飛翔体誘導装置
【課題】飛翔体が最接近点から遠くても精度良く会合時間を計算することができ、更に、飛翔体が目標に再接近する前に目標形状を認識、目標半径を検出し、最接近点から遠くても精度よく直撃できるどうかを判定することのできる飛翔体誘導装置を提供する。
【解決手段】演算処理装置３が、飛翔体１の位置を基準とする相対座標系において、目標Ｔは等速直線運動するものとし、飛翔体１は等速加速度直線運動するものとして飛翔体１と目標Ｔとの会合点と会合時間を推定計算する。
【解決手段】演算処理装置３が、飛翔体１の位置を基準とする相対座標系において、目標Ｔは等速直線運動するものとし、飛翔体１は等速加速度直線運動するものとして飛翔体１と目標Ｔとの会合点と会合時間を推定計算する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾頭を搭載して移動する目標との会合点に向けて飛翔する飛翔体を、移動する目標に向けて誘導する飛翔体誘導装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
飛翔体に搭載された弾頭を起爆させ、飛来する敵ミサイルや戦闘機等の相手移動目標を破壊しようとするとき、弾頭を搭載したミサイル等の飛翔体は、相手移動目標に命中するように飛翔体誘導装置によって誘導制御されている。
【０００３】
しかしながら、飛翔体誘導装置による誘導制御では、空中を高速飛行している相手方の移動目標に対し、ミサイル等の飛翔体を１００％命中するように誘導制御するのは容易でなく、飛翔体と移動目標とが、いわゆる離隔量（以下、本明細書では、ミスディスタンスという）を形成して、互いにすれ違うように交差してしまうことが多い。
【０００４】
そのため、飛翔体が移動目標に命中しない場合でも、相手方の移動目標を破壊させ、あるいはこれに多大な損傷を与えるには、飛翔体は、移動目標に最接近した位置、すなわち会合点近くに到達したタイミングで、弾頭を起爆させることが必要となる。
【０００５】
なお、弾頭の起爆動作特性は弾頭の種類によって異なることが多いから、弾頭の種類や性能に則した起爆タイミングを会合点への到達時刻（会合時間）に対応して個々に設定する必要がある。
【０００６】
通常、飛翔体誘導装置では、飛翔体と移動する目標との最接近点（会合点）までの経過時間である会合時間を計算式により算出して予測し、この予測した会合時間を基に、飛翔体の起爆タイミングを決定している。
【０００７】
会合時間の予測に用いる計算式のデータは、飛翔体に設けられているシーカ等の追尾装置により得られる目標の速度や位置等の目標情報から取得している。
【０００８】
また、会合時間の算出による予測に用いる計算式の一例としては、「飛翔体及び目標はそれぞれ直線の軌道を移動し、その軌道がある点で交差し、その交差する点までの経過時間がそれぞれ等しい。」という前提条件（仮定事項）を基に計算して予測している。すなわち飛翔体と目標の最接近点でのミスディスタンスがゼロという前提条件（仮定事項）で計算する方法が使用されている。
【０００９】
また、図１１に説明図を示したように、従来、飛翔体１及び移動している目標Ｔがいずれも等速度直線飛行を行い、たとえば４５度の交戦角θを形成し、会合点ｈでは離隔量を形成することなく飛翔体１が移動目標Ｔに命中すると仮定したとき、観測される両者間の相対距離Ｒｃ及び相対速度Ｖｃから、会合時間Ｔｃは、会合時間Ｔｃ＝（相対距離Ｒｃ／相対速度Ｖｃ）の計算式で求められることが知られている。（例えば、特許文献１参照）
また、飛翔体の加速度についても、加速度を有さない、すなわち加速度がゼロという前提条件（仮定事項）で計算する方法が使用されている例がある。（例えば特許文献２参照）
【特許文献１】特開平８−１７８５９８号公報
【特許文献２】特開平０４−０５９４９７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述に一例を示したように、従来方式の会合時間の予測計算の計算式では、ミスディスタンスはゼロであることが前提条件としている場合が多い。
【００１１】
すなわち、上述の図１１に示したように、飛翔体１と移動目標Ｔとがともに直線上を等速度で飛行している場合、飛翔体１が移動目標Ｔに衝突し命中するとしたときには、理論上、会合時間Ｔｃ＝（相対距離Ｒｃ／相対速度Ｖｃ）なる式が成立する。
【００１２】
従って、飛翔体１及び移動目標Ｔの双方の現在位置や速度等の運動状態の検出に観測上の誤差がないものとすれば、飛翔体１に搭載したパルスレーダ装置による、飛翔体１と移動目標Ｔとの間の相対距離Ｒｃや相対速度Ｖｃの観測値から、上記式による計算により、実会合時間に近い会合時間Ｔｃを得ることができる。
【００１３】
上記のように、上記式（Ｔｃ＝Ｒｃ／Ｖｃ）の成立条件は、飛翔体１及び移動している目標Ｔがともに直線上を等速度で飛行し、かつ、会合点ｈにおいて飛翔体１が移動目標２に命中して衝突することが前提である。
【００１４】
一般に、空中を飛行する飛翔体１や移動している目標Ｔには、重力や空力抵抗等の種々の外力が作用し、また両者ともに常に一定推力のもとで飛行しているとは限らないから、会合点に向けて飛行する飛翔体１と移動している目標Ｔとが共に、等速度直線飛行をしているものとは言い難い。もっとも、会合点ｈの間近の、例えば手前側数１０ｍ程度のごく短い区間領域に限れば、飛翔体１のみならず移動している目標Ｔも、直線上を等速度で移動していると見なすことができる。
【００１５】
しかしながら、上記式（Ｔｃ＝Ｒｃ／Ｖｃ）は、たとえ飛翔体１及び移動している目標Ｔの直線上を等速度飛行を行っているとしても、会合点ｈにおいて、両者がすれ違うことなく命中して衝突するという条件が満足してはじめて成立するものである。
【００１６】
つまり、実際には、飛翔体１の加速度等を考慮すると、「飛翔体１及び目標Ｔはそれぞれ直線の軌道を移動し、その軌道がある点で交差し、その交差する点までの経過時間がそれぞれ等しい。」という前提が成立しない場合がある。その結果、ミスディスタンスはゼロとならない場合が存在する。ミスディスタンスはゼロとならない場合、飛翔体１と目標Ｔとが最接近点に近づくほど、会合時間の計算値と実際の会合時間との誤差が大きくなってしまう。
【００１７】
また、従来方式のように飛翔体の加速度を考慮していないと、飛翔体に加速度がある場合には、飛翔体と目標が最接近点から遠いほど、会合時間の計算値と実際の会合時間との誤差が大きくなってしまう。
【００１８】
このため、飛翔体と目標との最接近時におけるミスディスタンスがゼロでない場合に、最接近点で、従来方式よりも精度良く会合時間を計算できる方策が望まれていた。
【００１９】
また、飛翔体に加速度がある場合に、最接近点から遠くても、従来方式よりも精度良く会合時間を計算できて、最接近点から遠くても、直撃できるどうかを判定する方策が望まれていた。
【００２０】
本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、飛翔体と目標との最接近時におけるミスディスタンスがゼロでない場合でも、最接近点の近くでも精度良く会合時間を計算することができ、飛翔体に加速度がある場合に、最接近点から遠くても精度良く会合時間を計算することができ、更に、飛翔体が目標に再接近する前に目標形状を認識、目標半径を検出し、最接近点から遠くても精度よく直撃できるどうかを判定することのできる飛翔体誘導装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の一態様によれば、
目標を追尾するセンサとして機能するシーカと、
このシーカで検出された目標を捕捉・追尾して飛翔体と該目標との会合点と会合時間を推定計算し、計算結果から所定時刻におけるミスディスタンスを求め、求めたミスディスタンスと前記シーカからの検出情報から算出して目標を検出できる角度範囲と比較して誘導信号を生成する演算処理装置と、
この演算処理装置で生成された前記誘導信号に基づいて前記飛翔体自体を前記目標に向けることにより該目標を追尾する前記飛翔体の操舵を行う操舵制御装置により制御される操舵装置と、
前記演算処理装置で推定計算された会合点近傍で爆薬の起爆タイミングを決定する起爆装置とを搭載した飛翔体誘導装置であって、
前記演算処理装置は、前記飛翔体の位置を基準とする相対座標系において、等速加速度直線運動する前記飛翔体と等速直線運動する前記目標との会合点と会合時間を推定計算することを特徴とする飛翔体誘導装置が提供される。
【００２２】
また、前記演算処理装置は、前記ミスディスタンスと前記目標を検出できる角度範囲と比較して、前記ミスティスタンスの方が小さい場合か等しい場合に直撃可能との誘導信号を生成することを特徴とする飛翔体誘導装置が提供される。
【００２３】
また、前記演算処理装置は、前記ミスディスタンスと前記目標を検出できる角度範囲と比較して、前記ミスティスタンスの方が大きい場合に直撃不可能と判定することを特徴とする飛翔体誘導装置が提供される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の実施形態によれば、飛翔体と目標との最接近時におけるミスディスタンスがゼロでない場合に、最接近点の近くでも、精度良く会合時間を計算することができる。それにより、飛翔体に加速度がある場合に、最接近点から遠くても精度良く会合時間を計算することができ、最接近点から遠くても直撃できるどうかを判定することのできる飛翔体誘導装置が得られる。
【００２５】
しかも、ミスディスタンスを、飛翔体の半径でなく、目標の半径と比較し、飛翔体が目標に会合するか否かを判定しているので、会合の有無を更に正確に判定できる効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施するための最良の形態の一例を、図面参照して説明する。
【００２７】
図１は本発明に係る飛翔体誘導装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【００２８】
飛翔体誘導装置１０は、飛翔体１に、目標Ｔ（例えば、図１１で示した）を追尾するセンサとして機能するシーカ２、このシーカ２で検出された目標Ｔを捕捉・追尾して当該飛翔体１と目標Ｔとの会合時間と会合点を推定計算し、さらに、所定時刻におけるミスディスタンスを求め、そして、シーカ２からの検出情報から算出して目標Ｔを検出できる角度範囲を求め、さらに、この角度範囲とミスディスタンスとの比較結果に応じて誘導信号を生成する演算処理装置３、この演算処理装置３で生成された誘導信号に基づいて、飛翔体１自体を目標に向けることにより目標Ｔを追尾する飛翔体１の操舵を行うために操舵制御装置４により制御されている操舵装置５、および、演算処理装置３で推定計算された会合点近傍で効果的に爆薬の起爆タイミングを決定する起爆装置６を搭載して構成されている。
【００２９】
シーカ２は、その制御の要部を図２にブロック図を示したように、例えば、飛翔体１の弾頭部に搭載されている電波シーカで、目標Ｔに向けてビームを照射し目標Ｔからの反射電波に基づいて誘導信号を生成する。つまり、レーダ送信部２ａからサーキュレータ２ｂおよびアンテナ２ｃを介して、レーダ電波が目標（図示せず）に向け照射される。目標Ｔからの反射波は、アンテナ２ｃ、サーキュレータ２ｂを介してレーダ受信部２ｄにて受信され、受信信号が演算処理装置３の測角処理部３ａに与えられる。測角処理部３ａでは、与えられた受信信号よりレーダビームと目標とのなす角（誤差角：レーダ測角信号）εが算出される。
【００３０】
なお、シーカ２は電波シーカの他に、赤外線シーカを用いることもできる。
【００３１】
操舵装置５は操舵制御装置４により制御され、飛翔体１の胴体外周面から機体軸と直交する方向等，外方向に複数本の駆動軸を突出させて設け、この駆動軸の先端部に固定され、駆動軸の軸心まわりの回動により、飛翔時の大気方向に対する角度、いわゆる、舵角を変更できるようにした操舵翼の制御している。この制御により、操舵翼に発生する空気力を舵角の変更によって変え、飛翔体１の姿勢制御を行わせ、目標に向けて飛翔させることができるようにしている。
【００３２】
つまり、操舵装置５を設けた飛翔体１は、操舵制御装置４により胴体内部に設置した駆動手段としてのサーボ装置によって、駆動される駆動軸の軸心まわりの回動量を制御する。それにより、駆動軸の先端部に固着され、胴体外周面から、例えば十字状に突出させた、操舵翼のそれぞれの飛翔時における大気方向に対する角度である舵角を制御している。それらの制御により、大気方向に対する角度を変動させ、この舵角が変動した操舵翼に発生する空気力を制御することによって、飛翔体１の姿勢を急速に変え、飛翔体１が目標Ｔに向けて飛翔できる。
【００３３】
起爆装置６は、起爆信号発生回路（不図示）より送られた起爆信号を火薬の発火エネルギーに変えて出力する。弾頭（不図示）は起爆装置６からの発火エネルギーにより爆発し、爆風圧力を発生させるとともに破片を生成する。弾頭の爆発により発生した爆風圧力と生成した破片により目標Ｔの内部機器を破壊する。
【００３４】
つまり、飛翔体１は目標Ｔの方向に誘導飛翔し、目標Ｔに命中する。飛翔体１が目標Ｔに命中すると目標Ｔの外板を貫通し、貫通後の存速にて目標Ｔの内部へ進入する。目標Ｔの内部へ進入した飛翔体１は目標Ｔに命中した時間を基準時間として、一定時間だけタイミングを遅らせて爆発し、爆風圧力及び破片の効果により目標Ｔの内部機器を破壊する。
【００３５】
次に、上述の構成の飛翔体誘導装置１０の動作について説明する。
【００３６】
なお、飛翔体誘導装置１０は動作の際に、以下の２つを前提条件としている。（１）目標Ｔ及び飛翔体１の運動については、目標Ｔに関しては等速直線運動とし、飛翔体１に関しては等加速度直線運動とする。（２）目標Ｔの半径をＲｔとしている。
【００３７】
まず、図３を参照して飛翔体１と目標Ｔに関する座標系について説明する。なお、図３において、横軸は水平距離、縦軸は原点Ｏからの距離（二次元の場合は高度）を示しており、つまり、点Ｏは飛翔体１位置に相当する原点、点Ｐは目標Ｔの相対位置（ｘ，ｙ，ｚ）、点Ｈは目標Ｔに対する飛翔体１の最接近点、Ｖは目標Ｔの相対座標系速度ベクトル、Ｖｄは飛翔体１及び目標Ｔ間の相対速度ベクトル、Ｄは目標Ｔ位置−最接近点間距離（ＰＨ間距離）、Ｒは飛翔体１及び目標Ｔ間の相対距離（ＯＰ間距離）、Ｍは飛翔体１及び最接近点間のミスディスタンス（ＯＨ間距離）を表している。
【００３８】
次に、以下、図４に示したフローチャートに沿って、図３で示した座標系を用いて、予測計算の流れを説明する。
【００３９】
まず、目標Ｔの相対位置Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）は（１）式のように定義する。この目標位置Ｐの時間経過に伴う移動については、ここでは直線上を移動するものと見なし、以下のような直線の式で表現するものとする（ステップＳ１）。
【００４０】
これは、飛翔体１に直線方向の加速度がある場合には、この目標位置Ｐの移動は厳密には直線上とはならないが、実際に起爆装置６により起爆を実施する領域内であれば、直線と見なすことによる誤差は少ないためである。
【数１】
【００４１】
（１）式の直線と原点Ｏ（飛翔体１の位置）から（１）式へ下ろした垂線との交点Ｈ（最接近点）の座標を、以下のように表す。ここで、ｔ０は最接近点Ｈに至る時刻を表している。
【００４２】
Ｈ座標：（Ｖｘ・ｔ０ ＋Ｘ，Ｖｙ・ｔ０ ＋Ｙ，Ｖｚ・ｔ０ ＋Ｚ）
（１）式の直線と原点Ｏから、（１）式の直線に下ろした垂線への交点をＨとし、原点Ｏを通り、Ｈ座標を通るベクトル（ＯＨ）は、以下の（２）式で表現すことができる（ステップＳ２）。
【数２】
【００４３】
（１）式の直線の方向ベクトルと（２）式のベクトルとは互いに直交するので、その内積結果はゼロとなり、以下の（３）式のように表現できる。
【数３】
【００４４】
上記の（３）式について、ｔ０について解くと、以下の（４）式として表現することができる（ステップＳ３）。
【数４】
【００４５】
求めた相対時刻ｔ０の値を（１）式に代入すると以下の（５）式となる。この（５）式により求まる相対位置Ｐの座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）を、飛翔体１と目標Ｔとの最接近点Ｈとする（ステップＳ４）。
【数５】
【００４６】
次に、時刻ｔにおける相対位置Ｐから最接近点Ｈまでの距離（Ｄ）を、以下の（６）式により求める。
【数６】
【００４７】
あるいは、時刻ｔにおける相対位置Ｐから最接近点Ｈまでの距離（Ｄ）は、飛翔体１と目標Ｔとの相対距離（Ｒ）を使用して、以下の（７）式で計算することも可能である（ステップＳ５）。
【数７】
【００４８】
また、求めた時刻ｔにおける相対位置Ｐから最接近点Ｈまでの距離（Ｄ）は、会合時刻ｔにおける相対座標系速度の大きさ、相対座標系加速度の大きさ及び会合時刻ｔから、以下の（８）式のように表される。
【数８】
【００４９】
この式を、以下の（９）式に示すように、時刻ｔについて解き、その時刻ｔの値を、会合時間とする（ステップＳ６）。
【数９】
【００５０】
但し、時刻Ｔにおける相対座標系加速度の大きさＡがゼロの場合は、以下の（９−１）式により時刻ｔの値を計算する。
【００５１】
ｔ＝Ｄ／Ｖ …（９−１）
上記式（９−１）にて計算した会合時間について、会合時間誤差の例を、図５および図６に示す。図５は、「飛翔体１は加速度なし、観測誤差なし」を想定しており、図６は、「飛翔体１は加速度あり、観測誤差なし」を想定している。
【００５２】
すなわち、図５および図６において、飛翔体１について、飛翔体１の会合点ｈまでの距離（横軸）に対する、上記（９−１）式により算出した会合時間Ｔoと実会合時間Ｔとの差ΔＴ（縦軸）を示したものである。
【００５３】
図５および図６に示したように、飛翔体１は、演算処理装置３の計算による会合時間Ｔoの算出値が、会合点ｈに近い位置に到達しても、実会合時間Ｔとの差ΔＴが殆ど生じないことを示している。
【００５４】
従って、この演算処理装置３により算出された会合時間Ｔoを、起爆装置６に供給したとき、起爆装置６は、弾頭の動作特性に即した適切な起爆時刻を設定し、その設定された起爆時刻に従って起爆回路を作動させることができる。それにより、飛翔体１は搭載した弾頭を効果的に起爆して、相手移動目標Ｔを的確に破壊させることができる。
【００５５】
なお、比較のため、図７および図８にそれぞれ従来方式による会合時間の誤差の例を示す。図７は、「飛翔体１は、加速度なし、観測誤差なし」を想定しており、図８は、「飛翔体１は、加速度あり、観測誤差なし」を想定している。
【００５６】
図７及び図８は、会合点ｈからの距離（横軸）に関し、上記式（Ｔｃ＝Ｒｃ／Ｖｃ）に基づく、従来の計算上の会合時間Ｔｃと実会合時間Ｔとの差ΔＴ（縦軸）を示した特性曲線である。
【００５７】
なお、図７及び図８はいずれも、観測上の誤差がなく、飛翔体１及び移動目標Ｔのいずれもマッハ１．２の速度で飛行し、会合点ｈにおいては離隔量４ｍを有しつつ、４５度の交戦角θで交差するものとし、また図７では、飛翔体１は加減速度はゼロで、図８では飛翔体１は−５Ｇの減速度を有して飛行するとして示したものである。
【００５８】
図７及び図８にも示したように、上記式（Ｔｃ＝Ｒｃ／Ｖｃ）に基づく計算上の会合時間Ｔｃと実会合時間Ｔとの差ΔＴは、飛翔体１（あるいは、移動目標Ｔ）が会合点ｈにごく接近した位置において顕著であり、また図８に示したように、飛翔体１が加減速度を有して飛翔している場合には、会合点ｈからやや離れた領域においても発生する。
【００５９】
つまり、図５および図６に示したように、本実施形態の予測計算によれば、飛翔体１と目標Ｔとの最接近点におけるミスディスタンスがゼロでない場合に最接近点に近づいても、会合時間の計算誤差は大きくならず、従来方式と比較して、より正確に会合時間を計算することが可能となる。また、飛翔体１に加速度がある場合に、最接近点から遠くても、会合時間の計算誤差は大きくならず、従来方式と比較して、より正確に会合時間を計算することが可能となる。
【００６０】
また、上記の予測計算で求まった時刻ｔを会合時間ｔ１として（１）式に代入すると、以下の（１０）式が成立する。この（１０）式により求まる相対位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を、飛翔体１と目標Ｔとの最接近点Ｈとする（ステップＳ７）。
【数１０】
【００６１】
時刻ｔ１における相対位置から原点までの距離（Ｍ）：ミスディスタンスは、以下の（１１）式により求める（ステップＳ８）。
【数１１】
【００６２】
飛翔体１と目標Ｔが最接近する前にビーム走査数を増大させることにより、データレートを向上させて、ビームを角度方向に走査すると図９に示すように目標Ｔの形状に従い、ビーム走査結果が得られ、目標Ｔを検出できる角度範囲（Δθ）を得る。
【００６３】
（ステップＳ９）
目標Ｔと飛翔体１の関係は図１０に示す関係となるので、目標Ｔを検出できる角度範囲（Δθ）と目標Ｔとの相対距離（Ｒ）から、目標Ｔ半径（Ｒｔ）を以下の（１２）式より、求める（ステップＳ１０）。
【００６４】
Ｒｔ＝Ｒ×Ｔａｎ−１（Δθ／２） ・・・（１２）
次に、先に求めたミスディスタンスＭが上記の目標Ｔ半径（Ｒｔ）を満足しているか否かを判断する（ステップＳ１１）。
【００６５】
判断結果に従って、先に求めたミスディスタンスＭが上記の目標Ｔ半径（Ｒｔ）を満足している場合には、直撃可能と判定する（ステップＳ１２）。
【００６６】
一方、満足していない場合は直撃不可能と判定する（ステップＳ１３）。
【００６７】
Ｍ（ミスディスタンス）≦Ｒｔ（目標Ｔ半径）
以上述べたように、本発明の飛翔体誘導装置によれば、ミスディスタンスを使用して会合時間を計算することができるので、ミスディスタンスがゼロとならない場合に、最接近点近くでも、従来方式よりも精度よく会合時間の計算を行うことができる。
【００６８】
また、飛翔体１に加速度がある場合に、最接近点から遠くても、従来方式よりも精度よく会合時間の計算を行うことができる。
【００６９】
上述のように、本実施形態による飛翔体誘導装置１０は、会合時間の計算時に、最接近点におけるミスディスタンスを計算し、その値を使用して会合時間の計算を行っている。
【００７０】
また、飛翔体１の加速度を考慮して会合時間の計算を行い、その会合時間に従って正確なミスディスタンスを求め、更に、目標Ｔの形状を認識して、目標半径を算出し、直撃できるかどうかを判定している。
【００７１】
つまり、本実施形態によれば、飛翔体１と目標Ｔとの最接近時におけるミスディスタンスがゼロでない場合に、最接近点の近くでも精度良く会合時間を計算することができ、飛翔体１に加速度がある場合に、最接近点から遠くても精度良く会合時間を計算することができ、最接近点から遠くても直撃できるどうかを判定することのできる飛翔体誘導装置１０が得られる。
【００７２】
また、シーカ２も、上記実施形態では、ミスディスタンスを、飛翔体１の半径でなく、目標Ｔの半径と比較し、飛翔体１が目標Ｔに会合するか否かを判定しているので、会合の有無を更に正確に判定できる効果が得られる。
【００７３】
なお、本発明は上記の実施形態のそのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係る飛翔体誘導装置の一実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】本発明に係る飛翔体誘導装置に用いられているシーカの制御の要部のブロック図。
【図３】飛翔体と目標に関する座標系の説明図。
【図４】本発明に係る飛翔体誘導装置の一実施形態の動作を示すフローチャート。
【図５】本発明に係る飛翔体誘導装置の一実施形態の会合時間誤差の例を示すグラフ。
【図６】本発明に係る飛翔体誘導装置の一実施形態の会合時間誤差の例を示すグラフ。
【図７】従来の飛翔体誘導装置の会合時間誤差の例を示すグラフ。
【図８】従来の飛翔体誘導装置の会合時間誤差の例を示すグラフ。
【図９】本発明に係る飛翔体誘導装置の一実施形態での、目標の形状に従ったビーム走査結果の説明図。
【図１０】本発明に係る飛翔体誘導装置の一実施形態での、目標と飛翔体の関係の説明図。
【図１１】従来の飛翔体誘導装置の飛翔体と目標との飛行動作の説明図。
【符号の説明】
【００７５】
１…飛翔体、２…シーカ、３…演算処理装置、４…操舵制御装置、５…操舵装置、６…起爆装置、１０…飛翔体誘導装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾頭を搭載して移動する目標との会合点に向けて飛翔する飛翔体を、移動する目標に向けて誘導する飛翔体誘導装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
飛翔体に搭載された弾頭を起爆させ、飛来する敵ミサイルや戦闘機等の相手移動目標を破壊しようとするとき、弾頭を搭載したミサイル等の飛翔体は、相手移動目標に命中するように飛翔体誘導装置によって誘導制御されている。
【０００３】
しかしながら、飛翔体誘導装置による誘導制御では、空中を高速飛行している相手方の移動目標に対し、ミサイル等の飛翔体を１００％命中するように誘導制御するのは容易でなく、飛翔体と移動目標とが、いわゆる離隔量（以下、本明細書では、ミスディスタンスという）を形成して、互いにすれ違うように交差してしまうことが多い。
【０００４】
そのため、飛翔体が移動目標に命中しない場合でも、相手方の移動目標を破壊させ、あるいはこれに多大な損傷を与えるには、飛翔体は、移動目標に最接近した位置、すなわち会合点近くに到達したタイミングで、弾頭を起爆させることが必要となる。
【０００５】
なお、弾頭の起爆動作特性は弾頭の種類によって異なることが多いから、弾頭の種類や性能に則した起爆タイミングを会合点への到達時刻（会合時間）に対応して個々に設定する必要がある。
【０００６】
通常、飛翔体誘導装置では、飛翔体と移動する目標との最接近点（会合点）までの経過時間である会合時間を計算式により算出して予測し、この予測した会合時間を基に、飛翔体の起爆タイミングを決定している。
【０００７】
会合時間の予測に用いる計算式のデータは、飛翔体に設けられているシーカ等の追尾装置により得られる目標の速度や位置等の目標情報から取得している。
【０００８】
また、会合時間の算出による予測に用いる計算式の一例としては、「飛翔体及び目標はそれぞれ直線の軌道を移動し、その軌道がある点で交差し、その交差する点までの経過時間がそれぞれ等しい。」という前提条件（仮定事項）を基に計算して予測している。すなわち飛翔体と目標の最接近点でのミスディスタンスがゼロという前提条件（仮定事項）で計算する方法が使用されている。
【０００９】
また、図１１に説明図を示したように、従来、飛翔体１及び移動している目標Ｔがいずれも等速度直線飛行を行い、たとえば４５度の交戦角θを形成し、会合点ｈでは離隔量を形成することなく飛翔体１が移動目標Ｔに命中すると仮定したとき、観測される両者間の相対距離Ｒｃ及び相対速度Ｖｃから、会合時間Ｔｃは、会合時間Ｔｃ＝（相対距離Ｒｃ／相対速度Ｖｃ）の計算式で求められることが知られている。（例えば、特許文献１参照）
また、飛翔体の加速度についても、加速度を有さない、すなわち加速度がゼロという前提条件（仮定事項）で計算する方法が使用されている例がある。（例えば特許文献２参照）
【特許文献１】特開平８−１７８５９８号公報
【特許文献２】特開平０４−０５９４９７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述に一例を示したように、従来方式の会合時間の予測計算の計算式では、ミスディスタンスはゼロであることが前提条件としている場合が多い。
【００１１】
すなわち、上述の図１１に示したように、飛翔体１と移動目標Ｔとがともに直線上を等速度で飛行している場合、飛翔体１が移動目標Ｔに衝突し命中するとしたときには、理論上、会合時間Ｔｃ＝（相対距離Ｒｃ／相対速度Ｖｃ）なる式が成立する。
【００１２】
従って、飛翔体１及び移動目標Ｔの双方の現在位置や速度等の運動状態の検出に観測上の誤差がないものとすれば、飛翔体１に搭載したパルスレーダ装置による、飛翔体１と移動目標Ｔとの間の相対距離Ｒｃや相対速度Ｖｃの観測値から、上記式による計算により、実会合時間に近い会合時間Ｔｃを得ることができる。
【００１３】
上記のように、上記式（Ｔｃ＝Ｒｃ／Ｖｃ）の成立条件は、飛翔体１及び移動している目標Ｔがともに直線上を等速度で飛行し、かつ、会合点ｈにおいて飛翔体１が移動目標２に命中して衝突することが前提である。
【００１４】
一般に、空中を飛行する飛翔体１や移動している目標Ｔには、重力や空力抵抗等の種々の外力が作用し、また両者ともに常に一定推力のもとで飛行しているとは限らないから、会合点に向けて飛行する飛翔体１と移動している目標Ｔとが共に、等速度直線飛行をしているものとは言い難い。もっとも、会合点ｈの間近の、例えば手前側数１０ｍ程度のごく短い区間領域に限れば、飛翔体１のみならず移動している目標Ｔも、直線上を等速度で移動していると見なすことができる。
【００１５】
しかしながら、上記式（Ｔｃ＝Ｒｃ／Ｖｃ）は、たとえ飛翔体１及び移動している目標Ｔの直線上を等速度飛行を行っているとしても、会合点ｈにおいて、両者がすれ違うことなく命中して衝突するという条件が満足してはじめて成立するものである。
【００１６】
つまり、実際には、飛翔体１の加速度等を考慮すると、「飛翔体１及び目標Ｔはそれぞれ直線の軌道を移動し、その軌道がある点で交差し、その交差する点までの経過時間がそれぞれ等しい。」という前提が成立しない場合がある。その結果、ミスディスタンスはゼロとならない場合が存在する。ミスディスタンスはゼロとならない場合、飛翔体１と目標Ｔとが最接近点に近づくほど、会合時間の計算値と実際の会合時間との誤差が大きくなってしまう。
【００１７】
また、従来方式のように飛翔体の加速度を考慮していないと、飛翔体に加速度がある場合には、飛翔体と目標が最接近点から遠いほど、会合時間の計算値と実際の会合時間との誤差が大きくなってしまう。
【００１８】
このため、飛翔体と目標との最接近時におけるミスディスタンスがゼロでない場合に、最接近点で、従来方式よりも精度良く会合時間を計算できる方策が望まれていた。
【００１９】
また、飛翔体に加速度がある場合に、最接近点から遠くても、従来方式よりも精度良く会合時間を計算できて、最接近点から遠くても、直撃できるどうかを判定する方策が望まれていた。
【００２０】
本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、飛翔体と目標との最接近時におけるミスディスタンスがゼロでない場合でも、最接近点の近くでも精度良く会合時間を計算することができ、飛翔体に加速度がある場合に、最接近点から遠くても精度良く会合時間を計算することができ、更に、飛翔体が目標に再接近する前に目標形状を認識、目標半径を検出し、最接近点から遠くても精度よく直撃できるどうかを判定することのできる飛翔体誘導装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の一態様によれば、
目標を追尾するセンサとして機能するシーカと、
このシーカで検出された目標を捕捉・追尾して飛翔体と該目標との会合点と会合時間を推定計算し、計算結果から所定時刻におけるミスディスタンスを求め、求めたミスディスタンスと前記シーカからの検出情報から算出して目標を検出できる角度範囲と比較して誘導信号を生成する演算処理装置と、
この演算処理装置で生成された前記誘導信号に基づいて前記飛翔体自体を前記目標に向けることにより該目標を追尾する前記飛翔体の操舵を行う操舵制御装置により制御される操舵装置と、
前記演算処理装置で推定計算された会合点近傍で爆薬の起爆タイミングを決定する起爆装置とを搭載した飛翔体誘導装置であって、
前記演算処理装置は、前記飛翔体の位置を基準とする相対座標系において、等速加速度直線運動する前記飛翔体と等速直線運動する前記目標との会合点と会合時間を推定計算することを特徴とする飛翔体誘導装置が提供される。
【００２２】
また、前記演算処理装置は、前記ミスディスタンスと前記目標を検出できる角度範囲と比較して、前記ミスティスタンスの方が小さい場合か等しい場合に直撃可能との誘導信号を生成することを特徴とする飛翔体誘導装置が提供される。
【００２３】
また、前記演算処理装置は、前記ミスディスタンスと前記目標を検出できる角度範囲と比較して、前記ミスティスタンスの方が大きい場合に直撃不可能と判定することを特徴とする飛翔体誘導装置が提供される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の実施形態によれば、飛翔体と目標との最接近時におけるミスディスタンスがゼロでない場合に、最接近点の近くでも、精度良く会合時間を計算することができる。それにより、飛翔体に加速度がある場合に、最接近点から遠くても精度良く会合時間を計算することができ、最接近点から遠くても直撃できるどうかを判定することのできる飛翔体誘導装置が得られる。
【００２５】
しかも、ミスディスタンスを、飛翔体の半径でなく、目標の半径と比較し、飛翔体が目標に会合するか否かを判定しているので、会合の有無を更に正確に判定できる効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施するための最良の形態の一例を、図面参照して説明する。
【００２７】
図１は本発明に係る飛翔体誘導装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【００２８】
飛翔体誘導装置１０は、飛翔体１に、目標Ｔ（例えば、図１１で示した）を追尾するセンサとして機能するシーカ２、このシーカ２で検出された目標Ｔを捕捉・追尾して当該飛翔体１と目標Ｔとの会合時間と会合点を推定計算し、さらに、所定時刻におけるミスディスタンスを求め、そして、シーカ２からの検出情報から算出して目標Ｔを検出できる角度範囲を求め、さらに、この角度範囲とミスディスタンスとの比較結果に応じて誘導信号を生成する演算処理装置３、この演算処理装置３で生成された誘導信号に基づいて、飛翔体１自体を目標に向けることにより目標Ｔを追尾する飛翔体１の操舵を行うために操舵制御装置４により制御されている操舵装置５、および、演算処理装置３で推定計算された会合点近傍で効果的に爆薬の起爆タイミングを決定する起爆装置６を搭載して構成されている。
【００２９】
シーカ２は、その制御の要部を図２にブロック図を示したように、例えば、飛翔体１の弾頭部に搭載されている電波シーカで、目標Ｔに向けてビームを照射し目標Ｔからの反射電波に基づいて誘導信号を生成する。つまり、レーダ送信部２ａからサーキュレータ２ｂおよびアンテナ２ｃを介して、レーダ電波が目標（図示せず）に向け照射される。目標Ｔからの反射波は、アンテナ２ｃ、サーキュレータ２ｂを介してレーダ受信部２ｄにて受信され、受信信号が演算処理装置３の測角処理部３ａに与えられる。測角処理部３ａでは、与えられた受信信号よりレーダビームと目標とのなす角（誤差角：レーダ測角信号）εが算出される。
【００３０】
なお、シーカ２は電波シーカの他に、赤外線シーカを用いることもできる。
【００３１】
操舵装置５は操舵制御装置４により制御され、飛翔体１の胴体外周面から機体軸と直交する方向等，外方向に複数本の駆動軸を突出させて設け、この駆動軸の先端部に固定され、駆動軸の軸心まわりの回動により、飛翔時の大気方向に対する角度、いわゆる、舵角を変更できるようにした操舵翼の制御している。この制御により、操舵翼に発生する空気力を舵角の変更によって変え、飛翔体１の姿勢制御を行わせ、目標に向けて飛翔させることができるようにしている。
【００３２】
つまり、操舵装置５を設けた飛翔体１は、操舵制御装置４により胴体内部に設置した駆動手段としてのサーボ装置によって、駆動される駆動軸の軸心まわりの回動量を制御する。それにより、駆動軸の先端部に固着され、胴体外周面から、例えば十字状に突出させた、操舵翼のそれぞれの飛翔時における大気方向に対する角度である舵角を制御している。それらの制御により、大気方向に対する角度を変動させ、この舵角が変動した操舵翼に発生する空気力を制御することによって、飛翔体１の姿勢を急速に変え、飛翔体１が目標Ｔに向けて飛翔できる。
【００３３】
起爆装置６は、起爆信号発生回路（不図示）より送られた起爆信号を火薬の発火エネルギーに変えて出力する。弾頭（不図示）は起爆装置６からの発火エネルギーにより爆発し、爆風圧力を発生させるとともに破片を生成する。弾頭の爆発により発生した爆風圧力と生成した破片により目標Ｔの内部機器を破壊する。
【００３４】
つまり、飛翔体１は目標Ｔの方向に誘導飛翔し、目標Ｔに命中する。飛翔体１が目標Ｔに命中すると目標Ｔの外板を貫通し、貫通後の存速にて目標Ｔの内部へ進入する。目標Ｔの内部へ進入した飛翔体１は目標Ｔに命中した時間を基準時間として、一定時間だけタイミングを遅らせて爆発し、爆風圧力及び破片の効果により目標Ｔの内部機器を破壊する。
【００３５】
次に、上述の構成の飛翔体誘導装置１０の動作について説明する。
【００３６】
なお、飛翔体誘導装置１０は動作の際に、以下の２つを前提条件としている。（１）目標Ｔ及び飛翔体１の運動については、目標Ｔに関しては等速直線運動とし、飛翔体１に関しては等加速度直線運動とする。（２）目標Ｔの半径をＲｔとしている。
【００３７】
まず、図３を参照して飛翔体１と目標Ｔに関する座標系について説明する。なお、図３において、横軸は水平距離、縦軸は原点Ｏからの距離（二次元の場合は高度）を示しており、つまり、点Ｏは飛翔体１位置に相当する原点、点Ｐは目標Ｔの相対位置（ｘ，ｙ，ｚ）、点Ｈは目標Ｔに対する飛翔体１の最接近点、Ｖは目標Ｔの相対座標系速度ベクトル、Ｖｄは飛翔体１及び目標Ｔ間の相対速度ベクトル、Ｄは目標Ｔ位置−最接近点間距離（ＰＨ間距離）、Ｒは飛翔体１及び目標Ｔ間の相対距離（ＯＰ間距離）、Ｍは飛翔体１及び最接近点間のミスディスタンス（ＯＨ間距離）を表している。
【００３８】
次に、以下、図４に示したフローチャートに沿って、図３で示した座標系を用いて、予測計算の流れを説明する。
【００３９】
まず、目標Ｔの相対位置Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）は（１）式のように定義する。この目標位置Ｐの時間経過に伴う移動については、ここでは直線上を移動するものと見なし、以下のような直線の式で表現するものとする（ステップＳ１）。
【００４０】
これは、飛翔体１に直線方向の加速度がある場合には、この目標位置Ｐの移動は厳密には直線上とはならないが、実際に起爆装置６により起爆を実施する領域内であれば、直線と見なすことによる誤差は少ないためである。
【数１】
【００４１】
（１）式の直線と原点Ｏ（飛翔体１の位置）から（１）式へ下ろした垂線との交点Ｈ（最接近点）の座標を、以下のように表す。ここで、ｔ０は最接近点Ｈに至る時刻を表している。
【００４２】
Ｈ座標：（Ｖｘ・ｔ０ ＋Ｘ，Ｖｙ・ｔ０ ＋Ｙ，Ｖｚ・ｔ０ ＋Ｚ）
（１）式の直線と原点Ｏから、（１）式の直線に下ろした垂線への交点をＨとし、原点Ｏを通り、Ｈ座標を通るベクトル（ＯＨ）は、以下の（２）式で表現すことができる（ステップＳ２）。
【数２】
【００４３】
（１）式の直線の方向ベクトルと（２）式のベクトルとは互いに直交するので、その内積結果はゼロとなり、以下の（３）式のように表現できる。
【数３】
【００４４】
上記の（３）式について、ｔ０について解くと、以下の（４）式として表現することができる（ステップＳ３）。
【数４】
【００４５】
求めた相対時刻ｔ０の値を（１）式に代入すると以下の（５）式となる。この（５）式により求まる相対位置Ｐの座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）を、飛翔体１と目標Ｔとの最接近点Ｈとする（ステップＳ４）。
【数５】
【００４６】
次に、時刻ｔにおける相対位置Ｐから最接近点Ｈまでの距離（Ｄ）を、以下の（６）式により求める。
【数６】
【００４７】
あるいは、時刻ｔにおける相対位置Ｐから最接近点Ｈまでの距離（Ｄ）は、飛翔体１と目標Ｔとの相対距離（Ｒ）を使用して、以下の（７）式で計算することも可能である（ステップＳ５）。
【数７】
【００４８】
また、求めた時刻ｔにおける相対位置Ｐから最接近点Ｈまでの距離（Ｄ）は、会合時刻ｔにおける相対座標系速度の大きさ、相対座標系加速度の大きさ及び会合時刻ｔから、以下の（８）式のように表される。
【数８】
【００４９】
この式を、以下の（９）式に示すように、時刻ｔについて解き、その時刻ｔの値を、会合時間とする（ステップＳ６）。
【数９】
【００５０】
但し、時刻Ｔにおける相対座標系加速度の大きさＡがゼロの場合は、以下の（９−１）式により時刻ｔの値を計算する。
【００５１】
ｔ＝Ｄ／Ｖ …（９−１）
上記式（９−１）にて計算した会合時間について、会合時間誤差の例を、図５および図６に示す。図５は、「飛翔体１は加速度なし、観測誤差なし」を想定しており、図６は、「飛翔体１は加速度あり、観測誤差なし」を想定している。
【００５２】
すなわち、図５および図６において、飛翔体１について、飛翔体１の会合点ｈまでの距離（横軸）に対する、上記（９−１）式により算出した会合時間Ｔoと実会合時間Ｔとの差ΔＴ（縦軸）を示したものである。
【００５３】
図５および図６に示したように、飛翔体１は、演算処理装置３の計算による会合時間Ｔoの算出値が、会合点ｈに近い位置に到達しても、実会合時間Ｔとの差ΔＴが殆ど生じないことを示している。
【００５４】
従って、この演算処理装置３により算出された会合時間Ｔoを、起爆装置６に供給したとき、起爆装置６は、弾頭の動作特性に即した適切な起爆時刻を設定し、その設定された起爆時刻に従って起爆回路を作動させることができる。それにより、飛翔体１は搭載した弾頭を効果的に起爆して、相手移動目標Ｔを的確に破壊させることができる。
【００５５】
なお、比較のため、図７および図８にそれぞれ従来方式による会合時間の誤差の例を示す。図７は、「飛翔体１は、加速度なし、観測誤差なし」を想定しており、図８は、「飛翔体１は、加速度あり、観測誤差なし」を想定している。
【００５６】
図７及び図８は、会合点ｈからの距離（横軸）に関し、上記式（Ｔｃ＝Ｒｃ／Ｖｃ）に基づく、従来の計算上の会合時間Ｔｃと実会合時間Ｔとの差ΔＴ（縦軸）を示した特性曲線である。
【００５７】
なお、図７及び図８はいずれも、観測上の誤差がなく、飛翔体１及び移動目標Ｔのいずれもマッハ１．２の速度で飛行し、会合点ｈにおいては離隔量４ｍを有しつつ、４５度の交戦角θで交差するものとし、また図７では、飛翔体１は加減速度はゼロで、図８では飛翔体１は−５Ｇの減速度を有して飛行するとして示したものである。
【００５８】
図７及び図８にも示したように、上記式（Ｔｃ＝Ｒｃ／Ｖｃ）に基づく計算上の会合時間Ｔｃと実会合時間Ｔとの差ΔＴは、飛翔体１（あるいは、移動目標Ｔ）が会合点ｈにごく接近した位置において顕著であり、また図８に示したように、飛翔体１が加減速度を有して飛翔している場合には、会合点ｈからやや離れた領域においても発生する。
【００５９】
つまり、図５および図６に示したように、本実施形態の予測計算によれば、飛翔体１と目標Ｔとの最接近点におけるミスディスタンスがゼロでない場合に最接近点に近づいても、会合時間の計算誤差は大きくならず、従来方式と比較して、より正確に会合時間を計算することが可能となる。また、飛翔体１に加速度がある場合に、最接近点から遠くても、会合時間の計算誤差は大きくならず、従来方式と比較して、より正確に会合時間を計算することが可能となる。
【００６０】
また、上記の予測計算で求まった時刻ｔを会合時間ｔ１として（１）式に代入すると、以下の（１０）式が成立する。この（１０）式により求まる相対位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を、飛翔体１と目標Ｔとの最接近点Ｈとする（ステップＳ７）。
【数１０】
【００６１】
時刻ｔ１における相対位置から原点までの距離（Ｍ）：ミスディスタンスは、以下の（１１）式により求める（ステップＳ８）。
【数１１】
【００６２】
飛翔体１と目標Ｔが最接近する前にビーム走査数を増大させることにより、データレートを向上させて、ビームを角度方向に走査すると図９に示すように目標Ｔの形状に従い、ビーム走査結果が得られ、目標Ｔを検出できる角度範囲（Δθ）を得る。
【００６３】
（ステップＳ９）
目標Ｔと飛翔体１の関係は図１０に示す関係となるので、目標Ｔを検出できる角度範囲（Δθ）と目標Ｔとの相対距離（Ｒ）から、目標Ｔ半径（Ｒｔ）を以下の（１２）式より、求める（ステップＳ１０）。
【００６４】
Ｒｔ＝Ｒ×Ｔａｎ−１（Δθ／２） ・・・（１２）
次に、先に求めたミスディスタンスＭが上記の目標Ｔ半径（Ｒｔ）を満足しているか否かを判断する（ステップＳ１１）。
【００６５】
判断結果に従って、先に求めたミスディスタンスＭが上記の目標Ｔ半径（Ｒｔ）を満足している場合には、直撃可能と判定する（ステップＳ１２）。
【００６６】
一方、満足していない場合は直撃不可能と判定する（ステップＳ１３）。
【００６７】
Ｍ（ミスディスタンス）≦Ｒｔ（目標Ｔ半径）
以上述べたように、本発明の飛翔体誘導装置によれば、ミスディスタンスを使用して会合時間を計算することができるので、ミスディスタンスがゼロとならない場合に、最接近点近くでも、従来方式よりも精度よく会合時間の計算を行うことができる。
【００６８】
また、飛翔体１に加速度がある場合に、最接近点から遠くても、従来方式よりも精度よく会合時間の計算を行うことができる。
【００６９】
上述のように、本実施形態による飛翔体誘導装置１０は、会合時間の計算時に、最接近点におけるミスディスタンスを計算し、その値を使用して会合時間の計算を行っている。
【００７０】
また、飛翔体１の加速度を考慮して会合時間の計算を行い、その会合時間に従って正確なミスディスタンスを求め、更に、目標Ｔの形状を認識して、目標半径を算出し、直撃できるかどうかを判定している。
【００７１】
つまり、本実施形態によれば、飛翔体１と目標Ｔとの最接近時におけるミスディスタンスがゼロでない場合に、最接近点の近くでも精度良く会合時間を計算することができ、飛翔体１に加速度がある場合に、最接近点から遠くても精度良く会合時間を計算することができ、最接近点から遠くても直撃できるどうかを判定することのできる飛翔体誘導装置１０が得られる。
【００７２】
また、シーカ２も、上記実施形態では、ミスディスタンスを、飛翔体１の半径でなく、目標Ｔの半径と比較し、飛翔体１が目標Ｔに会合するか否かを判定しているので、会合の有無を更に正確に判定できる効果が得られる。
【００７３】
なお、本発明は上記の実施形態のそのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係る飛翔体誘導装置の一実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】本発明に係る飛翔体誘導装置に用いられているシーカの制御の要部のブロック図。
【図３】飛翔体と目標に関する座標系の説明図。
【図４】本発明に係る飛翔体誘導装置の一実施形態の動作を示すフローチャート。
【図５】本発明に係る飛翔体誘導装置の一実施形態の会合時間誤差の例を示すグラフ。
【図６】本発明に係る飛翔体誘導装置の一実施形態の会合時間誤差の例を示すグラフ。
【図７】従来の飛翔体誘導装置の会合時間誤差の例を示すグラフ。
【図８】従来の飛翔体誘導装置の会合時間誤差の例を示すグラフ。
【図９】本発明に係る飛翔体誘導装置の一実施形態での、目標の形状に従ったビーム走査結果の説明図。
【図１０】本発明に係る飛翔体誘導装置の一実施形態での、目標と飛翔体の関係の説明図。
【図１１】従来の飛翔体誘導装置の飛翔体と目標との飛行動作の説明図。
【符号の説明】
【００７５】
１…飛翔体、２…シーカ、３…演算処理装置、４…操舵制御装置、５…操舵装置、６…起爆装置、１０…飛翔体誘導装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標を追尾するセンサとして機能するシーカと、
このシーカで検出された目標を捕捉・追尾して飛翔体と該目標との会合点と会合時間を推定計算し、計算結果から所定時刻におけるミスディスタンスを求め、求めたミスディスタンスと前記シーカからの検出情報から算出して目標を検出できる角度範囲と比較して誘導信号を生成する演算処理装置と、
この演算処理装置で生成された前記誘導信号に基づいて前記飛翔体自体を前記目標に向けることにより該目標を追尾する前記飛翔体の操舵を行う操舵制御装置により制御される操舵装置と、
前記演算処理装置で推定計算された会合点近傍で爆薬の起爆タイミングを決定する起爆装置とを搭載した飛翔体誘導装置であって、
前記演算処理装置は、前記飛翔体の位置を基準とする相対座標系において、等速加速度直線運動する前記飛翔体と等速直線運動する前記目標との会合点と会合時間を推定計算することを特徴とする飛翔体誘導装置。
【請求項２】
前記演算処理装置は、前記ミスディスタンスと前記目標を検出できる角度範囲と比較して、前記ミスティスタンスの方が小さい場合か等しい場合に直撃可能との誘導信号を生成することを特徴とする請求項１記載の飛翔体誘導装置。
【請求項３】
前記演算処理装置は、前記ミスディスタンスと前記目標を検出できる角度範囲と比較して、前記ミスティスタンスの方が大きい場合に直撃不可能と判定することを特徴とする請求項１記載の飛翔体誘導装置。
【請求項１】
目標を追尾するセンサとして機能するシーカと、
このシーカで検出された目標を捕捉・追尾して飛翔体と該目標との会合点と会合時間を推定計算し、計算結果から所定時刻におけるミスディスタンスを求め、求めたミスディスタンスと前記シーカからの検出情報から算出して目標を検出できる角度範囲と比較して誘導信号を生成する演算処理装置と、
この演算処理装置で生成された前記誘導信号に基づいて前記飛翔体自体を前記目標に向けることにより該目標を追尾する前記飛翔体の操舵を行う操舵制御装置により制御される操舵装置と、
前記演算処理装置で推定計算された会合点近傍で爆薬の起爆タイミングを決定する起爆装置とを搭載した飛翔体誘導装置であって、
前記演算処理装置は、前記飛翔体の位置を基準とする相対座標系において、等速加速度直線運動する前記飛翔体と等速直線運動する前記目標との会合点と会合時間を推定計算することを特徴とする飛翔体誘導装置。
【請求項２】
前記演算処理装置は、前記ミスディスタンスと前記目標を検出できる角度範囲と比較して、前記ミスティスタンスの方が小さい場合か等しい場合に直撃可能との誘導信号を生成することを特徴とする請求項１記載の飛翔体誘導装置。
【請求項３】
前記演算処理装置は、前記ミスディスタンスと前記目標を検出できる角度範囲と比較して、前記ミスティスタンスの方が大きい場合に直撃不可能と判定することを特徴とする請求項１記載の飛翔体誘導装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−４５８６１（Ｐ２００８−４５８６１Ａ）
【公開日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２４４７９（Ｐ２００６−２２４４７９）
【出願日】平成１８年８月２１日（２００６．８．２１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２１日（２００６．８．２１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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