誘導装置および誘導システム
【課題】従来のシステムでは、目標の予測経路に対し側方から予想会合点（以下、ＰＩＰ）へ接近する経路を取ることで、初中期誘導中に生ずる、ＰＩＰが目標の速度変化で変動することに伴う進路修正による速度損失を防止する航法を提供する。
【解決手段】誘導装置内に、予めシミュレーションで求めた高速で移動する目標の対処時の情報（各ＰＩＰにおける飛しょう体の速度等）が格納されたデータベースを持つ。誘導装置では、このデータベースを用い、計算で算出されたＰＩＰに応じて飛しょう体の速度損失が少なく旋回性能が優れている航法（従来航法で対処またはカウンタパラレル航法）を選択することができる。
【解決手段】誘導装置内に、予めシミュレーションで求めた高速で移動する目標の対処時の情報（各ＰＩＰにおける飛しょう体の速度等）が格納されたデータベースを持つ。誘導装置では、このデータベースを用い、計算で算出されたＰＩＰに応じて飛しょう体の速度損失が少なく旋回性能が優れている航法（従来航法で対処またはカウンタパラレル航法）を選択することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛しょう体を目標に向けて誘導する誘導装置に関するものである。特に、高速で移動する目標に向けて飛しょう体を誘導する誘導装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
飛しょう体の誘導システムでは、従来、イニシャルヘディングエラー（以下ＩＨＥという）が大きいとその対処が難しくなるという課題があった。ＩＨＥを小さくするために、飛しょう体を目標に対してヘッドオンさせることで会合角を小さな値とする航法が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−５２４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に飛しょう体の飛しょう制御システムにおいては、目標の情報（位置、速度等）と飛しょう体の飛しょう特性（飛しょう時間と飛しょう距離の関係等）を用いて予想会合点（以下ＰＩＰという）を算出し、このＰＩＰに向けて飛しょう体を発射台から放射する。
【０００５】
ここで、目標を等速・直進運動とし、かつ飛しょう体の速度を等速と仮定すると、ホーミングにおける会合三角形が一義的に決定する。この会合三角形は比例航法によるホーミング開始から会合に至るまで変わることはなく、飛しょう体はホーミング開始点からＰＩＰまで直線上を飛しょうする。
【０００６】
ところが目標を等速・直進と仮定しても、通常の飛しょう体は等速ではなく加速・減速を伴うため、飛しょう時間に対する飛しょう距離は非線形を示す（図４参照）。
ここで、時間ｔ＝ｔ１における飛しょう体１の位置、目標２の位置、ＰＩＰの位置をそれぞれｔＭ１、ｔＴ１、ＰＩＰとした会合三角形を（ｔＭ１、ｔＴ１、ＰＩＰ）とすると、一定時間が経過した後の時間ｔ＝ｔ２時の会合三角形は（ｔＭ２，ＴＴ２，ＰＩＰ）となる。
時間ｔ＝ｔ１時の飛しょう体１から目標２を見た目視線（ｔＭ１−ｔＴ１）と、時間ｔ＝ｔ２時の目視線（ｔＭ２−ＴＴ２）は平行でなくなり、目視線角σが変化して目視線の変化率σ-が発生する。
【０００７】
通常、この目視線の変化率σ-の発生の様子は、飛しょう体の推力パターンやＰＩＰまでの直線距離の大小等により変化する。
比例航法を行う飛しょう体は、このσ-に応じた操舵を行ってホーミング飛しょうをする。このため、飛しょう体はホーミング開始地点とＰＩＰとを結ぶ直線上を飛しょうすることはなく、曲線上を飛しょうすることになる。
このとき、従来の比例航法では速度損失が生じ、また飛しょう体が目標に対して終末誘導をする際のＩＨＥが大きくなるという課題があった。
【０００８】
これに対し、速度損失とＩＨＥを低減させるための航法として、飛しょう体を目標に対してヘッドオンさせる航法（カウンタパラレル航法）がある。
カウンタパラレル航法においては、会合時に飛しょう体が目標のダイブ角と反方位になるように飛しょうし、会合角が最小となるような飛しょう経路をとる（図５の１０２、図６参照）。
しかしながらこのカウンタパラレル航法においては、初中期旋回において速度損失が発生するという課題があった。特に、目標が高速で移動する場合に速度損失が大きくなるという課題があった。
【０００９】
この発明は係る課題を解決するためになされたものであり、高速で移動する目標であっても複数の誘導航法の中から適切な航法を選択することにより速度損失を抑えて、目標に向けて飛しょう体を誘導可能な誘導装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る誘導装置は、目標に向けて飛しょう体を誘導する誘導装置であって、前記目標の速度と前記飛しょう体が前記目標と会合する会合点をパラメータとして算出した前記飛しょう体の会合時における速度を、複数の誘導航法ごとに格納するデータベースと、指定された前記会合点において、前記複数の誘導航法の中で会合時の前記飛しょう体の速度が最も高い誘導航法を選択する判定部とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、シミュレーション等により予め求めた高速で移動する目標への対処情報（各々のＰＩＰにおける飛しょう体の速度等）を格納したデータベースを備えることにより、ＰＩＰに応じて飛しょう体の速度損失が少ない航法（比例航法、またはカウンタパラレル航法）の判定を行うことができる。
すなわち、比例航法による速度損失とカウンタパラレル航法による速度損失とをデータベースにより比較することによって、ＰＩＰに応じた適正な航法を選択できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る誘導装置による航法選択を説明する概略図である。
【図２】実施の形態１に係る誘導装置による航法選択のフローを説明する図である。
【図３】実施の形態１に係る誘導装置のデータベースに格納されている情報の一例である。
【図４】従来の比例航法における飛しょう体の会合三角形とその時の目視線角の変化を示す図である。
【図５】従来の比例航法とカウンタパラレル航法の概略航法を示す図である。
【図６】従来の誘導装置の誘導フローを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
以下、図１〜図３を用いて本発明を実施する際のシステム構成および動作について説明する。
図１は、実施の形態１に係る誘導装置による航法選択の一例を説明する図である。
図１において、１は目標に向けて誘導する飛しょう体、２は目標、３は飛しょう体を発射するための発射装置、４は目標を捜索・追随し、また誘導装置６から入力された誘導諸元を飛しょう体に送信するためのレーダ装置、６は予めシミュレーション等で求めた高速飛しょう体対処時の情報（各ＰＩＰにおける飛しょう体の速度等）が格納されたデータベース５０と誘導航法の選択を行う判定部５１を備えた誘導装置である。
【００１４】
誘導装置６の判定部５１は、目標２を追随するレーダ装置４からの目標情報と、データベース５０に格納されている情報を用い、予想されるＰＩＰに応じて飛しょう体１の速度損失が少なく旋回性能が優れている航法（ここでは、比例航法、又はカウンタパラレル航法のいずれかの航法）の判定を行う。
このように誘導装置６は、比例航法による速度損失とカウンタパラレル航法による速度損失とをデータベースにより比較することにより、予想されるＰＩＰに応じた適正な航法を選択する。
【００１５】
次に、フロー図を用いながら誘導装置６の動作について説明する。図２は本実施の形態に係る誘導装置６による航法選択のフローを説明する図である。
【００１６】
まずレーダ装置４は、図２に示すように目標２を探知し、目標捕捉すると追随を行い、得られた目標に係る目標情報（目標の位置、高度、速度等）を順次誘導装置６へと送信する。
【００１７】
次に誘導装置６は、レーダ装置４から収集した目標情報（目標の位置、高度、速度等）に基づき、目標１の類識別、脅威評価、交戦性評価、目標指定、要撃計算を行う。
誘導装置６の判定部５１は、データベース５０の格納情報と先の計算結果を比較・判定し、速度損失の少ない航法を選択する。
【００１８】
データベース５０は予めシミュレーションにより求めた、各対処ポイントと目標の速度についての射表を持っており、目標の対処ポイント及び目標速度に応じた飛しょう体１の速度データ（通常航法である比例航法による飛しょう体１の速度、及びカウンタパラレル航法による飛しょう体１の速度）を格納している。
図３はデータベース５０の格納情報の一例である。
図３（ａ）は目標２に対する対処ポイントを表わしたもので、飛しょう体１が目標２と会合する会合点（ＰＩＰ）位置の水平距離（水平位置）と高度の情報をグラフにしたものである。また、図３（ｂ）は、対処ポイント及び目標２の速度に応じてシミュレーションで求めた対処ポイントにおける飛しょう体１の速度を示したものである。
【００１９】
誘導装置６は、レーダ装置４から得た目標情報（目標の位置、高度、速度等）及び射撃管制装置６の誘導計算結果から得た予想会合点を入力する。入力条件から射撃管制装置６が格納しているデータベース５０を参照し、速度損失に基いて速度損失のより少ない航法を選択する。
すなわち、比例航法による飛しょう体１の速度ｖがカウンタパラレル航法による飛しょう体１の速度ｖcpより高い（ｖ＞ｖcp）のときは、比例航法を選択する。また、カウンタパラレル航法による飛しょう体の速度ｖcpが比例航法による飛しょう体１の速度ｖより高い（ｖcp＞ｖ）のときは、カウンタパラレル航法を選択する。
【００２０】
誘導装置６は、選択した航法の結果及び選択した航法に応じた発射諸元（発射タイミング、発射方向等）を発射装置３へ送信する。
【００２１】
発射装置３は、誘導装置６からの発射指令により、飛しょう体１を発射する。
【００２２】
飛しょう体１の発射後、誘導装置６は誘導計算を行い、誘導諸元をレーダ装置４へ送信する。
【００２３】
レーダ装置４は、誘導装置６から入力された誘導諸元を飛しょう体１へと送信する。
【００２４】
飛しょう体１は、発射装置３から発射した後、レーダ装置４からの入力に基づき中期誘導を行う。飛しょう体１は目標２との距離が所定の距離となった時点で、目標の捜索を自ら開始し、目標２に向けて終末誘導を行う。
【００２５】
このように、本実施の形態に係る誘導装置６は、予めシミュレーションで求めた高速で飛しょうする目標への対処時の情報（各々のＰＩＰにおける飛しょう体の速度等）が格納されたデータベース５０を備える。
これにより、計算で算出されたＰＩＰに応じて飛しょう体の速度損失が少ない航法（比例航法またはカウンタパラレル航法）を選択することが可能となる。すなわち、比例航法による速度損失とカウンタパラレル航法による速度損失とをデータベース５０を用いて比較することによりＰＩＰに応じた適正な航法が選択でき、目標に対する飛しょう体の誘導性能を向上させることができる。
【符号の説明】
【００２６】
１ 飛しょう体、２ 目標、３ 発射装置、４ レーダ装置、５ 従来の誘導装置、６ 本発明に係る誘導装置、５０ データベース、５１ 判定部、１０１ 比例航法、１０２ カウンタパラレル航法、ｖ 比例航法による飛しょう体１の速度、ｖcp カウンタパラレル航法による飛しょう体１の速度。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛しょう体を目標に向けて誘導する誘導装置に関するものである。特に、高速で移動する目標に向けて飛しょう体を誘導する誘導装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
飛しょう体の誘導システムでは、従来、イニシャルヘディングエラー（以下ＩＨＥという）が大きいとその対処が難しくなるという課題があった。ＩＨＥを小さくするために、飛しょう体を目標に対してヘッドオンさせることで会合角を小さな値とする航法が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−５２４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に飛しょう体の飛しょう制御システムにおいては、目標の情報（位置、速度等）と飛しょう体の飛しょう特性（飛しょう時間と飛しょう距離の関係等）を用いて予想会合点（以下ＰＩＰという）を算出し、このＰＩＰに向けて飛しょう体を発射台から放射する。
【０００５】
ここで、目標を等速・直進運動とし、かつ飛しょう体の速度を等速と仮定すると、ホーミングにおける会合三角形が一義的に決定する。この会合三角形は比例航法によるホーミング開始から会合に至るまで変わることはなく、飛しょう体はホーミング開始点からＰＩＰまで直線上を飛しょうする。
【０００６】
ところが目標を等速・直進と仮定しても、通常の飛しょう体は等速ではなく加速・減速を伴うため、飛しょう時間に対する飛しょう距離は非線形を示す（図４参照）。
ここで、時間ｔ＝ｔ１における飛しょう体１の位置、目標２の位置、ＰＩＰの位置をそれぞれｔＭ１、ｔＴ１、ＰＩＰとした会合三角形を（ｔＭ１、ｔＴ１、ＰＩＰ）とすると、一定時間が経過した後の時間ｔ＝ｔ２時の会合三角形は（ｔＭ２，ＴＴ２，ＰＩＰ）となる。
時間ｔ＝ｔ１時の飛しょう体１から目標２を見た目視線（ｔＭ１−ｔＴ１）と、時間ｔ＝ｔ２時の目視線（ｔＭ２−ＴＴ２）は平行でなくなり、目視線角σが変化して目視線の変化率σ-が発生する。
【０００７】
通常、この目視線の変化率σ-の発生の様子は、飛しょう体の推力パターンやＰＩＰまでの直線距離の大小等により変化する。
比例航法を行う飛しょう体は、このσ-に応じた操舵を行ってホーミング飛しょうをする。このため、飛しょう体はホーミング開始地点とＰＩＰとを結ぶ直線上を飛しょうすることはなく、曲線上を飛しょうすることになる。
このとき、従来の比例航法では速度損失が生じ、また飛しょう体が目標に対して終末誘導をする際のＩＨＥが大きくなるという課題があった。
【０００８】
これに対し、速度損失とＩＨＥを低減させるための航法として、飛しょう体を目標に対してヘッドオンさせる航法（カウンタパラレル航法）がある。
カウンタパラレル航法においては、会合時に飛しょう体が目標のダイブ角と反方位になるように飛しょうし、会合角が最小となるような飛しょう経路をとる（図５の１０２、図６参照）。
しかしながらこのカウンタパラレル航法においては、初中期旋回において速度損失が発生するという課題があった。特に、目標が高速で移動する場合に速度損失が大きくなるという課題があった。
【０００９】
この発明は係る課題を解決するためになされたものであり、高速で移動する目標であっても複数の誘導航法の中から適切な航法を選択することにより速度損失を抑えて、目標に向けて飛しょう体を誘導可能な誘導装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る誘導装置は、目標に向けて飛しょう体を誘導する誘導装置であって、前記目標の速度と前記飛しょう体が前記目標と会合する会合点をパラメータとして算出した前記飛しょう体の会合時における速度を、複数の誘導航法ごとに格納するデータベースと、指定された前記会合点において、前記複数の誘導航法の中で会合時の前記飛しょう体の速度が最も高い誘導航法を選択する判定部とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、シミュレーション等により予め求めた高速で移動する目標への対処情報（各々のＰＩＰにおける飛しょう体の速度等）を格納したデータベースを備えることにより、ＰＩＰに応じて飛しょう体の速度損失が少ない航法（比例航法、またはカウンタパラレル航法）の判定を行うことができる。
すなわち、比例航法による速度損失とカウンタパラレル航法による速度損失とをデータベースにより比較することによって、ＰＩＰに応じた適正な航法を選択できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る誘導装置による航法選択を説明する概略図である。
【図２】実施の形態１に係る誘導装置による航法選択のフローを説明する図である。
【図３】実施の形態１に係る誘導装置のデータベースに格納されている情報の一例である。
【図４】従来の比例航法における飛しょう体の会合三角形とその時の目視線角の変化を示す図である。
【図５】従来の比例航法とカウンタパラレル航法の概略航法を示す図である。
【図６】従来の誘導装置の誘導フローを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
以下、図１〜図３を用いて本発明を実施する際のシステム構成および動作について説明する。
図１は、実施の形態１に係る誘導装置による航法選択の一例を説明する図である。
図１において、１は目標に向けて誘導する飛しょう体、２は目標、３は飛しょう体を発射するための発射装置、４は目標を捜索・追随し、また誘導装置６から入力された誘導諸元を飛しょう体に送信するためのレーダ装置、６は予めシミュレーション等で求めた高速飛しょう体対処時の情報（各ＰＩＰにおける飛しょう体の速度等）が格納されたデータベース５０と誘導航法の選択を行う判定部５１を備えた誘導装置である。
【００１４】
誘導装置６の判定部５１は、目標２を追随するレーダ装置４からの目標情報と、データベース５０に格納されている情報を用い、予想されるＰＩＰに応じて飛しょう体１の速度損失が少なく旋回性能が優れている航法（ここでは、比例航法、又はカウンタパラレル航法のいずれかの航法）の判定を行う。
このように誘導装置６は、比例航法による速度損失とカウンタパラレル航法による速度損失とをデータベースにより比較することにより、予想されるＰＩＰに応じた適正な航法を選択する。
【００１５】
次に、フロー図を用いながら誘導装置６の動作について説明する。図２は本実施の形態に係る誘導装置６による航法選択のフローを説明する図である。
【００１６】
まずレーダ装置４は、図２に示すように目標２を探知し、目標捕捉すると追随を行い、得られた目標に係る目標情報（目標の位置、高度、速度等）を順次誘導装置６へと送信する。
【００１７】
次に誘導装置６は、レーダ装置４から収集した目標情報（目標の位置、高度、速度等）に基づき、目標１の類識別、脅威評価、交戦性評価、目標指定、要撃計算を行う。
誘導装置６の判定部５１は、データベース５０の格納情報と先の計算結果を比較・判定し、速度損失の少ない航法を選択する。
【００１８】
データベース５０は予めシミュレーションにより求めた、各対処ポイントと目標の速度についての射表を持っており、目標の対処ポイント及び目標速度に応じた飛しょう体１の速度データ（通常航法である比例航法による飛しょう体１の速度、及びカウンタパラレル航法による飛しょう体１の速度）を格納している。
図３はデータベース５０の格納情報の一例である。
図３（ａ）は目標２に対する対処ポイントを表わしたもので、飛しょう体１が目標２と会合する会合点（ＰＩＰ）位置の水平距離（水平位置）と高度の情報をグラフにしたものである。また、図３（ｂ）は、対処ポイント及び目標２の速度に応じてシミュレーションで求めた対処ポイントにおける飛しょう体１の速度を示したものである。
【００１９】
誘導装置６は、レーダ装置４から得た目標情報（目標の位置、高度、速度等）及び射撃管制装置６の誘導計算結果から得た予想会合点を入力する。入力条件から射撃管制装置６が格納しているデータベース５０を参照し、速度損失に基いて速度損失のより少ない航法を選択する。
すなわち、比例航法による飛しょう体１の速度ｖがカウンタパラレル航法による飛しょう体１の速度ｖcpより高い（ｖ＞ｖcp）のときは、比例航法を選択する。また、カウンタパラレル航法による飛しょう体の速度ｖcpが比例航法による飛しょう体１の速度ｖより高い（ｖcp＞ｖ）のときは、カウンタパラレル航法を選択する。
【００２０】
誘導装置６は、選択した航法の結果及び選択した航法に応じた発射諸元（発射タイミング、発射方向等）を発射装置３へ送信する。
【００２１】
発射装置３は、誘導装置６からの発射指令により、飛しょう体１を発射する。
【００２２】
飛しょう体１の発射後、誘導装置６は誘導計算を行い、誘導諸元をレーダ装置４へ送信する。
【００２３】
レーダ装置４は、誘導装置６から入力された誘導諸元を飛しょう体１へと送信する。
【００２４】
飛しょう体１は、発射装置３から発射した後、レーダ装置４からの入力に基づき中期誘導を行う。飛しょう体１は目標２との距離が所定の距離となった時点で、目標の捜索を自ら開始し、目標２に向けて終末誘導を行う。
【００２５】
このように、本実施の形態に係る誘導装置６は、予めシミュレーションで求めた高速で飛しょうする目標への対処時の情報（各々のＰＩＰにおける飛しょう体の速度等）が格納されたデータベース５０を備える。
これにより、計算で算出されたＰＩＰに応じて飛しょう体の速度損失が少ない航法（比例航法またはカウンタパラレル航法）を選択することが可能となる。すなわち、比例航法による速度損失とカウンタパラレル航法による速度損失とをデータベース５０を用いて比較することによりＰＩＰに応じた適正な航法が選択でき、目標に対する飛しょう体の誘導性能を向上させることができる。
【符号の説明】
【００２６】
１ 飛しょう体、２ 目標、３ 発射装置、４ レーダ装置、５ 従来の誘導装置、６ 本発明に係る誘導装置、５０ データベース、５１ 判定部、１０１ 比例航法、１０２ カウンタパラレル航法、ｖ 比例航法による飛しょう体１の速度、ｖcp カウンタパラレル航法による飛しょう体１の速度。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標に向けて飛しょう体を誘導する誘導装置であって、
前記目標の速度と前記飛しょう体が前記目標と会合する会合点をパラメータとして算出した前記飛しょう体の会合時における速度を、複数の誘導航法ごとに格納するデータベースと、
指定された前記会合点において、前記複数の誘導航法の中で会合時の前記飛しょう体の速度が最も高い誘導航法を選択する判定部と、
を備えることを特徴とする誘導装置。
【請求項２】
前記複数の誘導航法には、比例航法とカウンタパラレル航法が含まれることを特徴とする請求項１記載の誘導装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の誘導装置と、
前記飛しょう体を搭載した発射台を備え、
前記判定部は選択した前記誘導航法の結果と前記誘導航法に応じた発射諸元と発射指令を前記発射台へ送信し、
前記発射台は前記発射指令を受信すると前記飛しょう体を発射することを特徴とする誘導システム。
【請求項１】
目標に向けて飛しょう体を誘導する誘導装置であって、
前記目標の速度と前記飛しょう体が前記目標と会合する会合点をパラメータとして算出した前記飛しょう体の会合時における速度を、複数の誘導航法ごとに格納するデータベースと、
指定された前記会合点において、前記複数の誘導航法の中で会合時の前記飛しょう体の速度が最も高い誘導航法を選択する判定部と、
を備えることを特徴とする誘導装置。
【請求項２】
前記複数の誘導航法には、比例航法とカウンタパラレル航法が含まれることを特徴とする請求項１記載の誘導装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の誘導装置と、
前記飛しょう体を搭載した発射台を備え、
前記判定部は選択した前記誘導航法の結果と前記誘導航法に応じた発射諸元と発射指令を前記発射台へ送信し、
前記発射台は前記発射指令を受信すると前記飛しょう体を発射することを特徴とする誘導システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１９５６９（Ｐ２０１３−１９５６９Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５１３６１（Ｐ２０１１−１５１３６１）
【出願日】平成２３年７月８日（２０１１．７．８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月８日（２０１１．７．８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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