KR102406316B1 - Detecting method and system of an underwater target - Google Patents
Detecting method and system of an underwater target Download PDFInfo
- Publication number
- KR102406316B1 KR102406316B1 KR1020200068563A KR20200068563A KR102406316B1 KR 102406316 B1 KR102406316 B1 KR 102406316B1 KR 1020200068563 A KR1020200068563 A KR 1020200068563A KR 20200068563 A KR20200068563 A KR 20200068563A KR 102406316 B1 KR102406316 B1 KR 102406316B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- unmanned
- target detection
- underwater
- estimated
- underwater target
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/52001—Auxiliary means for detecting or identifying sonar signals or the like, e.g. sonar jamming signals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
- B63C11/00—Equipment for dwelling or working underwater; Means for searching for underwater objects
- B63C11/48—Means for searching for underwater objects
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/003—Bistatic sonar systems; Multistatic sonar systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/006—Theoretical aspects
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/87—Combinations of sonar systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/52004—Means for monitoring or calibrating
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S2205/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S2205/01—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations specially adapted for specific applications
- G01S2205/07—Military
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/30—Assessment of water resources
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
본 발명은 무인수상정의 양상태 소나(Bistatic Active SONAR) 송신기에 의해 수중음향신호를 방사하는 단계, 다수의 무인잠수정의 양상태 소나 수신기에 의해 수중표적으로부터 반사되는 반향신호를 수신하는 단계, 상기 다수의 무인잠수정 중 상기 반향신호를 수신한 무인잠수정의 추정표적위치 계산부에 의해 추정 수중표적 탐지정보를 산출하는 단계 및 상기 무인수상정의 추정표적위치 융합부에서 복수의 상기 반향신호를 수신한 무인잠수정으로부터의 추정 수중표적 탐지정보를 융합하여 최종 수중표적 탐지정보를 계산하는 단계를 포함하는 수중표적 탐지방법으로서, 본 발명에 의하면, 무인잠수정으로부터 획득된 수중표적 정보를 분석하여 보다 신뢰성이 높은 수중표적 탐지정보를 도출할 수 있게 한다.The present invention comprises the steps of emitting an underwater acoustic signal by a bistatic active SONAR transmitter of an unmanned surface vehicle, receiving an echo signal reflected from an underwater target by a bistatic active SONAR receiver of a plurality of unmanned submersibles, and the plurality of unmanned aerial vehicles. Calculating estimated underwater target detection information by the estimated target position calculation unit of the unmanned submersible that has received the echo signal during the submersible, and the estimated target position fusion unit of the unmanned surface vehicle from the unmanned submersible receiving the plurality of echo signals An underwater target detection method comprising the step of calculating final underwater target detection information by fusion of estimated underwater target detection information. According to the present invention, more reliable underwater target detection information by analyzing underwater target information obtained from an unmanned submersible make it possible to derive
Description
본 발명은 수중으로 은밀하게 침투하는 수중표적을 탐지하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for detecting an underwater target that is stealthily penetrating into the water.
수중으로 은밀히 침투하는 수중표적(ex.잠수함(정))은 아군의 핵심자산을 타격할 수 있는 무기체계로 사전에 반드시 탐지해야만 한다.Underwater targets (ex. submarines (Jeong)) that secretly penetrate into the water are weapon systems capable of striking the core assets of friendly forces and must be detected in advance.
일반적으로 수중으로 침투하는 수중표적을 탐지하기 위해 수중탐지체계인 소나(SONAR, Sound Navigation and Ranging System)을 장착한 유인 수상함 및 잠수함을 사용한다.In general, manned surface ships and submarines equipped with an underwater detection system (SONAR, Sound Navigation and Ranging System) are used to detect underwater targets penetrating into the water.
하지만, 유인 수상함 및 잠수함은 수중표적으로부터 노출되면 공격을 받을 수 있으므로, 운용의 어려움을 가진다.However, since manned surface ships and submarines may be attacked when exposed from underwater targets, they have difficulties in operation.
이에, 무인으로 운영되는 수상함 및 다수의 잠수정에 양상태 소나(Bistatic Active SONAR)의 송신기, 수신기를 각각 탑재하여 수중표적을 탐지한다.Accordingly, the transmitter and receiver of the Bistatic Active SONAR are mounted on surface ships and multiple submersibles operated unmanned, respectively, to detect underwater targets.
송신기에서 방사하는 수중음향신호를 생성하기 위해서는 많은 전력이 필요하므로 송신기는 많은 에너지원을 탑재할 수 있는 무인수상함에, 수중음향신호를 전달받는 수신기는 무인잠수정에 탑재한다.Since a lot of power is required to generate the underwater acoustic signal radiated from the transmitter, the transmitter is mounted on an unmanned surface vehicle that can carry many energy sources, and the receiver that receives the underwater acoustic signal is mounted on the unmanned submersible.
무인수상함의 송신기에서 방사하는 수중음향신호가 수중표적으로부터 반사되어 나오는 반향신호는 다수의 무인잠수정의 수신기에 의해 탐지된다. 다수의 무인잠수정들로부터 탐지된 추정 수중표적 탐지정보들은 수중통신을 통해 무인잠수정에서 무인수상정으로 송신되며, 무인수상정에서는 수신된 추정 수중표적 정보들을 분석하여 최종 수중표적을 산출하여 공중통신을 통해 육상통제소로 최종 송신한다.The underwater acoustic signal emitted by the transmitter of the unmanned surface ship is reflected from the underwater target and the echo signal is detected by the receivers of a number of unmanned submersibles. The estimated underwater target detection information detected from multiple unmanned vehicles is transmitted from the unmanned vehicle to the unmanned surface vehicle through underwater communication, and the unmanned surface vehicle analyzes the received estimated underwater target information and calculates the final underwater target for public communication. through the final transmission to the land control center.
그런데, 무인잠수정은 수중통신을 통해 무인수상정의 위치정보와 자체항법을 통해 자신의 위치정보를 산출하지만, 무인수상정과 무인잠수정의 항법센서 오차로 인해 위치오차를 가진다. 그 결과, 낮은 정확성을 가지는 수중 표적탐지 정보를 산출하는 요인으로 작용하게 된다.However, the unmanned submersible vehicle calculates its own position information through the location information of the unmanned surface craft and its own navigation through underwater communication, but has a position error due to the navigation sensor error of the unmanned surface craft and the unmanned submersible. As a result, it acts as a factor in calculating the underwater target detection information with low accuracy.
이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.Matters described in the above background art are intended to help the understanding of the background of the invention, and may include matters that are not already known to those of ordinary skill in the art to which this technology belongs.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 무인잠수정으로부터 획득된 수중표적 정보를 분석하여 보다 신뢰성이 높은 수중표적 탐지정보를 도출하기 위한 것을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the above-mentioned problems, and the present invention aims to derive more reliable underwater target detection information by analyzing underwater target information obtained from an unmanned submersible.
또한, 수중표적을 탐지하여 수중표적 탐지정보를 효율적으로 처리할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.In addition, it aims to detect an underwater target and efficiently process underwater target detection information.
본 발명의 일 관점에 의한 수중표적 탐지 방법은, 무인수상정의 양상태 소나(Bistatic Active SONAR) 송신기에 의해 수중음향신호를 방사하는 단계, 다수의 무인잠수정의 양상태 소나 수신기에 의해 수중표적으로부터 반사되는 반향신호를 수신하는 단계, 상기 다수의 무인잠수정 중 상기 반향신호를 수신한 무인잠수정의 추정표적위치 계산부에 의해 추정 수중표적 탐지정보를 산출하는 단계 및 상기 무인수상정의 추정표적위치 융합부에서 복수의 상기 반향신호를 수신한 무인잠수정으로부터의 추정 수중표적 탐지정보를 융합하여 최종 수중표적 탐지정보를 계산하는 단계를 포함한다.An underwater target detection method according to an aspect of the present invention includes the steps of emitting an underwater acoustic signal by a bistatic active SONAR transmitter of an unmanned watercraft, and an echo reflected from the underwater target by a bistatic sonar receiver of a plurality of unmanned submersibles Receiving a signal, calculating the estimated underwater target detection information by the estimated target position calculation unit of the unmanned submersible that has received the echo signal among the plurality of unmanned submersibles, and a plurality of the estimated target position fusion unit of the unmanned surface vehicle and calculating final underwater target detection information by fusing the estimated underwater target detection information from the unmanned submersible that has received the echo signal.
그리고, 상기 수중음향신호를 방사하는 단계 후 상기 무인수상정의 위치정보 및 상기 수중음향신호의 방사시점 정보를 상기 다수의 무인잠수정에 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.And, it may further include the step of transmitting the location information of the unmanned water craft and the radiation timing information of the underwater sound signal to the plurality of unmanned submersibles after the step of emitting the underwater acoustic signal.
나아가, 상기 추정 수중표적 탐지정보를 산출하는 단계는, 상기 무인수상정의 위치정보, 상기 수중음향신호의 방사시점 정보 및 상기 반향신호를 수신한 무인잠수정의 위치정보를 이용하여 상기 추정 수중표적 탐지정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.Furthermore, the calculating of the estimated underwater target detection information includes the estimated underwater target detection information by using the location information of the unmanned aquatic craft, the radiation timing information of the underwater acoustic signal, and the location information of the unmanned submersible that has received the echo signal. It is characterized in that it is calculated.
또한, 상기 최종 수중표적 탐지정보를 계산하는 단계는, 복수의 상기 반향신호를 수신한 무인잠수정으로부터 수신된 복수의 상기 추정 수중표적 탐지정보로부터 추정 표적탐지위치를 도출하고, 복수의 상기 추정 표적탐지위치 각각으로부터 임의의 지점까지의 거리의 합이 최소가 되는 지점을 상기 최종 수중표적 탐지정보로 도출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the calculating of the final underwater target detection information comprises deriving an estimated target detection position from the plurality of estimated underwater target detection information received from the unmanned submersible that has received the plurality of echo signals, and detecting a plurality of the estimated targets It is characterized in that the point at which the sum of the distances from each location to any point is the minimum is derived as the final underwater target detection information.
한편, 상기 최종 수중표적 탐지정보를 계산하는 단계에 의해 도출된 상기 최종 수중표적 탐지정보를 상기 무인수상정의 공중 통신장치에 의해 육상통제소로 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the method may further include transmitting the final underwater target detection information derived by the calculating of the final underwater target detection information to the land control center by the public communication device of the unmanned surface vehicle.
다음으로, 본 발명의 일 관점에 의한 수중표적 탐지 시스템은, 탑재된 양상태 소나(Bistatic Active SONAR) 송신기에 의해 수중음향신호를 방사하는 무인수상정 및 탑재된 양상태 소나 수신기에 의해 수중표적으로부터 반사되는 반향신호를 수신하고, 추정표적 위치 계산부에 의해 추정 수중표적 탐지정보를 산출하는 다수의 무인잠수정을 포함하고, 상기 무인수상정은 추정표적위치 융합부에 의해 상기 반향신호를 수신한 복수의 상기 무인잠수정으로부터의 추정 수중표적 탐지정보를 융합하여 최종 수중표적 탐지정보를 계산하는 것을 특징으로 한다.Next, the underwater target detection system according to an aspect of the present invention is reflected from the underwater target by the unmanned watercraft and the mounted bistatic sonar receiver emitting an underwater acoustic signal by the mounted bistatic active SONAR transmitter and a plurality of unmanned submersibles for receiving an echo signal and calculating estimated underwater target detection information by an estimated target position calculation unit, wherein the unmanned surface craft includes a plurality of unmanned aerial vehicles receiving the echo signal by an estimated target position fusion unit It is characterized in that the final underwater target detection information is calculated by fusing the estimated underwater target detection information from the submersible.
그리고, 상기 무인수상정은 상기 무인수상정의 위치정보 및 상기 수중음향신호의 방사시점 정보를 상기 다수의 무인잠수정에 송신하는 것을 특징으로 한다.And, the unmanned watercraft is characterized in that it transmits the location information of the unmanned watercraft and the radiation timing information of the underwater acoustic signal to the plurality of unmanned submersibles.
또한, 상기 다수의 무인잠수정은 상기 무인수상정의 위치정보, 상기 수중음향신호의 방사시점 정보 및 자신의 위치정보를 이용하여 상기 추정 수중표적 탐지정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the plurality of unmanned submersibles is characterized in that the estimated underwater target detection information is calculated by using the location information of the unmanned surface craft, the radiation timing information of the underwater acoustic signal, and its own location information.
나아가, 상기 무인수상정은 상기 반향신호를 수신한 복수의 상기 무인잠수정으로부터 수신된 복수의 추정 수중표적 탐지정보에 의한 복수의 추정 표적탐지위치로부터의 거리의 합이 최소가 되는 지점을 상기 최종 수중표적 탐지정보로 도출하는 것을 특징으로 한다.Furthermore, the unmanned surface vehicle determines the point at which the sum of the distances from the plurality of estimated target detection positions by the plurality of estimated underwater target detection information received from the plurality of unmanned submersibles receiving the echo signal is the minimum, the final underwater target It is characterized in that it is derived as detection information.
한편, 상기 무인수상정은 상기 최종 수중표적 탐지정보를 공중 통신장치에 의해 육상통제소로 송신하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the unmanned surface vehicle is characterized in that it transmits the final underwater target detection information to the land control center by means of a public communication device.
본 발명의 수중표적 탐지방법 및 탐지시스템에 의하면, 양상태 소나가 탑재된 무인수상정 및 다수의 무인잠수정을 사용하여 기존에 비해 보다 정확하게 수중표적을 탐지할 수 있게 하고, 이를 신속 처리 가능하게 한다.According to the underwater target detection method and detection system of the present invention, it is possible to detect an underwater target more accurately than before by using an unmanned surface vehicle equipped with a dual state sonar and a plurality of unmanned submersibles, and it enables rapid processing.
따라서, 수중표적 탐지기법을 적용하여 은밀하게 침투하는 수중표적을 인명손실의 위험성 없이 신속하고 효율적으로 처리할 수 있게 한다.Therefore, by applying the underwater target detection technique, it is possible to quickly and efficiently process the underwater target that penetrates secretly without the risk of loss of life.
또한, 무인으로 수상정 및 잠수정이 운용되기 때문에 유인으로 운용될 때에 비해 높은 운용지속성을 가지기 때문에 경제적이며, 인명손실의 위험성이 없으므로 높은 안전성이 보장된다.In addition, since water boats and submersibles are operated unmanned, it is economical because it has a higher operational continuity than when operated by manned, and there is no risk of loss of life, so high safety is guaranteed.
그리고, 다수의 무인잠수정-무인수상정은 수중통신, 무인수상정-육상통제소는 공중통신으로 연결되어 있어 통신 네트워크로 인해 무인잠수정은 획득한 추정수중표적정보를 수면으로 부상할 필요 없이 신속하게 육상통제소로 전송 가능하므로, 정보의 전달성에서 장점을 가진다.In addition, a number of unmanned submersibles and unmanned surface craft are connected by underwater communication, and unmanned surface vehicle - land control center are connected by public communication. Since it can be transmitted as , it has an advantage in information transferability.
도 1은 본 발명의 수중표적 탐지방법이 적용되는 운용 개념을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 수중표적 탐지방법에 의한 수중표적 탐지 방법을 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 수중표적 탐지방법에 의한 최종 수중표적 도출방법을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 수중표적 탐지시스템을 개략적으로 도시한 것이다.Figure 1 shows an operation concept to which the underwater target detection method of the present invention is applied.
Figure 2 is a view to explain the underwater target detection method by the underwater target detection method of the present invention.
Figure 3 shows the final underwater target derivation method by the underwater target detection method of the present invention.
Figure 4 schematically shows the underwater target detection system of the present invention.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.In describing preferred embodiments of the present invention, well-known techniques or repetitive descriptions that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be reduced or omitted.
도 1은 본 발명의 수중표적 탐지방법이 적용되는 운용 개념을 도시한 것이다. 도 2는 본 발명의 수중표적 탐지방법에 의한 수중표적 탐지 방법을 설명하기 위해 도시한 것이며, 도 3은 본 발명의 수중표적 탐지방법에 의한 최종 수중표적 도출방법을 도시한 것이다.Figure 1 shows an operation concept to which the underwater target detection method of the present invention is applied. 2 is a diagram to explain the underwater target detection method by the underwater target detection method of the present invention, Figure 3 shows the final underwater target derivation method by the underwater target detection method of the present invention.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 수중표적 탐지방법 및 탐지시스템을 설명하기로 한다.Hereinafter, an underwater target detection method and detection system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 .
본 발명은 도 1에서 참조되는 바와 같이, 기동성이 좋은 무인수상정은 수중에 넓게 분포되어 있는 다수의 무인잠수정의 수면 위에서 장소를 변경해가며 수중음향신호를 방사 가능하므로, 넓은 범위의 감시영역을 가진다.As shown in FIG. 1, the present invention has a wide range of monitoring areas because the unmanned watercraft with good mobility can radiate underwater acoustic signals while changing places on the water surface of a number of unmanned submersibles widely distributed in the water.
본 발명은 수중으로 은밀하게 침투하는 수중표적을 탐지하기 위해 양상태 소나(Bistatic Active SONAR)를 탑재한 단일 무인수상정과 다수의 무인잠수정이 협업하여 수중표적을 탐지하는 기법을 주요 내용으로 하고 있다.The main content of the present invention is a technique for detecting an underwater target in collaboration with a single unmanned surface vehicle equipped with a bistatic active SONAR and a plurality of unmanned submersibles to detect an underwater target that secretly penetrates into the water.
양상태 소나는 하나의 센서로 수중음향신호를 송수신하는 단상태 소나와는 다르게 송신기와 수신기가 객체에 따로 설치/운용되며 수중표적을 탐지/위치추정하기 위해 일반적인 삼각형태의 계산 기법을 사용한다. 도 2에서 참조되는 바와 같이, 수신기는 송신기로부터 방사된 수중음향신호가 수중표적에 반사되지 않고 직접 들어오는 시간(
이와 같은 일반적인 양상태 소나를 활용한 표적위치추정기법을 사용하여 수중표적탐지정보(거리 및 방위)를 추정한다. The underwater target detection information (distance and bearing) is estimated using the target location estimation technique using this general bi-state sonar.
다음 도 3을 참조하면, 다수의 무인잠수정으로부터 획득된 추정 수중표적 탐지정보로부터 신뢰성이 높은 수중표적 탐지정보를 획득하기 위해 탐지정보들을 융합한다. 실제표적위치(★)는 다수의 무인잠수정과 표적의 실제 탐지된 방위와 거리가 일치하며 하나의 교차점을 가진다.Next, referring to FIG. 3, the detection information is fused to obtain reliable underwater target detection information from the estimated underwater target detection information obtained from a plurality of unmanned submersibles. The actual target position (★) coincides with the actual detected bearing and distance of multiple UAVs and targets, and has one intersection.
하지만 무인잠수정에 탐재된 수신기의 오차, 무인잠수정 및 무인수상정 위치 오차로 인해 추정 표적탐지위치가 표시된다.However, the estimated target detection position is displayed due to the error of the receiver installed in the unmanned submersible, and the position error of the unmanned submersible and unmanned surface craft.
따라서, 본 발명은 추정 수중표적 탐지정보의 정확성을 위해, 다수의 무인잠수정으로부터 탐지거리(
본 발명의 예시에서는 무인잠수정이 3인 것을 예로 들었으나, 그 이상일 수 있고 그 이상이면 보다 정확한 최종 수중표적 탐지정보의 도출이 가능하다.In the example of the present invention, 3 is the unmanned submersible as an example, but it may be more than that, and if it is more, it is possible to derive more accurate final underwater target detection information.
또한, 무인잠수정이 2인 경우에도 각 무인잠수정의 추정 표적탐지위치를 연결하여 각 추정 표적탐지위치로부터 임의의 지점까지의 거리의 합이 최소가 되는 지점, 즉 각 추정 표적탐지위치를 잇는 선의 가운데 지점을 최종 수중표적 탐지정보로 도출할 수 있다.In addition, even when the number of unmanned submersibles is 2, the estimated target detection positions of each unmanned submersible are connected and the sum of the distances from each estimated target detection position to a random point is the minimum, that is, the middle of the line connecting each estimated target detection position. The point can be derived as the final underwater target detection information.
이와 같이 다수의 무인잠수정으로부터 도출된 최종 수중표적탐지정보는 실제 수중표적위치정보와 일치하지는 않지만 단일의 무인잠수정으로부터 획득된 추정 수중표적정보에 비해 높은 신뢰성을 가진다.As such, the final underwater target detection information derived from multiple unmanned vehicles does not match the actual underwater target location information, but has high reliability compared to the estimated underwater target information obtained from a single unmanned vehicle.
다음으로, 도 4는 본 발명의 수중표적 탐지시스템을 개략적으로 도시한 것이다. 도 4를 참조하여 효율적으로 수중표적을 탐지하여 수중표적탐지정보를 육상통제소로 송신하기 위한 시스템 구성과 운용절차를 설명한다.Next, Figure 4 schematically shows the underwater target detection system of the present invention. A system configuration and operation procedure for efficiently detecting an underwater target and transmitting the underwater target detection information to the land control center will be described with reference to FIG. 4 .
1) 무인수상정은 양상태 소나 송신기를 통해 수중음향신호를 방사하며, 수중 통신장치를 통해 다수의 무인잠수정에게 자신의 위치정보(GPS)와 수중음향신호 방사시점에서의 시간정보를 송신한다. 위치정보와 시간정보는 항법장치를 통해 획득된다.1) The unmanned surface craft emits underwater acoustic signals through a bi-state sonar transmitter, and transmits its location information (GPS) and time information at the time of the underwater acoustic signal emission to multiple unmanned submersibles through an underwater communication device. Location information and time information are acquired through a navigation device.
2) 다수의 무인잠수정은 무인수상정으로부터 수신받은 정보를 기록하며, 수중표적으로부터 반사되는 반향신호를 획득하기 위해 수신대기를 한다.2) A number of unmanned submersibles record the information received from the unmanned surface craft and wait for reception to acquire the echo signal reflected from the underwater target.
3) 다수의 무인잠수정 중 수중표적으로부터 반사되는 반향신호를 양상태 소나 수신기를 통해 획득한 무인잠수정들은 사전에 무인수상정으로부터 수신된 정보(수중음향방사시점에서의 무인수상정 위치), 현재 자신의 위치정보 및 획득된 반향신호를 분석하여 추정표적위치 계산부에 의해 추정 수중표적 탐지정보(수중표적거리, 방위)를 산출한다. 현재 자신의 위치정보는 항법장치를 통해 획득된다.3) Among a number of unmanned submersibles, the unmanned submersibles that acquired the echo signal reflected from the underwater target through the bi-state sonar receiver receive the information received from the unmanned surface craft in advance (the location of the unmanned surface craft at the time of underwater acoustic radiation), The estimated underwater target detection information (underwater target distance, bearing) is calculated by the estimated target location calculation unit by analyzing the location information and the acquired echo signal. Current location information is acquired through a navigation device.
4) 추정 수중표적 탐지정보를 산출한 무인잠수정들은 무인수상정에 해당 정보를 수중통신을 통해 송신한다.4) The unmanned submersibles that have calculated the estimated underwater target detection information transmit the information to the unmanned surface vehicle through underwater communication.
5) 무인수상정은 추정표직위치 융합부에 의해 수신된 추정 수중표적 탐지정보들을 융합하여 최종 수중표적 탐지정보를 계산하며, 공중 통신장치를 통해 해당 정보를 육상통제소로 송신한다.5) The unmanned surface vehicle calculates the final underwater target detection information by merging the estimated underwater target detection information received by the estimated target location fusion unit, and transmits the information to the land control center through the public communication device.
이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.The present invention as described above has been described with reference to the illustrated drawings, but it is not limited to the described embodiments, and it is common knowledge in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. It is self-evident to those who have Accordingly, such modifications or variations should be said to belong to the claims of the present invention, and the scope of the present invention should be interpreted based on the appended claims.
Claims (10)
다수의 무인잠수정의 양상태 소나 수신기에 의해 수중표적으로부터 반사되는 반향신호를 수신하는 단계;
다수의 상기 무인잠수정 중 상기 반향신호를 수신한 상기 무인잠수정의 추정표적위치 계산부에 의해 추정 수중표적 탐지정보를 산출하는 단계; 및
상기 무인수상정의 추정표적위치 융합부에서 복수의 상기 반향신호를 수신한 무인잠수정으로부터의 추정 수중표적 탐지정보를 융합하여 최종 수중표적 탐지정보를 계산하는 단계를 포함하며,
상기 수중음향신호를 방사하는 단계 후 상기 무인수상정의 위치정보 및 상기 수중음향신호의 방사시점 정보를 상기 다수의 무인잠수정에 송신하는 단계를 더 포함하며,
상기 추정 수중표적 탐지정보를 산출하는 단계는,
상기 무인수상정의 위치정보, 상기 수중음향신호의 방사시점 정보 및 상기 반향신호를 수신한 무인잠수정의 위치정보를 이용하여 상기 추정 수중표적 탐지정보를 산출하고,
상기 최종 수중표적 탐지정보를 계산하는 단계는,
복수의 상기 반향신호를 수신한 무인잠수정으로부터 수신된 복수의 상기 추정 수중표적 탐지정보로부터 탐지거리 및 방위로 형성된 추정 표적탐지위치를 도출하고, 복수의 상기 추정 표적탐지위치 각각으로부터 임의의 지점까지의 거리의 합이 최소가 되는 지점을 상기 최종 수중표적 탐지정보로 도출하는 것을 특징으로 하는,
수중표적 탐지방법.Radiating an underwater acoustic signal by a bistatic active SONAR transmitter of an unmanned watercraft;
Receiving the echo signal reflected from the underwater target by the two-state sonar receiver of a plurality of unmanned submersibles;
Calculating estimated underwater target detection information by the estimated target position calculation unit of the unmanned submersible receiving the echo signal among a plurality of the unmanned submersible; and
and calculating the final underwater target detection information by fusing the estimated underwater target detection information from the unmanned submersible that has received the plurality of echo signals in the estimated target position fusion unit of the unmanned surface vehicle,
After emitting the underwater acoustic signal, the method further comprises the step of transmitting the location information of the unmanned water craft and the radiation time information of the underwater acoustic signal to the plurality of unmanned submersibles,
Calculating the estimated underwater target detection information comprises:
Calculating the estimated underwater target detection information by using the location information of the unmanned surface craft, the radiation timing information of the underwater acoustic signal, and the location information of the unmanned submersible that has received the echo signal,
The step of calculating the final underwater target detection information,
From the plurality of estimated underwater target detection information received from the unmanned submersible receiving the plurality of echo signals, an estimated target detection position formed by a detection distance and a direction is derived, and from each of the plurality of estimated target detection positions to an arbitrary point Characterized in deriving the point where the sum of the distances is the minimum as the final underwater target detection information,
Underwater target detection method.
상기 최종 수중표적 탐지정보를 계산하는 단계에 의해 도출된 상기 최종 수중표적 탐지정보를 상기 무인수상정의 공중 통신장치에 의해 육상통제소로 송신하는 단계를 더 포함하는,
수중표적 탐지방법.The method according to claim 1,
Further comprising the step of transmitting the final underwater target detection information derived by the step of calculating the final underwater target detection information to a land control center by means of the aerial communication device of the unmanned surface vehicle,
Underwater target detection method.
탑재된 양상태 소나 수신기에 의해 수중표적으로부터 반사되는 반향신호를 수신하고, 추정표적 위치 계산부에 의해 추정 수중표적 탐지정보를 산출하는 다수의 무인잠수정을 포함하고,
상기 무인수상정은 추정표적위치 융합부에 의해 상기 반향신호를 수신한 복수의 상기 무인잠수정으로부터의 추정 수중표적 탐지정보를 융합하여 최종 수중표적 탐지정보를 계산하고,
상기 무인수상정은 상기 무인수상정의 위치정보 및 상기 수중음향신호의 방사시점 정보를 다수의 상기 무인잠수정에 송신하며,
다수의 상기 무인잠수정은 상기 무인수상정의 위치정보, 상기 수중음향신호의 방사시점 정보 및 자신의 위치정보를 이용하여 상기 추정 수중표적 탐지정보를 산출하고,
상기 무인수상정은 상기 반향신호를 수신한 복수의 상기 무인잠수정으로부터 수신된 복수의 추정 수중표적 탐지정보에 의한 복수의 추정 표적탐지위치로부터의 거리의 합이 최소가 되는 지점을 상기 최종 수중표적 탐지정보로 도출하되,
상기 추정 표적탐지위치는 탐지거리 및 방위로 형성된 것을 특징으로 하는,
수중표적 탐지시스템.An unmanned watercraft that emits underwater acoustic signals by an onboard Bistatic Active SONAR transmitter; and
It includes a plurality of unmanned submersibles that receive the echo signal reflected from the underwater target by the mounted dual state sonar receiver, and calculate estimated underwater target detection information by the estimated target position calculation unit,
The unmanned surface vehicle calculates final underwater target detection information by fusing the estimated underwater target detection information from the plurality of unmanned submersibles that have received the echo signal by the estimated target location fusion unit,
The unmanned watercraft transmits the location information of the unmanned watercraft and the radiation timing information of the underwater acoustic signal to a plurality of the unmanned submersibles,
A plurality of the unmanned submersibles calculate the estimated underwater target detection information by using the location information of the unmanned watercraft, the radiation timing information of the underwater acoustic signal, and its own location information,
The unmanned surface vehicle determines the point at which the sum of the distances from the plurality of estimated target detection positions by the plurality of estimated underwater target detection information received from the plurality of unmanned submersibles receiving the echo signal is the minimum, the final underwater target detection information derived as,
The estimated target detection position is characterized in that formed by a detection distance and direction,
Underwater target detection system.
상기 무인수상정은 상기 최종 수중표적 탐지정보를 공중 통신장치에 의해 육상통제소로 송신하는 것을 특징으로 하는,
수중표적 탐지시스템.7. The method of claim 6,
The unmanned surface craft is characterized in that it transmits the final underwater target detection information to the land control center by means of a public communication device,
Underwater target detection system.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200068563A KR102406316B1 (en) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | Detecting method and system of an underwater target |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200068563A KR102406316B1 (en) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | Detecting method and system of an underwater target |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210151570A KR20210151570A (en) | 2021-12-14 |
| KR102406316B1 true KR102406316B1 (en) | 2022-06-08 |
Family
ID=78902702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200068563A KR102406316B1 (en) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | Detecting method and system of an underwater target |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102406316B1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002243855A (en) * | 2001-02-16 | 2002-08-28 | Nec Corp | Bistatic target position detecting method and apparatus thereof |
| JP2004264070A (en) * | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Nec Corp | Bistatic azimuth detection system and detection method |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100478811B1 (en) | 2003-01-30 | 2005-03-24 | 대우조선해양 주식회사 | Autonomous underwater vehicle and operational method |
| DE102014119026A1 (en) * | 2014-12-18 | 2016-06-23 | Thyssenkrupp Ag | Method for locating an object under water |
-
2020
- 2020-06-05 KR KR1020200068563A patent/KR102406316B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002243855A (en) * | 2001-02-16 | 2002-08-28 | Nec Corp | Bistatic target position detecting method and apparatus thereof |
| JP2004264070A (en) * | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Nec Corp | Bistatic azimuth detection system and detection method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20210151570A (en) | 2021-12-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20090201763A1 (en) | Airborne Laser-Acoustic Mine Detection System | |
| AU2014320438B2 (en) | System for detecting and locating submerged objects floating between two waters such as moored mines and associated method | |
| Daun et al. | Tracking algorithms for multistatic sonar systems | |
| JPH08504944A (en) | Method and apparatus for monitoring and remote controlling a mobile unmanned underwater vehicle | |
| US20170350976A1 (en) | Method for locating a submerged object | |
| US7362655B1 (en) | Time-synchronous acoustic signal ranging system and method | |
| CN111190185B (en) | Underwater mine burying autonomous detection method and system based on swarm intelligence | |
| RU2629916C1 (en) | Method and device for determining initial coordinates of independent unmanned underwater apparatus | |
| KR20090009726A (en) | Method for passively determining at least distance to and the position of a sound-emitting traget and sonar system | |
| KR102406316B1 (en) | Detecting method and system of an underwater target | |
| KR20150026102A (en) | Apparatus and method for monitoring submarine cable | |
| US7088641B2 (en) | Bistatic azimuth detection system and detection method | |
| RU2752018C1 (en) | Method for determining coordinates of underwater object in shelf-deep sea transition zone | |
| RU2710791C1 (en) | Method of navigation equipment of sea area and self-propelled underwater vehicle for its implementation | |
| JP2865082B2 (en) | Radio wave receiver | |
| US20170248723A1 (en) | Positioning along a streamer using surface references | |
| CN113608168A (en) | System and method for real-time self-calibration of underwater acoustic receiver position for water surface movable platform | |
| WO2014125959A1 (en) | Communication device and communication method | |
| US6215732B1 (en) | Expendable device for measurement of sound velocity profile | |
| EP4332610A1 (en) | An identification method for identifying at least one suspicious watercraft, a localization method for localizing said suspicious watercraft, related identification electronic device, localization electronic device and computer program | |
| US8638426B2 (en) | Sea clutter identification with a laser sensor for detecting a distant seaborne target | |
| RU2693767C1 (en) | Underwater illumination ship | |
| JPH07181255A (en) | Ship collision ground-hitting prevention system | |
| JP2861803B2 (en) | Signal detection method | |
| RU2161319C1 (en) | Method for detection of underwater objects on sea bound in shallow sea |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |