KR101135984B1 - 비행체 위치 추적 자료 융합 장치 및 이를 이용한 융합 방법 - Google Patents

비행체 위치 추적 자료 융합 장치 및 이를 이용한 융합 방법 Download PDF

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Abstract

레이더로부터 비행체의 위치 정보를 얻는 추적 위치 획득부; 상기 추적 위치 획득부를 통해 획득된 위치정보로부터 비행체의 사거리, 고각, 방위각 정보를 각각 위도, 경도, 고도로 변환하는 좌표 변환부;레이더로부터 추적상태와 신호대잡음비 정보를 얻는 추적 상태 및 신호대잡음비 획득부; 상기 추적 상태 및 신호대잡음비 획득부를 통해 획득된 정보를 이용하여 추적 시간 구간마다 적합한 레이더를 선별하는 융합 소스 선별부; 상기 위도, 경도 및 고도 위치 정보를 지구중심 지구고정 공간 좌표로 변환하는 자료 융합 처리 시스템; 및 상기 자료 융합용 칼만 필터를 통해 얻어진 지구중심 지구고정 공간좌표를 위도, 경도 및 고도로 변환하는 좌표 역변환부를 포함하여 이루어지는 비행체 위치 추적 자료 융합 장치.

Description

비행체 위치 추적 자료 융합 장치 및 이를 이용한 융합 방법{track data fusion device for position of flying apparatus and fusion method using the same}
본 발명은 자료 융합 장치 및 융합 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수의 레이더로 계측된 자료를 융합(Fusion)함에 있어 레이더의 신호대 잡음비(Signal-To-Noise Ratio: SNR)와 표적 위치 추정(Position Estimation)을 이용하여 보다 효과적으로 융합하는 방법에 관한 것이다.
레이더는 항공기나 비행체의 위치나 속도를 실시간으로 추적하는 용도로 사용된다. 레이더는 위치를 추적함에 있어 기상환경, 지형, 저고도 비행, 방해 전파 등에 따라 추적 상태와 추적 신호의 감도가 많이 변하게 된다. 이러한 환경 변화로 인해 예측하지 못하는 추적 오차를 갖게 되고 이를 개선하기 위해 다수의 레이더를 이용하여 레이더간 자료 융합(Data Fusion), 자료 연동(Data Federation) 등의 기술을 필요로 한다.
자료 융합은 여러 개의 계측 센서들로부터 얻어지는 자료를 분석하고 처리하여 관심 있는 특정 정보를 얻고자 하는 기술을 말한다. 다수의 레이더를 이용하여 무유도탄, 항공, 선박, 차량 등의 위치 측정에 적용되는 자료 융합 방법에 있어 각 레이더는 추적상태와 신호대잡음비를 갖는데, 기상 환경이나 비행체의 위치 등에 따라 추적상태가 실패되거나 신호대잡음비의 성능이 낮아지는 경우가 발생한다. 이러한 부정확한 정보에 의해 발생한 위치 정보가 자료 융합 입력으로 사용될 경우 비행체의 추적 능력은 현저하게 저하된다.
종래의 기술에 의하면 다수의 레이더를 이용한 위치 추적 능력을 향상시키는 자료 융합 방법에 있어 각 레이더로부터 추적 상태(Track Status)가 양호한 위치 정보만을 추적필터(α-β 추적 필터 또는 칼만 필터)로 설계하는 방법이 사용되었다. 이러한 자료 융합방법은 다수의 레이더 추적 상태가 양호할 경우에 적절히 사용될 수 있다. 그러나 기상 환경 변화가 심하거나 이동 물체의 위치에 따른 방해요소가 발생하는 경우 레이더는 추적에 실패하거나 추적이 양호하더라도 신호대잡음비(Signal-To-Noise Ratio: SNR)가 현저히 저하되어 추적필터만으로는 정확한 위치 추적에 한계를 갖는다.
본 발명은 비행체의 위치 추적 능력을 향상시킬 수 있는 비행체 위치 추적 자료 융합 장치 및 이를 이용한 융합 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 실시간으로 추적정보를 나타낼 수 있는 비행체 위치 추적 자료 융합 장치 및 이를 이용한 융합 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비행체 위치 추적 자료 융합 장치 및 이를 이용한 융합 방법은 신호대잡음비와 표적 위치 추정을 이용하여 자료를 융합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 비행체 위치 추적 자료 융합 장치 및 이를 이용한 융합 방법은 레이더의 추적 상태(Track Status) 뿐만 아니라 신호대잡음비(SNR)를 자료융합 추적필터의 입력 값으로 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 비행체 위치 추적 자료 융합 장치 및 이를 이용한 융합 방법은 추적상태가 우수한 레이더들을 선택적으로 선별하여 필터링을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 비행체 위치 추적 자료 융합 장치 및 이를 이용한 융합 방법은 자료 융합 수행중에 추적 정보가 크게 벗어나거나 오류가 발생할 경우, 표적 위치 추정(Position Estimation)을 수행하여 갑작스러운 오동작 등의 환경변화에 강한 특징을 갖는다.
본 발명에 따른 비행체 위치 추적 자료 융합 장치는 레이더로부터 비행체의 위치 정보를 얻는 추적 위치 획득부; 상기 추적 위치 획득부를 통해 획득된 위치정보로부터 비행체의 사거리, 고각, 방위각 정보를 각각 위도, 경도, 고도로 변환하는 좌표 변환부; 레이더로부터 추적상태와 신호대잡음비 정보를 얻는 추적 상태 및 신호대잡음비 획득부; 상기 추적 상태 및 신호대잡음비 획득부를 통해 획득된 정보를 이용하여 추적 시간 구간마다 적합한 레이더를 선별하는 융합 소스 선별부; 상기 위도, 경도 및 고도 위치 정보를 지구중심 지구고정 공간 좌표로 변환하는 자료 융합 처리 시스템; 및 상기 자료 융합용 처리 시스템을 통해 얻어진 지구중심 지구고정 공간좌표를 위도, 경도 및 고도로 변환하는 좌표 역변환부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 비행체 위치 추적 자료 융합 장치의 세부적 특징은 상기 자료 융합 처리 시스템이 다수의 레이더로부터 입력정보를 수신하는 입력 인터페이스모듈; 상기 입력 인터페이스 모듈을 통해 전달된 데이터를 융합하는 디지털 신호 처리부; 및 상기 디지털 신호처리부에 의해 융합된 데이터를 외부로 전달하는 출력 인터페이스 모듈을 포함하여 이루어지는 점이다.
본 발명에 따른 비행체 위치 추적 자료 융합 장치의 다른 세부적 특징은 상기 입력 인터페이스 모듈은 RS-232C나 이더넷(Ethernet) 중 어느 하나로 이루어지는 점이다.
본 발명에 따른 비행체 위치 추적 자료 융합 장치의 다른 세부적 특징은 상기 디지털 신호 처리부가 상기 입력 인터페이스 모듈을 통해 제공되는 자료를 필터링하여 융합하는 자료 융합 필터; 및 상기 자료 융합 필터의 실시간 신호처리를 위한 실시간 운영 시스템을 포함하여 이루어지는 점이다.
본 발명에 따른 비행체 위치 추적 자료 융합 장치의 또 다른 세부적 특징은 상기 자료 융합 필터가 집중형 칼만 필터인 점이다.
본 발명에 따른 비행체 위치 추적 자료 융합 방법은 레이더의 추적 위치를 획득하는 과정; 추적 위치의 좌표를 변환하는 과정; 추적 상태와 신호대잡음비를 획득하는 과정; 자료 융합을 위한 소스를 선별하는 과정; 레이더의 위치를 추정하는 과정; 및 최종 추적 위치를 얻기 위해 좌표 역변환을 수행하는 과정을 포함하여 이루어지는 점이다.
본 발명에 따른 비행체 위치 추적 자료 융합 방법의 세부적 특징은 레이더간 추적 상태를 조사하는 과정; 추적 상태가 우수한 레이더의 신호대잡음비(SNR)를 비교하는 과정; 선택된 레이더들의 추적 위치를 입력하는 과정; 집중형 칼만 필터를 이용하여 자료를 융합하여 자료 융합 위치값을 추출하는 과정; 자료 융합 속도를 산출하는 과정; 산출된 자료 융합 속도의 허용 오차가 소정 범위를 벗어나는지 판단하는 과정; 허용 오차 범위에 따라 위치 추정 칼만 필터를 수행하여 결과를 출력하거나 자료 융합 위치 결과를 출력하는 과정을 더 포함하여 이루어지는 점이다.
본 발명에 따른 비행체 위치 추적 자료 융합 방법의 다른 세부적 특징은 상기 자료 융합 속도 산출 과정은 오류 발생을 대비하여 소정 시간 지연을 거친 후 수행되는 점이다.
본 발명에 따른 비행체 위치 추적 자료 융합 방법의 또 다른 세부적 특징은 상기 자료 융합 위치값 추출과정에 의한 칼만 필터의 상태방정식이,
Xk를 시간 tk에서의 비행체의 위치, ak를 모델링 오차와 비행체의 플랜트 잡음, T를 샘플링 시간이라고 할 때, 다음의 상태방정식,
Figure 112010031063402-pat00001
Figure 112010031063402-pat00002
Figure 112010031063402-pat00003
을 갖는 점이다.
본 발명에 따른 비행체 위치 추적 자료 융합 장치 및 이를 이용한 융합 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 비행체의 위치 추적 능력을 향상시킬 수 있다.
둘째, 실시간으로 추적정보를 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 비행체 위치 추적 자료 융합 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 2는 도 1의 자료 융합 처리 시스템의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시에 따른 비행체 위치 추적 자료 융합 방법의 진행과정을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시에 따른 비행체 위치 추적 자료 융합 방법의 진행과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 레이더가 3개인 경우 자료 융합 칼만 필터의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 6은 레이더 3개의 추적 상태를 나타낸 예시도이다.
도 7은 레이더 3개의 신호대잡음비를 나타낸 예시도이다.
도 8은 레이더 3개의 위치 오차를 나타낸 예시도이다.
도 9는 레이더 3개의 자료 융합 방법 비교를 나타낸 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 비행체 위치 추적 자료 융합 장치의 구성과 그에 따른 동작을 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 비행체 위치 추적 자료 융합 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 레이더로부터 비행체의 위치 정보를 얻는 추적 위치 획득부(110); 상기 추적 위치 획득부를 통해 획득된 위치정보로부터 비행체의 사거리, 고각, 방위각 정보를 각각 위도, 경도, 고도로 변환하는 좌표 변환부(120); 레이더로부터 추적상태와 신호대잡음비 정보를 얻는 추적 상태 및 신호대잡음비 획득부(130); 상기 추적 상태 및 신호대잡음비 획득부를 통해 획득된 정보를 이용하여 추적 시간 구간마다 적합한 레이더를 선별하는 융합 소스 선별부(140); 상기 위도, 경도 및 고도 위치 정보를 지구중심 지구고정 공간 좌표로 변환하는 자료 융합 처리 시스템(150); 및 상기 자료 융합용 처리 시스템을 통해 얻어진 지구중심 지구고정 공간좌표를 위도, 경도 및 고도로 변환하는 좌표 역변환부(160)를 포함하여 이루어진다.
도 2는 본 발명의 일 실시에 따른 비행체 위치 추적 자료 융합 방법의 진행과정을 나타낸 흐름도이다. 그 진행과정을 살펴보면 레이더의 추적 위치를 획득하는 과정(S201); 추적 위치의 좌표를 변환하는 과정(S202); 추적 상태와 신호대잡음비를 획득하는 과정(S203); 자료 융합을 위한 소스를 선별하는 과정(S204); 레이더의 위치를 추정하는 과정(S205); 및 최종 추적 위치를 얻기 위해 좌표 역변환을 수행하는 과정(S206)을 거쳐 수행된다.
상기 자료 융합 처리 시스템은 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 레이더로부터 입력정보를 수신하는 입력 인터페이스모듈(151); 상기 입력 인터페이스 모듈을 통해 전달된 데이터를 융합하는 디지털 신호 처리부(152); 및 상기 디지털 신호처리부에 의해 융합된 데이터를 외부로 전달하는 출력 인터페이스 모듈(153)(②항)을 포함하여 이루어진다.
상기 입력 인터페이스 모듈(151)은 RS-232C나 이더넷(Ethernet) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다(③항).
상기 디지털 신호 처리부(152)는 상기 입력 인터페이스 모듈을 통해 제공되는 자료를 필터링하여 융합하는 자료 융합 필터(152-1); 상기 자료 융합 필터의 실시간 신호처리를 위한 실시간 운영 시스템(152-2)을 포함하여 이루어지는 점이다.
상기 자료 융합 필터(152-1)는 집중형 칼만 필터로 이루어질 수 있다(⑤항).
도 4는 본 발명의 다른 실시에 따른 비행체 위치 추적 자료 융합 방법의 진행과정을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 레이더간 추적 상태를 조사(S401)하고 추적 상태가 우수한 레이더의 신호대잡음비( Singal to Noise Ratio: SNR)를 비교( S402 )한다. 추적 상태는 레이더 장치에서 추적이 성공하였을때는 '1'을 나타내고 추적에 실패하였을 때에는 '0'을 나타낸다. 신호대잡음비(SNR)는 레이더 추적시 비행체의 전파 세기를 간접적으로 표현한 량으로써 전파 세기가 클 경우 그 값은 크게 나타나고 일반적으로 데시벨(dB)로 표시한다. 레이더 신호대잡음비(SNR)의 비교(S402)는 추적에 성공한 레이더들의 신호대잡음비(SNR)을 상대적으로 비교하여 미리 설정된 상대 차이 값보다 낮은 레이더를 제외하고 나머지 레이더들을 자료 융합 소스로 선택하는 기능을 수행한다.
이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
예를 들어, 레이더-1, 레이더-2, 레이더-3의 신호대 잡음비가 각각 SNR-1, SNR-2, SNR-3 이고 상대적인 기준값(dB)이 A일 때,
If SNR-1 < (SNR-2 - A) and SNR-1 < (SNR-3 - A) then
Input_source != Radar-1
즉, 레이더-1의 신호대잡음비(SNR-1)가 SNR-2, SNR-3보다 상대적으로 A보다 작으면 레이더-1을 입력소스로 사용하지 않는다.
선택된 레이더들의 추적 위치를 입력(S403)한 후, 입력값들을 바탕으로 자료 융합 집중형 칼만 필터를 통해 자료융합 위치값을 얻는다 (S404). 이때 자료 융합 위치값이 크게 벗어나거나 오류가 발생할 경우를 대비하여 시간지연기(S405)를 통해 소정 시간 지연을 거친 후 자료융합 속도(S406)를 구하여 속도가 허용오차 범위 내에 있는지의 여부를 확인(307)한다. 만약, 허용오차 범위를 벗어난 경우에는 오류로 판단하여 위치 추정(Position Estimation)칼만 필터를 수행하여 결과를 출력(S409)하고 그렇지 않은 경우는 그대로 자료융합위치 결과를 출력(S408)(⑦항)한다.
도 5는 레이더가 3개인 경우 자료 융합 칼만 필터의 구성도를 나타낸다. 레이더-1(401)으로 얻어진 위치 정보(Px1, Py1, Pz1), 레이더-2(402)로부터 얻어진 위치 정보(Px2, Py2, Pz2), 레이더-3(403)으로부터 얻어진 위치 정보(Px3, Py3, Pz3)는 각각 9×9차수를 갖는 중앙 집중형 칼만 필터(404)의 소스로 입력되고 필터링 후 최종 위치 정보(Px', Py', Pz')를 얻는다.
중앙 집중형 칼만 필터의 수식은 다음과 같이 표현된다.
비행체를 위치를 추적하기 위해서는 먼저 비행체의 동력학 모델이 필요하다. 동력학 모델은 등가속도를 가정한 PVA(Position-Velocity-Acceleration)모델로 표현하면 다음과 같이 9차 상태벡터를 갖는다.
Figure 112010031063402-pat00004
(1)
각 축에 대한 시험비행체의 위치는 운동방정식을 이용하여 표현하면 다음과 같다.
Figure 112010031063402-pat00005
(2)
Figure 112010031063402-pat00006
(3)
Figure 112010031063402-pat00007
(4)
단,
xk: 시간 에서의 비행체의 위치
Figure 112010031063402-pat00008
: 시간 에서의 비행체의 속도
Figure 112010031063402-pat00009
: 시간 에서의 비행체의 가속도
ak: 모델링 오차와 비행체의 플랜트 잡음
T: 샘플링 시간
여기서 ak는 평균(
Figure 112010031063402-pat00010
)이 0인 가우시안 백색잡음으로 가정한다. 즉,
Figure 112010031063402-pat00011
(5)
Figure 112010031063402-pat00012
(6)
단,
Qk: 공분산 행렬
δ(k-s): 델타 함수
공분산 행렬 Qk은 다음과 같이 표현된다.
Figure 112010031063402-pat00013
(7)
단,
Figure 112010031063402-pat00014
칼만 필터의 상태방정식은 다음과 같다.
Figure 112010031063402-pat00015
(8)
Figure 112010031063402-pat00016
(9)
Figure 112010031063402-pat00017
(10)
다수의 레이더를 3개로 가정하고 각 레이더의 위치 측정값에 대한 관측식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112010031063402-pat00018
(11)
단,
Figure 112010031063402-pat00019
: 레이더 1, 2, 3으로부터 얻어진 위치 측정값(=1,2,3)
uk: 레이더 1, 2, 3으로부터 얻어진 측정 잡음
Figure 112010031063402-pat00020
(12)
각 레이더의 위치 측정값에 대한 잡음 특성은 다음과 같다.
Figure 112010031063402-pat00021
(13)
Figure 112010031063402-pat00022
(14)
Figure 112010031063402-pat00023
상태 방정식 (8)에 기대값을 취한 상태 전달식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112010031063402-pat00024
(15)
칼만필터에서 상태 공분산 행렬의 전달식은 다음과 같이 주어진다.
Figure 112010031063402-pat00025
(16)
시간 t=tk에서 새로운 측정치가 주어졌을 때, 측정값을 이용하기 전의 상태 예측된 값을
Figure 112010031063402-pat00026
라 하고 측정값에 의해 개선된 상태 예측값을
Figure 112010031063402-pat00027
라 하면 상태 개선식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112010031063402-pat00028
(17)
Figure 112010031063402-pat00029
(18)
zk: t=tk에서의 측정값.
Figure 112010031063402-pat00030
:
Figure 112010031063402-pat00031
를 이용하여 예측한 측정값.
상태 공분산 행렬(Pk)의 개선식과 칼만 필터의 이득(Kk)은 다음과 같이 주어진다.
Figure 112010031063402-pat00032
(19)
Figure 112010031063402-pat00033
(20)
이 수식으로부터 얻어진 상태 변수 Xk로부터 최종 위치 정보(px', py', pz')를 얻는다.
만약 자료 융합 수행중에 위치 추적 정보가 크게 벗어나거나 오류가 발생할 경우에는 위치정보로부터 속도를 구하여 속도가 허용오차 범위내에 있는지의 여부를 확인하여 벗어난 경우 오류로 판단하여 위치 추정(Position Estimation)을 수행한다. 추정값은 측정값을 고려하지 않고 동특성 상태 방정식(수식 8)만을 고려한 결과로 나타낸다 이를 수식 및 조건문으로 표시하면 아래와 같다.
Figure 112010031063402-pat00034
(21)
Figure 112010031063402-pat00035
: t=tk에서의 자료융합 위치값
Figure 112010031063402-pat00036
: t=tk에서의 자료융합 속도값
Figure 112010031063402-pat00037
(22)
ε: 속도 허용 오차값
이러한 추정 기능은 레이더의 자료품질이 매우 저하되었거나 갑작스러운 오동작이 발생한 경우 나타나는 자료융합 위치 오류를 개선할 수 있는 장점을 갖는다.
도 6 내지 도 9는 레이더 3개가 임의의 비행체 위치를 측정한 결과로서 본 발명의 적용 예를 나타낸다. 도 6은 레이더 3개의 추적 상태를 나타낸 것이다. 추적이 성공하였을 때는 '1'비트를 나타내고 추적에 실패하였을 때에는 '0' 비트를 나타낸다. 비행 초기 구간(샘플 수 0~300)에서는 레이더-1, 레이더-2, 레이더-3이 순서대로 추적에 성공하였다. 비행 중기 구간(샘플 수 300~1300)에서는 모든 레이더가 추적에 성공하였다. 비행 말기 구간(샘플 수 1300 이후)에는 레이더-2, 레이더-3만이 추적에 성공하였다.
도 7은 레이더 3개의 신호대잡음비를 나타낸 예시도이다. 신호대잡음비는 각 레이더의 추적 상태와 유사하게 나타나고 있으나 레이더가 추적에 성공하였더라도 그 크기는 다르게 나타났다. 예를 들어 400초 전후부근에서는 레이더-2의 신호대잡음비가 다른 레이더에 비해서 약 15dB이상 작게 나타났으며 이 경우 상대적으로 낮은 값을 가지므로 자료 융합 소스로 적용되지 않았다.
도 8은 레이더 3개의 위치 오차를 나타낸 예시도이다. 비행 초기 구간(샘플 수 0~300)에는 레이더-3의 위치 오차가 크게 나타났으며, 비행 말기 구간(샘플 수 1300 이후)에서는 레이더-1의 추적 오차가 크게 나타난다.
도 9는 레이더 3개의 자료 융합 방법을 비교한 결과이다. 기존 자료 융합 방법을 적용한 결과, 비행 전 구간(샘플 수 300, 600, 1000 부근)에서 위치 오차가 크게 나타났다. 반면에 본 발명에서 제시한 자료 융합 방법을 적용한 결과, 오차가 발생했던 구간(샘플 수 300, 600, 1000 부근)에서 오차가 큰 폭으로 줄어 본 발명이 비행체의 추적 위치를 향상시켰음을 확인할 수 있다.
110: 추적 위치 획득부 120: 좌표 변환부
130: 추적상태 및 신호대잡음비 획득부 140: 융합소스 선별부
150: 자료 융합 처리 시스템 160: 좌표 역변환부
151: 입력 인터페이스 모듈 152: 디지털 신호처리기
153: 출력 인터페이스 모듈 401,402, 403: 레이더
404: 중앙 집중형 칼만 필터

Claims (10)

  1. 레이더로부터 비행체의 위치 정보를 얻는 추적 위치 획득부;
    상기 추적 위치 획득부를 통해 획득된 위치정보로부터 비행체의 사거리, 고각, 방위각 정보를 각각 위도, 경도, 고도로 변환하는 좌표 변환부;
    레이더로부터 추적상태와 신호대잡음비 정보를 얻는 추적 상태 및 신호대잡음비 획득부;
    상기 추적 상태 및 신호대잡음비 획득부를 통해 획득된 정보를 이용하여 추적 시간 구간마다 레이더를 선별하는 융합 소스 선별부;
    상기 위도, 경도 및 고도 위치 정보를 지구중심 지구고정 공간 좌표로 변환하는 자료 융합 처리 시스템; 및
    상기 자료 융합용 처리 시스템을 통해 얻어진 지구중심 지구고정 공간좌표를 위도, 경도 및 고도로 변환하는 좌표 역변환부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비행체 위치 추적 자료 융합 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 자료 융합 처리 시스템은,
    다수의 레이더로부터 입력정보를 수신하는 입력 인터페이스모듈;
    상기 입력 인터페이스 모듈을 통해 전달된 데이터를 융합하는 디지털 신호 처리부; 및
    상기 디지털 신호처리부에 의해 융합된 데이터를 외부로 전달하는 출력 인터페이스 모듈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비행체 위치 추적 자료 융합 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 입력 인터페이스 모듈은 RS-232C나 이더넷(Ethernet) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비행체 위치 추적 자료 융합 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 디지털 신호 처리부는,
    상기 입력 인터페이스 모듈을 통해 제공되는 자료를 필터링하여 융합하는 자료 융합 필터;
    상기 자료 융합 필터의 실시간 신호처리를 위한 실시간 운영 시스템을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비행체 위치 추적 자료 융합 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 자료 융합 필터는 집중형 칼만 필터인 것을 특징으로 하는 비행체 위치 추적 자료 융합 장치.
  6. 레이더의 추적 위치를 획득하는 과정;
    추적 위치의 좌표를 변환하는 과정;
    추적 상태와 신호대잡음비를 획득하는 과정;
    자료 융합을 위한 소스를 선별하는 과정;
    레이더의 위치를 추정하는 과정; 및
    최종 추적 위치를 얻기 위해 좌표 역변환을 수행하는 과정을 포함하여 이루어지는 비행체 위치 추적 자료 융합 방법.
  7. 레이더간 추적 상태를 조사하는 과정;
    추적 상태가 우수한 레이더의 신호대잡음비(SNR)를 비교하는 과정;
    선택된 레이더들의 추적 위치를 입력하는 과정;
    집중형 칼만 필터를 이용하여 자료를 융합하여 자료 융합 위치값을 추출하는 과정;
    자료 융합 속도를 산출하는 과정;
    산출된 자료 융합 속도의 허용 오차가 소정 범위를 벗어나는지 판단하는 과정;
    허용 오차 범위에 따라 위치 추정 칼만 필터를 수행하여 결과를 출력하거나 자료 융합 위치 결과를 출력하는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비행체 위치 추적 자료 융합 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 자료 융합 속도 산출 과정은 오류 발생을 대비하여 소정 시간 지연을 거친 후 수행되는 것을 특징으로 하는 비행체 위치 추적 자료 융합 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 자료 융합 위치값 추출과정에 의한 칼만 필터의 상태방정식은,
    Xk를 시간 tk에서의 비행체의 위치, ak를 모델링 오차와 비행체의 플랜트 잡음, T를 샘플링 시간이라고 할 때, 다음의 상태방정식,
    Figure 112010031063402-pat00038

    Figure 112010031063402-pat00039

    Figure 112010031063402-pat00040

    을 갖는 것을 특징으로 하는 비행체 위치 추적 자료 융합 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 위치 추정 칼만 필터에 의한 위치 추정은 t=tk에서의 측정값 zk를 고려하지 않고, 동특성 상태 방정식
    Figure 112010031063402-pat00041
    만을 고려하는 것을 특징으로 하는 비행체 위치 추적 자료 융합 방법.
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