СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ГРУППОВОЙ ЦЕЛИ ДЛЯ ЕЕ ОБСТРЕЛА Российский патент 2010 года по МПК F41G3/00 

Изобретение относится к области стрельбы и управления огнем артиллерии.

Групповой объект поражения огнем артиллерии или ударами ракет состоит из отдельных целей, различных, как правило, по размерам, важности, уязвимости, степени защищенности и расположенных на некоторой ограниченной территории. Поражение каждой из этих целей достигается в общем случае при различном расходе боеприпасов, а иногда и при различном способе обстрела, порядке ведения огня на поражение или применением боеприпасов различных видов. Безусловно, точное знание характера и положения каждой из целей, входящих в состав групповой, позволит нанести объекту максимальное поражение при фиксированном расходе боеприпасов либо достичь заданную степень поражения с минимальным расходом боеприпасов. Именно допущение о том, что характер, координаты и степень защищенности каждой отдельной цели из состава групповой известны, положено в основу равномерно-оптимальной стратегии обстрела групповой цели. Однако существующие средства разведки не позволяют достоверно определять координаты отдельных целей из состава групповой ненаблюдаемой цели. Теоретически эти данные могут быть получены воздушным фотографированием, однако практика показывает, что оперативность получения такой информации не соответствует современным взглядам на ведение высокоманевренных боевых действий. Воздушная и оптическая разведка могут предоставить наиболее полные сведения об объектах поражения, однако даже эти виды разведки не могут гарантировать вскрытие всех отдельных целей из состава групповой. Определение размеров групповой цели в перечисленных случаях осуществляется в соответствии с требованиями Правил стрельбы и управления огнем (ПС и УО-96) в следующей последовательности: все входящие в состав групповой отдельные цели описывают прямоугольником со сторонами, проходящими через крайние отдельные цели параллельно и перпендикулярно направлению стрельбы; за координаты центра групповой цели принимают координаты центра прямоугольника. При дешифрировании аэрофотоснимка за фронт принимается больший размер, а за глубину - меньший. Каким образом цель ориентирована относительно плоскости стрельбы, в этом случае не учитывают. На средства поражения поступает информация о координатах, высоте цели, ее фронте и глубине. При определении установок для стрельбы и способа обстрела цели делается допущение о том, что фронт цели расположен перпендикулярно плоскости стрельбы. Поскольку реальное положение фронта и глубины цели относительно плоскости стрельбы неизвестно, ошибки при определении способа обстрела цели могут приводить к тому, что более 50% ее площади окажется необстрелянной, а обстреливаться будут участки, на которых отдельные цели отсутствуют. При ведении разведки огневых позиций стреляющих батарей информация о положении отдельных орудий может быть получена с помощью радиолокационного комплекса (РЛК) типа "Зоопарк", однако всегда остается неизвестным, какое именно орудие засечено. Если реальные фронт и глубина цели не определены (засечено одно орудие), в соответствии с Правилами стрельбы и управления огнем артиллерии (ПС и УО-96) их принимают равными 150 или 200 м, в зависимости от дальности стрельбы, и ориентируют фронт цели перпендикулярно направлению стрельбы.

Если засечка цели осуществляется средствами оптической разведки или группой специального назначения (ГСП), то положение фронта и глубины цели осуществляется относительно направления на средство разведки (линии наблюдения). Это направление, как правило, существенно отличается от направления стрельбы. Положение ГСН (средства разведки) командиру, принимающему решение на поражение цели, как правило, не известно. Для правильного назначения расхода снарядов и способа обстрела цели, а также назначения точек прицеливания при пусках ракет и применении орудий с автоматизированной системой управления наведением орудия (АСУНО) необходимо знать координаты центра групповой цели и ее размеры относительно направления стрельбы (пуска).

Известна автоматизированная система управления наведения и огнем боевой машины реактивной системы залпового огня (патент РФ № 2167380). Для ее работы используется автономная топогеодезическая привязка и ориентирование боевой машины, автономный расчет установок стрельбы и данных полетного задания по координатам точек прицеливания, бесприцельного наведения пакета направляющих. Система автономного ориентирования определяет начальный азимут, а навигационная аппаратура - начальные координаты боевой машины. После этого система навигации непрерывно определяет местоположение и ориентацию боевой машины, отображаемые системой, на фоне топографической карты. После получения целеуказания через блок приема-передачи данных, система также отображает дальность до цели и направление заезда на стартовую позицию. На стартовой позиции система определяет заданные углы наведения для текущих координат боевой машины. Система непрерывно определяет рассогласования с текущими углами наведения. Приводы наведения по этим рассогласованиям осуществляются наведением пакета направляющих. Недостатком данной системы является ее сложность, высокая стоимость, ограниченность применения. При этом точки прицеливания для каждой боевой машины определяются в пределах фронта и глубины цели, которые принимаются ориентированными перпендикулярно и параллельно плоскости стрельбы. Реальное их положение при этом остается неизвестным.

Наиболее близким к предложенному способу является способ обстрела площадных целей (см. «Правила стрельбы и управления огнем артиллерии (ПСиУО-96), введенные в действие приказом главнокомандующего сухопутными войсками от 19.12.97 г. № 208». Ч.1, 1998 г. Статьи 190, 191). В данном способе батарея может вести огонь на трех установках прицела и на одной или двух установках угломера только по условному прямоугольнику. На двух установках угломера стрельбу ведут, если интервал веера превышает 25 метров при поражении укрытых и бронированных целей и 50 метров - открытых небронированных целей. При стрельбе на поражение групповых или отдельных целей батареей назначают скачок прицела или величину шкалы равными 1/3 глубины цели с округлением в большую сторону до целых делений прицела; интервал веера, равным ширине фронта цели, деленной на число орудий в батарее.

Таким образом, в соответствии с ПС и УО-96 при определении координат и размеров групповой цели все разведанные в ее составе отдельные цели описывают прямоугольником со сторонами, проходящими через крайние отдельные цели параллельно и перпендикулярно направлению стрельбы. За центр групповой ненаблюдаемой цели принимают центр прямоугольника. За размеры цели по фронту и глубине принимают соответствующие размеры сторон полученного прямоугольника.

Недостатки указанного способа состоят в следующем.

Приведенный способ обстрела групповой цели, точнее способ определения координат центра и размеров групповой цели, оправдан в том случае, когда известно направление стрельбы (пуска). Однако в подавляющем большинстве случаев силы и средства, ведущие разведку, не взаимодействуют напрямую со средствами поражения и определяют размеры цели относительно линии наблюдения. Полученные в разведдонесении (команде на поражение цели) размеры групповой цели принимаются для подготовки огня без изменений. При этом делается допущение, что фронт цели ориентирован перпендикулярно направлению стрельбы (пуска).

Направление стрельбы (пусков), как показывает практика, не совпадает с линией наблюдения средств разведки. В этом случае при принятии цели к поражению могут допускаться существенные ошибки, приводящие, с одной стороны, к перерасходу боеприпасов, а с другой - к тому, что значительная часть площади групповой цели может оказаться непораженной

Расход боеприпасов при обстреле данным способом является завышенным.

Задачей предлагаемого изобретения является при сравнительно низких затратах повышение эффективности стрельбы артиллерийских подразделений с закрытых огневых позиций.

Техническим результатом изобретения является то, что во всех случаях средствами разведки определяются координаты центра цели и ее размеры (фронт и глубина) относительно выделенного направления противоположных сторон света, например, ЮГ-СЕВЕР. В таком виде информация о групповых объектах поражения циркулирует между общевойсковыми пунктами управления разведкой (ПУР) и пунктами управления артиллерийской разведкой (ПУАР) всех уровней. Эти же размеры и координаты передаются формализованным сообщением на средства поражения и пересчитываются относительно направления стрельбы (пуска). Расход боеприпасов и способ обстрела определяют по рассчитанным относительно направления стрельбы размерам цели.

Технический результат достигается тем, что в способе определения параметров групповой цели для ее обстрела, включающем определение координат и размеров групповой цели, описывание всех элементарных целей в ее составе прямоугольником для прицеливания средств поражения, определяют координаты элементарных целей в составе групповой, их дальность, дирекционный угол и угол места каждой элементарной цели, после чего определяют фронт и глубину групповой цели относительно одного выделенного направления противоположных сторон света как разность максимального и минимального значений координаты, определяют координаты центра групповой цели и среднюю высоту групповой цели и полученные данные передают формализованным сообщением на средства поражения и преобразуют их относительно направления стрельбы.

Кроме того, преобразование полученных средствами поражения данных выполняют в следующей последовательности: определяют дирекционные углы со средства поражения на левую и правую вершины прямоугольника, описывающего цель относительно выделенного направления; определяют абсолютную величину разности дирекционных углов на левую и правую вершины прямоугольника, описывающего цель, относительно выделенного направления, определяют дальность до ближней и дальней границы цели относительно средства поражения, а также фронт и глубину групповой цели для средств поражения, при этом оставляя координаты центра и высоту групповой цели неизменными.

Кроме того, точки прицеливания для каждого орудия при автоматизированной системе наведения орудия определяют в автоматизированном режиме в пределах реально определенной площади цели.

Таким образом, предложен достаточно универсальный способ обстрела групповой цели с определением координат и размеров групповой цели, обеспечивающий возможность автоматизировать процесс обработки результатов ведения разведки, обмена разведывательной информацией в автоматизированном режиме между разведывательными органами независимо от их организационной принадлежности, способа подготовки и передачи целеуказаний на средства поражения. Однозначное понимание ориентирования фронта и глубины групповой цели обеспечивает возможность корректного обмена разведывательной информацией между разведывательными органами различных видов вооруженных сил и родов войск.

В результате использования предложенного технического решения эффективность стрельбы артиллерии повышается за счет:

оперативного получения объективной информации об объекте поражения;

достоверных данных о размерах цели;

возможности назначения наивыгоднейшего в сложившейся ситуации способа обстрела цели;

сокращения времени подготовки огня (удара) за счет автоматизации процесса решения задачи определения координат и размеров принятой к поражению цели, параметров способа обстрела (назначению точек прицеливания исходя из реальных размеров цели при наличии АСУ НО);

исключения наличия непоражаемых участков цели за счет некоторого увеличения принятых к поражению размеров цели, возникающего при перерасчете размеров цели относительно направления стрельбы (в случае отсутствия АСУНО).

Предложенное техническое решение реализуется следующим образом.

Оборудование для различного вида измерений, приеморадиопередач, обработки данных, прицеливания и т.д. используется стандартное, в частности дальномеры, быстродействующие компьютеры, приемопередающие станции и т.п.

Разведывательное подразделение засекает элементарные цели из состава групповой с помощью штатных средств и определяет их прямоугольные координаты и высоту (X,Y,h) или полярные, дальность (Д), дирекционный угол (а) и угол места (е) каждой элементарной цели. В последнем случае путем решения прямой геодезической задачи относительно средств разведки определяют прямоугольные координаты X, Y и высоту h - каждой отдельной засеченной цели из состава групповой цели.

Определяют фронт и глубину групповой цели относительно направления ЮГ-СЕВЕР как разность максимального и минимального значения координаты по соответствующим осям (X и Y).

Значения координаты центра групповой цели определяют из соотношений

X_c=(X_max-X_min)/2

Y_c=(Y_max-Y_min)/2

где X_min - минимальное значение координаты по оси X,

Y_min - минимальное значение координаты по оси Y,

X_max - максимальное значение координаты по оси X,

Y_max - максимальное значение координаты по оси Y.

Определяют среднюю высоту групповой цели как среднее арифметическое значение абсолютных высот отдельных целей.

При нахождении отдельных целей в различных зонах предварительно производят перерасчет их координат в одну зону.

Готовят донесение на ПУР (ПУАР, средство поражения), в котором указывают:

номер цели, наименование (характер) цели, дополнительные сведения (защищенность отдельных целей, их количество и характер, возможные действия и т.д.), координаты (X, Y) и высоту (h) центра групповой цели, значения фронта (Ф) и глубины (Г) групповой цели, ориентированной в направлении ЮГ-СЕВЕР, и передают это донесение.

После передачи разведдонесения на средства поражения обрабатывают данные по фронту и глубине групповой цели относительно направления стрельбы. Обработку производят в следующей последовательности.

При наличии АСУНО, в зависимости от характера цели назначают точки прицеливания для каждого орудия в пределах реальной площади цели исходя из рекомендованных ПС и УО -96 расстояний между точками прицеливания (25 м при стрельбе по укрытым и бронированным целям, 50 м - при стрельбе по открыто расположенным целям).

При отсутствии АСУНО определяют дирекционные углы α_л(п)со средства поражения на левую и правую вершины прямоугольника, описывающего цель, относительно направления ЮГ-СЕВЕР следующим образом.

Определяют разность координат средства поражения (Х_сп, Y_сп) и левой (правой) вершины прямоугольника (Х_л(п), Y_л(п)), описывающего цель, относительно направления ЮГ-СЕВЕР ΔХ и ΔY

ΔХ_л(п)=Х_сп-Х_л(п);

ΔY_л(п)=Y_сп-Y_л(п);

дирекционные углы α_л(п) в зависимости от направления стрельбы рассчитываются по следующим зависимостям:

если ΔY_л(п)>0 и ΔХ_л(п)>0, то α_л(п)=arctan(ΔY_л(п)/ΔХ_л(п));

если ΔY_л(п) 0 и ΔХ_л(п)<0, то α_л(п)=180°-arctan(ΔY_л(п)/ΔХ_л(п));

если ΔY_л(п)<0 и ΔХ_л(п)>0, то α_л(п)=360°-arctan(ΔY_л(п)/ΔХ_л(п));

если ΔY_л(п)<0 и ΔХ_л(п)<0, то α_л(п)=180°+arctan(ΔY_л(п)/ΔХ_л(п)).

Определяют абсолютную величину разности дирекционных углов на левую и правую вершины прямоугольника, описывающего цель, относительно направления ЮГ-СЕВЕР, по соотношениям:

dir=α_п-α_л,

если dir<0, то dir=α_п-α_л+360°

Определяют дальность до ближней границы цели относительно средства поражения из соотношения

,

где X_б и Y_б - значения прямоугольных координат ближней относительно средства поражения вершины прямоугольника, описывающего групповую цель, ориентированного в направлении ЮГ-СЕВЕР,

Х_оп и Y_оп - значения прямоугольных координат средств поражения,

D_б - определяемая дальность до ближней границы цели.

Определяют дальность до дальней границы, по формуле

,

где X_д и Y_д - значения прямоугольных координат дальней относительно средства поражения вершины прямоугольника, описывающего групповую цель, ориентированного в направлении ЮГ-СЕВЕР,

D_Д - определяемая дальность до дальней границы цели.

Фронт и глубину групповой цели для средств поражения определяют по следующим зависимостям:

,

Г=D_Д-D_б,

где Г и Ф - глубина и фронт групповой цели относительно средств поражения,

dir - разность дирекционных углов на крайние левую и правую точки групповой цели относительно направления ЮГ-СЕВЕР,

Координаты центра и высота групповой цели остаются неизменными.

В соответствии с приведенным выше способом составляют программное обеспечение, позволяющее определять фронт, глубину и площадь поражаемой групповой цели как относительно разведывательного подразделения, так и относительно огневой позиции.

Расчеты показывают, что при наихудшем варианте выполнения огневой задачи, когда направление стрельбы отличается от направления главных осей Х (У) на 7-50 делений, ошибка в определении размеров типовой групповой цели может достигать 50%, а в остальных случаях такая ошибка не будет превосходить 10%. Учитывая то обстоятельство, что коэффициент вскрытия отдельных целей в составе групповой редко превосходит 30%, некоторое увеличение размеров групповой цели может гарантировать попадание всех отдельных целей в зону обстрела.

При этом возможен частный случай, когда один из размеров цели существенно в 10 и более раз превосходит другой, т.е. цель имеет линейное расположение, например колонна на стоянке, траншея, проволочное заграждение и т.д. В этом случае в разведдонесении должны передаваться координаты правого и левого флангов цели, ее средняя высота и глубина.

При использовании орудий с автоматизированной системой управления наведением назначают точки прицеливания для каждого орудия равномерно по всей цели, ориентированной в направлении ЮГ-СЕВЕР.

Реализация способа приведет к экономии боеприпасов при фиксированном показателе эффективности (подавление 30-40%) при отсутствии АСУНО на 20 -50% в зависимости от рассогласования направлений на цель со средств разведки и поражения и в 1,5-2 раза при наличии АСУНО по сравнению с рекомендуемыми ПС и УО-96.

Изобретение относится к области управления огнем артиллерии. При определении и преобразовании параметров при обстреле групповой цели все цели в ее составе описывают прямоугольником. Средства разведки засекают элементарные цели из состава групповой и определяют их координаты, дальность, дирекционный угол и угол места каждой элементарной цели. Затем определяют фронт и глубину групповой цели относительно одного выделенного направления как разность максимального и минимального значений координаты по соответствующим осям, определяют координаты центра групповой цели и среднюю высоту групповой цели. Полученные данные формализованным сообщением передают на средства поражения и преобразуют относительно направления стрельбы. При сравнительно низких затратах обеспечивается повышение эффективности стрельбы артиллерийских огневых подразделений. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ определения параметров групповой цели для ее обстрела, включающий определение координат и размеров групповой цели, описывание всех элементарных целей в ее составе прямоугольником для прицеливания средств поражения, отличающийся тем, что определяют координаты элементарных целей в составе групповой, их дальность, дирекционный угол и угол места каждой элементарной цели, после чего определяют фронт и глубину групповой цели относительно одного выделенного направления противоположных сторон света как разность максимального и минимального значения координаты, определяют координаты центра групповой цели и среднюю высоту групповой цели и полученные данные передают формализованным сообщением на средства поражения и преобразуют их относительно направления стрельбы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что преобразование полученных средствами поражения данных выполняют в следующей последовательности: определяют дирекционные углы со средства поражения на левую и правую вершины прямоугольника, описывающего цель, относительно выделенного направления, определяют абсолютную величину разности дирекционных углов на левую и правую вершины прямоугольника, описывающего цель, относительно выделенного направления, определяют дальность до ближней и дальней границы цели относительно средства поражения, а также фронт и глубину групповой цели для средств поражения, оставляя при этом координаты центра и высоту групповой цели неизменными.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что точки прицеливания для каждого орудия при автоматизированной системе наведения орудия определяют в автоматизированном режиме в пределах реально определенной площади цели.