Bezugsrichtung 21, 31 mit Hilfe der entsprechenden
Mittel (Kompass, Zielfernrohr) ausgerichteten Gerät die Peilantenne 56 so gedreht
wird, dass die Peilmarke 58 im Einblendvisier 53 in die
[0026] Nullage ("12 Uhr") zu liegen kommt. Selbstverständlich kann dieses "Drehen" auf elektronischem
Weg stattfinden.
[0027] Unter Berücksichtigung des Aufstellwinkels 23, 33 gibt also die Peilmarke 58 den
momentanen Seitenwinkel zwischen der Visierlinie der Nebenanlage und der Referenzrichtung
21, 31 an. Bestimmt nun die Hauptanlage ein zu bekämpfendes Ziel in Zielrichtung 15,
d. h. unter dem ,Richtwinkel 14 zur Bezu srichtun 11, so gibt sie die Informaton
über die Einweismarke 48 an die Nebenanlage 2, 3 weiter. In deren Visiereinrichtung
ist die Position der Einweismarke 48 ein Mass für den einzunehmenden Richtwinkel 24,
34 und bleibt bezüglich des Teilkreises 59 und des Fadenkreuzes 57 in ihrer Lage
unverändert, gleichgültig welche Bewegung die Visierlinie der Nebenanlage 2, 3 macht.
[0028] Im weiteren ist eine zusätzliche Marke 47 gezeichnet, welche Feuerleitinformation
weitergibt, konkret z. B. die Vorhaltemarke für die Geschütze zur Anwendung des weiter
unten beschriebenen Verfahrensteils des am Ziel orientierten Vorhalts. Auch diese
Vorhaltemarke 47 ist, wie die Einweismarke 48, nur von der von der Hauptanlage 1 gesendeten
Information abhängig, bleibt also im Visier 53 unabhängig von der Ausrichtung der
Nebenanlage 2, 3 stehen.
[0029] Mit Einblenden der Einweismarke 48, fakultativ unterstützt durch ein akustisches
Signal, das als Teil einer Einwegkommunikation problemlos in das normierte Datenübertragungsverfahren
einbezogen werden kann, wird für den Bediener der Nebenanlage klar, wohin die Visierlinie
zu richten ist, um das Ziel erfassen zu können. Figur 3b zeigt ein mögliches Visier-Bild
nachdem die Nebenanlage der Einweisung nahezu vollständig gefolgt ist. Das Gerät wurde,
ausgehend von der Situation in Fig. 3a, rechtsherum so gedreht, dass die Peilmarke
58 mit der Einweismarke 48, die mittlerweile infolge geänderter Ziellage von der Hauptanlage
1 gesteuert noch leicht versetzt wurde, beinahe zur Deckung gekommen ist. Währenddessen
ist am rechten Bildrand das Ziel 6 bereits sichtbar geworden.
[0030] Das übliche Vorgehen eines Richtschützen (auch Richter genannt) für das Erfassen
eines Ziels besteht darin, sich mit seinem Gerät zunächst mit annähernd horizontaler
Visierlinie in die Seitenrichtung zu drehen, unter welcher das Ziel erscheint. In
diesem Sektor angelangt, unter Umständen unterstützt durch eine zusätzliche Angabe
über die Höhe des Ziels, sucht er, über das Visier blickend, das Ziel, richtet das
Gerät ungefähr darauf und erfasst dann das Ziel definitiv durch das Visier. Bei Einmann-Lenkwaffen
mit bei Höhenveränderungen mitschwenkender Peilantenne könnte es sein, dass die Richtwirkung
mit zu grossem Anstellwinkel (Elevation) verlorengeht bzw. zu ungenau wird. Da die
Peilung aber nur für die Einweisung in Seitenrichtung von Bedeutung ist, fällt der
Verlust der Einweisinformation für die Seitenrichtung infolge Vergrösserung des Anstellwinkels
nach dem seitlichen Einschwenken aus den oben beschriebenen Gründen nicht ins Gewicht.
Bei lafettierten Kanonen gilt grundsätzlich dieselbe Ueberlegung; es wird aber empfohlen,
die Peilantenne lediglich auf der seitendrehenden Lafette anzubringen, nicht auf einem
mit der Höheneinstellung verschwenkbaren Geräteteil.
[0031] Zusätzlich zur geschilderten Seiteneinweisung ist es ohne weiteres möglich, auch
den Höhenwinkel zu verarbeiten. Ein einfacher Lotgeber auf dem höhenrichtbaren Teil
der Nebenanlage liefert den Anstellwinkel der Visierlinie der Nebenanlage. Die Hauptanlage
1 sendet nebst dem Seitenwinkel 14 auch einen Höhenwinkel für die Zielrichtung 15.
Die Winkeldifferenz wird in geeigneter Form angezeigt (nicht gezeichnet) und vom
Richter durch Anheben oder Absenken der Visierlinie zum Verschwinden gebracht.
[0032] Mit dem Ziel 6 sichtbar im Visier wird nun ein Lenkwaffen-Richtschütze relativ mühelos
die Visierlinie, dargestellt durch den Mittelpunkt des Fadenkreuzes 57, auf das Ziel
richten und feuern. Ein Kanonen-Richtschütze hingegen muss den Vorhalt berücksichtigen.
Zu diesem Zweck wird er, in Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens zum Richten
der Effektoren, die Vorhaltemarke 47 mit dem Ziel zur Deckung bringen und dann feuern.
Dieses Vorgehen lässt sich auch bei Lenkwaffen anwenden, die auf einen gewissen Vorhalt
abgeschossen werden können bzw. müssen, was eine optimale Ausnutzung des Wirkungsraums
gestattet. Die Vorhaltemarke 47 wird, wie erwähnt, von der Feuerleitanlage 41 vollständig
und von der Aufstellung und der Bewegung des Geschützes unabhängig berechnet. Eine
Feuerleiteinheit, bestehend aus Zielverfolgungs- und -vermessungseinheit, Treffpunktrechner
unter Berücksichtigung von Wind, Ballistik usw., kann einer Mehrzahl von Kanonen dienen.
Sie wird daher relativ komfortabel ausgebaut sein und berechnet sehr genau den Vorhalt
für ein vermessenes Ziel, unter Umständen für verschiedene Standorte der Geschütze
rund um die Feuerleiteinheit und/oder für verschiedene Geschütz- und Munitionstypen.
Basierend auf Suchsensorinformationen oder dann während der Zielverfolgung, gibt
die Feuerleiteinheit ein Einweissignal an die Effektoren, aufgrund dessen die Bediener
in der Lage sind, auf die zutreffende Seitenrichtung zu schwenken und, evtl. unterstützt
von zusätzlichen Angaben über die Höhe des Ziels, das Ziel zu orten und ins eigene
Visier zu nehmen. Sobald der Vorhalt zuverlässig berechnet ist, gibt die Feuerleiteinheit
diesen, und nur diesen, an die Effektoren weiter. Diese empfangen also lediglich
zwei Werte, welche die Ablage vom Ziel für den Moment der Schussabgabe bestimmen.
Der Richtschütze hat jetzt also die Aufgabe, die eingeblendete Vorhaltemarke 47 mit
dem Ziel 6 zur Deckung zu bringen und nur zu feuern, wenn keine Abweichung zwischen
Marke und Ziel vorliegt.
[0033] Natürlich muss nach wie vor der relativ schwere Effektor vom Richtschützen, von Hand
oder mit Unterstützung durch Hilfsantriebe, dem Ziel nachgeführt werden. Im Gegensatz
zum Verfahren, wie es der in der DE-C-26 58 683 beschriebenen Nachführungseinrichtung
zugrunde liegt, ist der Vorhalt hier jedoch nicht abhängig von der Verfolgungsbewegung,
welche das Geschütz ausführt. Durch den Umstand, dass sich das Geschutz wiederum am
Ziel orientiert, um den Vorhalt abzutragen, und nicht an absoluten Richtdaten im Referenzsystem,
ergeben sich aus einer leicht mangelhaften Ausrichtung der Referenzsysteme zwischen
Haupt- und Nebenanlage nur Fehler zweiter Ordnung.
[0034] Auch für die zusätzliche Aufgabe des Richtschützen, die Zielbewegung in der Zeit
des Ruhigstellens des Geschützes richtig abzuschätzen, kann das erfindungsgemässe
Verfahren zur Weitergabe von Feuerleitinformationen Unterstützung geben. Zusätzlich
zur Vorhaltemarke 47, die zur Zeit der Schussabgabe auf dem Ziel liegen muss, wird
beispielsweise eine Strichmarkierung eingeblendet, die im Zentrum der Marke 47 endet.
Dieser Strich gibt die Bahn im Visier an, auf welcher sich das Ziel beim stillstehenden
Geschütz aller Voraussicht nach der Vorhaltemarke nähert. Der Strich kann mit Zeitmarken
versehen werden. Die Generierung, Uebertragung, Aufbereitung und Einblendung dieser
zusätzlichen Markierung erfolgt analog jener der Vorhaltemarke 47. Es kann aber auch
die Vorhaltemarke 47 selbst den Punkt darstellen, unter dem das Ziel im Visier eine
kurze, feste Zeit vor der Schussabgabe erscheinen muss; das Feuer wird dann genau
um diese kurze, feste Zeit nach dem Fixieren der Kanone eröffnet.
[0035] Eine andere Möglichkeit der Darstellung der Einweisinformation zeigt
Figur 3c. Man erkennt, diesmal mit etwas anderer äusserer Form, die
[0036] Anzeige in einem Einblendvisier mit dem Fadenkreuz 57, sowie einer Leuchtpunktanzeige
50 und einer weiteren Leuchtpunktanzeige 51. Hier ist die Einweisinformation noch
einen Schritt weiter ausgewertet. Da es letztlich für den Richter unerheblich ist,
in welcher absoluten Richtung sich das eingewiesene Ziel befindet, wird ihm nur die
Differenz zwischen seiner Visierrichtung und der einzunehmenden Richtung angegeben.
Liegt also das Ziel, gemessen an seiner momentanten Visierrichtung, links hinter
ihm, leuchtet ein Anzeigepunkt links hinten auf. Der Richter schwenkt dann seine Anlage
nach links, wodurch sukzessive näher bei der' Mitte ("12 Uhr") liegende Anzeigepunkte
aufleuchten, bis sich Visier- und Einweisrichtung praktisch decken, also der Anzeigepunkt
in der Mitte oben leuchtet. Mittels der Anzeige 51 kann ausserdem eine grobe Information
über die Höhe des Ziels eingeblendet werden, welche natürlich ohne weiteres ebenfalls
über das Funksignal von der Hauptanlage 4 an die Nebenanlage 5 weitergegeben werden
kann. Bei dieser Ausführung ist es auch möglich, praktische Aspekte für die Bedienung
zu berücksichtigen. Da bei grosser Ablage grosse Drehgeschwindigkeiten verlangt werden,
das Einfahren auf die Einweisrichtung hingegen mit mehr Sorgfalt erfolgen muss, ist
es z. B. sinnvoll, für die Leuchtpunktanzeige 50 nicht einen linearen Massstab zu
verwenden, sondern im oberen Bereich kleinere Winkelschritte pro Anzeigepunkt zu benutzen
als in den seitlichen und den unteren Bereichen. Eine ergonomisch abgestimmte Skala
verhilft dem Richter zu einer effizienten Schwenkbewegung auf die Einweisrichtung.
[0037] Weitere Möglichkeiten der Aufbereitung der Einweisinformation und Weitergabe an den
Richter, die aus Kenntnis der Einweisrichtung (und -hohe) im Referenzsystem und jener
der Visierrichtung dank richtungsgebendem Peilempfang abgeleitet wird, sind einmal
in Kenntnis der Erfindung, ohne weiteres herleitbar.
[0038] Bei der oben beschriebenen, ersten Variante des erfindungsgemässen Verfahrens für
das Einweisen muss die gemeinsame Referenzrichtung 11, 21, 31 explizite vereinbart,
d. h. unter den Bedienern der einzelnen Anlagen abgesprochen werden und die Richtung
muss von jeder Anlage unabhängig auffindbar sein. Dieser Vorgang lässt sich automatisieren,
wie es nachfolgend in einer zweiten Variante des erfindungsgemässen Verfahrens anhand
der Figur 4 beschrieben wird.
[0039] Die Hauptanlage 7 ist ausgerüstet mit einem Peilsender mit entsprechender Peilsendeantenne
76, die einen Richtfächer um die zur Referenzebene orthogonale Achse rotieren lässt.
Die Bezugsrichtung 71 ist für die Hauptanlage allein willkürlich festgelegt, eventuell
eingebunden in einen grösseren Verband und von dessen Referenzrichtung 10 um den Winkel
12 abweichend. Der Peilwinkel 77 zwischen der Bezugsrichtung 71 und der Strahl ebene
des Peilsenders (der Richtung grösster Abstrahlleistung) ist zeitabhängig. Bezeichnet
man mit a den Peilwinkel 77 und mit w die Winkelgeschwindigkeit der Drehung des vertikalen
Strahlfächers, dargestellt durch die Strahlachse 78, so gilt beispielsweise
a(t) = [b + w·t] mod2π
wo b ein konstanter Anfangswinkel ist, der beispielsweise den Winkel 12 mit einschliessen
kann.
[0040] Die Nebenanlage 8 - einfachheitshalber ist nur noch eine von mehreren Nebenanlagen
gezeichnet - ist wiederum mit einer Empfangsantenne 56 mit ausgeprägter Richtwirkung
und einem Peilempfänger ausgerüstet, der nun aber eine weitere Funktion hat. Wie im
zuvor beschriebenen Verfahren ist er in der Lage, die Richtung bezüglich seiner eigenen,
momentanen Visierlinie festzustellen, aus der das Sendesignal einfällt. Er hat jedoch
noch keine Bezugsrichtung, da die Nebenanlage 8 seitlich nicht ausgerichtet wurde.
Hingegen ist die Feldstärke des empfangenen Signals wegen des drehenden Richtfächers
des Senders moduliert mit der Frequenz w/2π. Der Peilempfänger vermag mit bekannten
Mitteln den jeweiligen Zeitpunkt zu ermitteln, in dem der Sendestrahl 78 auf die Nebenanlage
8 gerichtet ist, d. h. gegen die Aufstellrichtung 86 gerichtet ist.
[0041] Dem Sendesignal wird nun, neben der bekannten Information für das Einweisen entsprechend
der Marke 48 und allfälliger weiterer Informationen zur Feuerleitung entsprechend
der Marke 47, laufend der Momentanwert des Peilwinkels 77, a(t), mitgegeben. In der
Nebenanlage 8 wird das aufmodulierte Signal nur für den Augenblick des maximalen
Empfangspegels ausgewertet. Mit der dadurch erhaltenen Kenntnis des Peilwinkels 77
für die aufeinanderfallenden Richtungen des Sendestrahls 78 und der Anlagerichtung
86 ist der Nebenanlage 8 der Winkel bekannt unter dem ihre Anlagerichtung 86 zur Bezugsrichtung
71 bzw. Referenzrichtung 10 steht. Es ist dann ein leichtes, die gegenüber der Anlagerichtung
gemessene Seitenlage der Visierlinie auf die Bezugsrichtung zu beziehen.
[0042] Die auf dem Sendesignal übertragene Information, lässt sich z. B. in der Art eines
Telegramms aufmodulieren. Der Peilwinkel 77 muss dabei laufend erkennbar sein, die
Einweismarke bei Bedarf, die zusätzliche Information ist für das Einweisen fakultativ,
für das Schiessen mit Vorhalt unumgänglich.
[0043] Liegen die einzelnen Anlagen relativ weit auseinander und handelt es sich bei den
Effektoren um Kanonen, welche ihre Schüsse mit
[0044] Vorhalt auf ein bewegtes Ziel abgeben müssen, so wäre es zwar nicht für das Einweisen,
wohl aber für das Verfolgen u. U. nützlich, die Parallaxen zu kennen. Eine direkte
Distanzmessung z. B. mittels Infrarotdistanzmesser, kann mangels Sichtverbindung verunmöglicht
sein. Hingegen ist es dank der Winkelmessung möglich, die Horizontaldistanzen zu berechnen,
sofern zwei Hauptanlagen der oben beschriebenen Art eingesetzt werden, deren Abstand
unter sich genau bekannt ist. In der bekannten Art des Triangulierens ist es dann
jeder Nebenanlage möglich, ihre Distanz zu den zwei Hauptanlagen zu berechnen.
[0045] Eine andere Möglichkeit, die Standorte der Nebenanlagen im Referenzsystem und somit
auch deren Parallaxen zu ermitteln, besteht darin, die Nebenanlagen mit sogenannten
Transpondern auszurüsten, Geräten also, welche das empfangene Funksignal als Echo
zurückstrahlen. Aus der Laufzeitdifferenz kann die Hauptanlage die Distanz des Transponders
mit ausreichender Genauigkeit bestimmen. Da auch die Richtung, aus der das Echo kommt,
feststeht, kann die Nebenanlage die Distanzinformation zusätzlich in das Telegramm
einbauen, so dass jede Nebenanlage ihren Abstand zur Hauptanlage periodisch geliefert
bekommt. Weiter ist die Hauptanlage nun befähigt, den Nebenanlagen individuelle Informationen
zugehen zu lassen, z. B. nur dann Einweisdaten zu übermitteln, wenn von der Konstellation
der Anlagen und des Ziels her ein Einsatz einer bestimmten Nebenanlage überhaupt
sinnvoll ist. Weiter kann die zusätzliche Information zur Feuerleitung, welche in
der Marke 47 der Visiereinblendung enthalten ist, individuell berechnet sein; insbesondere
kann ein Vorhalt unter Berücksichtigung der Parallaxe weitergegeben werden.
1. Verfahren zum Ausrichten von Nebenanlagen in Zielvermessungssystemen durch eine
mit Zielerfassungsgeräten ausgerüstete Hauptanlage, dadurch gekennzeichnet, dass
mit Hilfe eines richtungsindizierenden Mittels (Kompass, Theodolit, Visier, Peilantenne)
der Nebenanlage eine vorgegebene Systemrichtung (21, 31) zugeordnet wird und von der
Hauptanlage (1) ein Funksignal mit Einweisinformation (Ziel-Richtung 15) gesendet
wird, das von der Nebenanlage (2, 3) mittels Peilempfang aus der Senderichtung (Aufstellrichtung
26, 36) empfangen wird, um daraus den Winkel (23) zu ermitteln, in welchem das Signal
bezüglich seiner zugeordneten Systemrichtung einfällt, welcher Winkel (23) gespeichert
wird, damit er für spätere Einweisvorgänge verfügbar ist und daraus die momentane
Richtung der Visierlinie (27) zur vorgegebenen Systemrichtung (11, 21, 31) ermittelt
und die Differenz zwischen Visierlinie (27) und Einweisrichtung (25, 35) aufbereitet,
um sie als Vorgabe für das Richten der Nebenanlage (2, 3) zu benützen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Funksignal ein Peilsignal
in Form einer vertikal rotierenden Ebene ist, von der Hauptanlage die winkelmässige
Abweichung der Senderhauptrichtung von einer Bezugsrichtung zu den Nebenanlagen gesendet
wird und in den Nebenanlagen diese Abweichung in der Vorgabe für das Ausrichten der
Nebenanlage berücksichtigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Sendeanlage
der Hauptanlage ein Radarsender verwendet wird und die
Winkel-Informationen dem Radarfächer aufgeprägt werden, wobei die Winkelwerte (77)
auf die Hauptkeulenrichtung (78) bezogen werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene und vereinbarte
Systemrichtung von der Nebenanlage aus mit optischen Mitteln auf ein sichtbares Zeichen
oder mit einem Kompass erfasst und der Nebenanlage zugeordnet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, zum Einweisen und Richten von Nebenanlagen
für das Abfeuern von Geschossen mit Vorhalt in Feuerleitsystemen durch eine mit Zielerfassungsgeräten
ausgerüstete Hauptanlage, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptanlage (1) eine vollständige
Feuerleitrechnung ausführt, wobei sie den Vorhalt für die Nebenanlage (2, 3) abschliessend
ermittelt und die Feuerleitinformation an die Nebenanlage (2, 3) weitergibt, dass
die Nebenanlage die Feuerleitinformation, insbesondere den Vorhalt, als Abweichung
zwischen der Visierlinie und einer Vorhaltemarke (47) in einem Richtvisier (53) zur
Anzeige bringt und das Richten der Nebenanlage (2, 3) derart erfolgt, dass sich beim
Abfeuern des Geschosses die Vorhaltemarke (47) mit dem Ziel (6) deckt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Nebenanlagen
mit Zielerfassungsmitteln ausgerüstet werden, so dass sie als Unterhauptanlagen eine
Anzahl Nebenanlagen mit Einweisund Richtdaten versehen können.
7. Visiereinrichtung nach dem Verfahren nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 5 arbeitend,
dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptanlage (1) einen Datengenerator (44) zur Aufbereitung
von Einweisinformation und einen Sender (45) für die Abstrahlung elektromagnetischer
Felder mit aufmodulierter Einweisinformation aufweist und dass die Nebenanlage (2,
3) einen Empfänger (55) mit einer Peilantenne (56) aufweist, der es ermöglicht, einerseits
die Richtung (26, 36) festzustellen, aus welcher das elektromagnetische Feld einfällt,
und andererseits die Einweisinformation zu demodulieren, sowie Mittel zur Verarbeitung
der Einfallrichtung (26, 36) relativ zur Richtung der Visierlinie und der Einweisinformation,
derart, dass daraus ein Vorgabesignal für das seitliche Richten der Nebenanlage (2,
3) auf die Einweisrichtung (25, 35) resultiert.
8. Visiereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Hauptanlage
(1) und der Nebenanlage (2, 3) Uebertragungsmittel (45, 55) für die Weitergabe der
Feuerleitinformation, insbesondere des Vorhalts als zweidimensionale Grösse, vorgesehen
sind, und dass die Nebenanlage (2, 3) mit einem rohrparallelen Einblendvisier versehen
ist, in das mindestens eine Vorhaltemarke (47) als Abbild des übertragenen Vorhalts
eingeblendet wird.
9. Visiereinrichtung für das Einweisen und Richten von Nebenanlagen nach Anspruch
7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Hauptanlage (1) und der Nebenanlage
(2, 3) eine Funkverbindung besteht, welche die Weitergabe sowohl von Einweis- als
auch von Feuerleitinformation besorgt, wobei der Empfänger (55) der Nebenanlage (2,
3) als Peilempfänger ausgestaltet ist, der es ermöglicht, einerseits die Richtung
(26, 36) festzustellen, aus welcher das elektromagnetische Feld einfällt, und andererseits
sowohl die Einweis- als auch die Feuerleitinformation zu demodulieren, dass ferner
die Nebenanlage (2, 3) Mittel zur Verarbeitung der Einfallrichtung (26, 36) relativ
zur Richtung der Visierlinie, der Einweisinformation und der Feuerleitinformation
enthält, welche diese Informationen in Form von Einblendmarken in einem auf der Nebenanlage
(2, 3) rohrparallel angebrachten Einblendvisier zur Anzeige bringen.