KR101203956B1 - 함정에 분포된 자기장 신호원 특성 분석 장치 및 방법과 그 시스템 - Google Patents

함정에 분포된 자기장 신호원 특성 분석 장치 및 방법과 그 시스템 Download PDF

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    • G01S19/071—DGPS corrections

Abstract

본 발명은 측정된 자기장 신호를 바탕으로 매질 민감도법을 이용한 역문제 해석 방법을 적용하여 함정 건조 전후의 자기장 신호 예측을 정밀하게 수행할 수 있는 함정의 자기장 신호원 특성 분석 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 함정에서 발생하는 자기장 신호를 수신하는 신호 수신부와, 상기 함정의 형상을 복수 개의 면으로 된 형상 정보로 분할하는 전처리부와, 상기 신호 수신부에서 수신한 자기장 신호와 상기 전처리부에 의하여 분할된 함정에 대한 복수 개의 면으로 된 형상 정보를 기반으로, 역문제 해석 방법을 이용하여 상기 함정에 대한 복수 개의 면 각각의 중심에 분포된 자기 다이폴(magnetic dipole)을 결정하는 역문제 해석부와, 상기 역문제 해석부에서 결정된 각각의 자기 다이폴을 이용하여 함정으로부터 이격된 특정 위치에서의 자기장 신호의 크기를 계산하는 후처리부를 포함한다.
본 발명에 따른 함정에 분포된 자기장 신호원 특성 분석 장치를 이용하면, 함정의 선체에 분포하는 영구자화의 분포를 정확히 예측할 수 있어, 함정 건조 전후의 자기장 신호에 대한 예측 결과에 높은 신뢰도를 제공할 수 있다.

Description

함정에 분포된 자기장 신호원 특성 분석 장치 및 방법과 그 시스템 {APPARATUS AND METHOD FOR ANALYZING THE CHARACTERISTIC OF MAGNETIC SOURCE DISTRIBUTED ON A NAVAL SHIP, AND THE SYSTEM}
본 발명은 함정(naval ship)에 분포된 자기장 신호원 특성 분석 장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 측정된 자기장 신호를 바탕으로 매질 민감도법을 이용한 역문제 해석 방법을 적용하여 함정 건조 전후의 자기장 신호 예측을 정밀하게 수행할 수 있는 함정에 분포된 자기장 신호원 특성 분석 장치 및 방법과 그 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 함정에 의해 수중에서 발생하는 전기장, 자기장, 방사소음, 압력 등과 같은 다양한 신호들은 기뢰, 어뢰 및 감시체계에 의해 쉽게 탐지됨으로써 함정에 큰 위험을 초래하는 요소로 작용될 수 있다. 특히, 수중 전자기(underwater electromagnetic) 신호와 수중 방사소음(underwater radiation noise) 신호는 세계 각국의 감응기뢰(influence mine)에서 주 탐지원으로 이용되고 있다.
수중 전자기 신호는 강자성 재질로 건조된 선체 및 탑재 장비들에 의한 정 자기장(static magnetic field) 신호, 선체 부식 및 부식방지 장치의 전류에 의한 정 전기장(static electric field) 신호, 함정의 운용시 선체 표면에 발생하는 와전류 및 선체 부식 방지 전류의 변조에 의한 교류 전자기장(alternating electromagnetic field) 신호 등이 있다.
수중 방사소음 신호는 프로펠러의 회전에 의해 발생하는 추진기 소음, 함정 내에 설치된 각종 장비와 기계류 등으로부터의 소음 및 항해 시 발생하는 유체 소음 등으로써, 수 Hz 대역에서 수십 KHz 대역까지의 광범위한 주파수 대역에 분포한다. 또한, 수중 방사소음 신호는 함정 소음원으로부터의 이격거리에 따른 해수에서의 신호 감쇄율이 작아 원거리 탐지가 가능하지만, 함정의 항해 속도 및 주변 해양 환경 변화에 민감한 특성을 가지므로, 근거리에서 표적 식별이 어렵고 탐지 오류의 확률이 높다.
반면에, 수중 전자기 신호는 수중 방사소음에 비해 상대적으로 큰 신호 감쇄율을 가지지만 해양 환경 변화에 무관하여 근거리에서 정확한 표적 식별 및 탐지가 가능하므로 대부분의 기뢰에서 최종 발화 신호원으로 사용되고 있다. 따라서, 함정 건조 전/후에 함정으로부터 발생하는 수중 전자기 신호들을 예측하여 그 크기를 줄임으로써, 수중 위협세력으로부터 함정의 생존성을 증대시키기 위한 노력이 세계 각국의 군사 선진국들을 중심으로 이루어지고 있다.
함정 건조 전 설계 단계에서의 수중 전자기 신호 특성의 예측은 유한요소법 또는 경계요소법과 같은 수치해석 기법을 이용한 정문제 해석을 통하여 가능하지만, 함정 건조 단계 또는 운용 단계에서의 열적/기계적 응력, 외부 충격/폭발, 선체 도장 손실, 해수의 전도율 변화 등과 같은 외부 환경 변화에 따라 전자기 신호원의 특성이 변화되므로 함정 건조 전의 정문제 해석 과정을 통하여 예측된 결과는 함정 운용 단계에서는 신뢰할 수 없다는 문제점이 있다.
또한, 함정 건조 후 선체에 분포하는 영구자화를 추정하기 위해서는 우선 영구자화 자체를 자하(magnetic charge)나 자기 다이폴(magnetic dipole)로 등가적으로 치환하여 역문제 해석을 수행한다. 하지만, 영구자화 분포를 자하로 등가화하여 역문제를 해석할 경우, 시스템의 미지수의 개수가 상대적으로 작아지지만 실제 함정의 영구자화의 정확한 분포를 추정하기 어려울 뿐 아니라, 선체로부터 멀어지는 임의의 위치에서의 자기장 신호에 수치계산의 오차가 많이 포함될 가능성이 큰 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 함정의 영구자화 분포를 자기 다이폴(magnetic dipole)로부터 추정하여 함정 건조 전후의 자기장 신호에 대한 예측 결과에 높은 신뢰도를 제공하는 함정에 분포된 자기장 신호원 특성 분석 장치 및 방법과 그 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 함정에 분포된 자기장 신호원 특성 분석 장치는 함정에서 발생하는 자기장 신호를 수신하는 신호 수신부와, 상기 함정의 형상을 복수 개의 면으로 된 형상 정보로 분할하는 전처리부와, 상기 신호 수신부에서 수신한 자기장 신호와 상기 전처리부에 의하여 분할된 함정에 대한 복수 개의 면으로 된 형상 정보를 기반으로, 역문제 해석 방법을 이용하여 상기 함정에 대한 복수 개의 면 각각의 중심에 분포된 자기 다이폴(magnetic dipole)을 결정하는 역문제 해석부와, 상기 역문제 해석부에서 결정된 각각의 자기 다이폴을 이용하여 함정으로부터 이격된 특정 위치에서의 자기장 신호의 크기를 계산하는 후처리부를 포함한다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 함정에 분포된 자기장 신호원 특성 분석 방법은 함정에서 발생하는 자기장 신호를 수신하는 단계와, 상기 함정의 선체를 복수 개의 면으로 된 형상 정보로 분할하는 단계와, 상기 자기장 신호와 상기 함정에 대한 복수 개의 면으로 된 형상 정보를 기반으로, 역문제 해석 방법을 이용하여 상기 함정에 대한 복수 개의 면 각각의 중심에 분포된 자기 다이폴을 결정하는 단계와, 상기 각각의 자기 다이폴을 이용하여 함정으로부터 이격된 특정 위치에서의 자기장 신호의 크기를 계산하는 단계를 포함한다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 함정에 분포된 자기장 신호원 특성 분석 시스템은 자기장 신호원 특성 분석 장치와, 자기장 신호를 발생하는 함정와, 일정한 수심에 설치되는 복수의 자기장 센서와, 상기 자기장 센서와 상기 함정 간의 거리를 측정하기 위한 육상 제어장치 및 해상 제어장치를 포함하며, 상기 자기장 신호원 특성 분석 장치는, 함정에서 발생하는 자기장 신호를 수신하는 신호 수신부와, 상기 함정의 형상을 복수 개의 면으로 된 형상 정보로 분할하는 전처리부와, 상기 신호 수신부에서 수신한 자기장 신호와 상기 전처리부에 의하여 분할된 함정에 대한 복수 개의 면으로 된 형상 정보를 기반으로, 역문제 해석 방법을 이용하여 상기 함정에 대한 복수 개의 면 각각의 중심에 분포된 자기 다이폴을 결정하는 역문제 해석부와, 상기 역문제 해석부에서 결정된 각각의 자기 다이폴을 이용하여 함정으로부터 이격된 특정 위치에서의 자기장 신호의 크기를 계산하는 후처리부를 포함한다.
본 발명에 따른 함정에 분포된 자기장 신호원 특성 분석 장치를 이용하면, 함정의 선체에 분포하는 영구자화의 분포를 정확히 예측할 수 있어, 함정 건조 전후의 자기장 신호에 대한 예측 결과에 높은 신뢰도를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 함정의 자기장 신호원 특성 분석장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 함정의 자기장 신호원 특성 분석장치의 전처리부에서의 함정의 선체를 면 요소로 분할하는 개념도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 함정의 자기장 신호원 특성 분석장치에 역문제 해석 방법을 적용하는 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 함정의 자기장 신호원 특성 분석방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 역문제 해석방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 적용되는 역문제 해석 방법에서 자기장 신호의 크기를 계산하는 개념도이다.
도 7은 본 발명에 적용되는 역문제 해석 방법에서 가상소스 및 보조변수를 계산하는 개념도이다.
도 8은 본 발명에 따른 함정의 자기장 신호원 특성 분석 시스템의 개념도이다.
도 9는 본 발명에 따른 함정의 자기장 신호원 특성 분석 장치를 이용하여 계산된 자기장 신호의 크기와 측정된 자기장 신호의 크기의 비교 결과를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 함정의 자기장 신호원 특성 분석장치의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 함정에 분포된 자기장 신호원 특성 분석장치는 함정에서 발생하는 자기장 신호를 수신하는 신호 수신부(110)와, 상기 함정의 형상을 복수 개의 면으로 된 형상 정보로 분할하는 전처리부(130)와, 상기 신호 수신부에서 수신한 자기장 신호와 상기 전처리부에 의하여 분할된 함정에 대한 복수 개의 면으로 된 형상 정보를 기반으로, 역문제 해석 방법을 이용하여 상기 함정에 대한 복수 개의 면 각각의 중심에 분포된 자기 다이폴(magnetic dipole)을 결정하는 역문제 해석부(150)와, 상기 역문제 해석부에서 결정된 각각의 자기 다이폴을 이용하여 함정으로부터 이격된 특정 위치에서의 자기장 신호의 크기를 계산하는 후처리부(170)를 포함한다.
각각의 구성에 대하여 구체적으로 살펴보면, 먼저 상기 신호 수신부(110)는 함정에서 발생되는 자기장 신호를 수신하며, 상기 수신한 자기장 신호를 저장하기 위한 자료저장장치를 포함하도록 구성될 수 있다.
다음으로, 상기 전처리부(130)의 구체적인 동작을 살펴보기 위하여 도 2를 참조한다. 도 2는 본 발명에 따른 함정의 자기장 신호원 특성 분석장치의 전처리부에서의 함정의 선체를 면 요소(201)로 분할하는 개념도이며, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전처리부(130)는 함정 선체에 분포하는 자기장 신호원인 자기 다이폴을 이산적인 형태로 분포시키기 위하여, 함정을 복수 개의 면 요소(201)로 분할한다. 또한, 상기 전처리부(130)는 상기 신호 수신부(110)에 의해 수신된 자기장 신호를 다음에 진행될 역문제 해석에서의 목표 데이터로 설정한다.
그리고, 상기 역문제 해석부(150)는 상기 신호 수신부(110)에 의해 수신된 함정의 자기장 신호와, 상기 전처리부(130)에 의해 복수 개의 면 요소(201)로 분할된 함정의 형상정보를 바탕으로 역문제 해석방법을 이용하여 함정에 대한 복수 개의 면 각각의 중심에 분포된 자기 다이폴을 결정한다. 여기서, 상기 자기 다이폴은 크기와 방향을 가지는 3차원 벡터값으로 나타난다.
상기 역문제 해석부(150)의 동작을 이해하기 쉽게 설명하기 위하여 도 3a 및 도 3b를 참조한다. 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 함정의 자기장 신호원 특성 분석장치에 역문제 해석 방법을 적용하는 개념도로서, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 역문제 해석부(150)에서는 n개의 각 측정점(221~223)에서 측정된 자기장 신호(Bm1, Bm2, ..., Bmn)의 크기(230)로부터 역문제 해석 방법을 이용하여 함정(200)의 각각의 면 요소(201)의 중심에 분포하는 자기 다이폴을 계산하고, 상기 자기 다이폴로부터 도 3b에 도시된 바와 같은 함정의 특정 위치에서의 자기장 신호(Bc1, Bc2, ..., Bcn)의 크기(240)를 계산할 수 있다. 상기 역문제 해석방법의 상세 흐름은 후술하는 도 5에 대한 설명에서 기술하도록 한다.
한편, 상기 후처리부(170)는 상기 역문제 해석부(150)에 의하여 도출된 선체에서의 자기 다이폴 분포로부터 함정 위치에서의 자기장 신호의 크기를 계산한다.
도 4는 본 발명에 따른 함정에 분포된 자기장 신호원 특성 분석방법의 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 함정에서 발생하는 자기장 신호를 수신하는 단계(S401)와, 상기 함정의 선체를 복수 개의 면으로 된 형상 정보로 분할하는 단계(S402)와, 상기 자기장 신호와 상기 함정에 대한 복수 개의 면으로 된 형상 정보를 기반으로, 역문제 해석 방법을 이용하여 상기 함정에 대한 복수 개의 면 각각의 중심에 분포된 자기 다이폴을 결정하는 단계(S403)와, 상기 각각의 자기 다이폴을 이용하여 함정 위치에서의 자기장 신호의 크기를 계산하는 단계(S404)를 포함한다. 상기 각각의 단계는 위에서 서술한 함정의 자기장 신호원 특성 분석장치에서의 기능과 같으므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
도 5는 본 발명에 적용되는 역문제 해석방법의 흐름도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에서의 역문제 해석방법은 먼저, 자기장 신호의 크기를 계산하기 위한 설계변수 및 목적함수를 정의한다(S501). 여기서, 상기 설계변수는 자기장 신호의 소스가 되는 선체에 분포하는 자기 다이폴(M)이며, 상기 목적함수는 복수의 측정점 각각에서 측정된 함정 자기장 신호 크기와 함정의 자기 다이폴을 이용하여 계산된 상기 각각의 측정점에서의 자기장 신호 크기와의 차이를 제곱하는 것을 모든 측정점에 대하여 반복하여 합산한 결과이다.
상기 설계변수 및 목적함수가 정의되면, 상기 신호 수신부(110)에 의해 수신된 함정의 자기장 신호(Bmj)와 상기 전처리부(130)에 의해 복수 개의 면 요소(201)로 분할된 함정의 형상정보를 수집한다(S502).
그리고, 상기 함정의 각각의 면 요소(201) 중심에 분포하는 q개의 설계변수의 초기치(Mi 1)를 0으로 설정하고(S503), k번째 반복단계에서의 설계변수(Mi k)를 바탕으로 측정지점과 동일한 지점에서의 자기장 신호의 크기(Bcj k)를 수학식 1에 의하여 계산한다(S504).
Figure 112011022100764-pat00001
다음으로, 상기 계산된 자기장 신호의 크기를 바탕으로 목적함수(Fk), 가상소스(PMj k) 및 보조변수(λi k)를 각각 계산하며(S505~S506), 각각의 계산은 수학식 2에 의하여 수행된다.
Figure 112011022100764-pat00002
Figure 112011022100764-pat00003
Figure 112011022100764-pat00004
여기서, 상기 가상소스는 자기 다이폴에 대응하는 개념으로서 목적함수의 미분치로 구성되며, 상기 보조변수는 상기 가상소스를 구하는 계산식에 의해 구해진 일종의 상태변수 값을 의미한다.
다음으로, 상기 가상소스와 보조변수를 바탕으로 한 매질 민감도(dF/dp)를 수학식 3에 의하여 계산한다(S507). 여기서, 매질 민감도란 자기장 신호원인 자기 다이폴의 미소변화에 대한 목적함수의 미소변화량, 즉 기울기 정보를 말한다. 이때, p는 설계변수를 의미하며, 자기 다이폴(M)에 해당한다.
Figure 112011022100764-pat00005
여기서, ∇Xλi k는 λi k의 curl이다.
상기와 같이 매질 민감도가 계산되면, 상기 매질 민감도와 목적함수의 크기로부터 해(solution)의 수렴 여부를 판단한다(S508). 여기서, 해는 함정 선체, 즉 각각의 면 요소(201)의 중심에 분포하는 자기장 신호원인 각각의 자기 다이폴을 말한다.
그리고, 역문제 해석 방법을 반복 수행하여 각각의 면 요소(201)의 중심에 분포하는 자기 다이폴을 갱신하게 되며, 자기 다이폴을 갱신한 결과 실제 함정의 자기장 신호원과 근사한 크기의 자기장 신호원을 계산할 수 있게 되면 상기 목적함수의 크기는 일정값 이하가 되며, 상기 목적함수의 크기가 일정값 이하가 될 때를 해가 수렴할 때로 본다.
해가 수렴하지 않으면, 수학식 4에 의하여 설계변수(Mi k)를 수정하고(S709), 수정된 설계변수(Mi k +1)를 이용하여 다시 목적함수 및 매질 민감도를 계산하여 해의 수렴 여부를 판단하는 단계를 반복한다. 만약, 해가 수렴하면 본 발명에 적용되는 역문제 해석방법을 종료한다.
Figure 112011022100764-pat00006
상기와 같은 과정을 통하여 역문제 해석 방법이 종료되면, 최종 설계변수로부터 함정에 대한 특정 위치에서의 자기장 신호의 크기를 계산할 수 있게 된다.
이와 같이 최종 설계변수로부터 함정에 대한 특정 위치에서의 자기장 신호의 크기를 계산하는 이유는 다음과 같다. 즉, 함정으로부터 발생되는 정확한 자기장 신호의 크기를 측정하기 위해서는 다양한 수심에 자기장 센서들을 설치하는 것이 필요하지만, 실제 함정(200)으로부터의 자기장 신호는 본 발명에서 제시하는 바와 같이 일정한 수심(500)에 설치된 자기장 센서(401~403)를 통해서만 획득할 수 있기 때문이다. 따라서, 이와 같은 측정 수단의 한계로 인하여 함정(200)으로부터 멀리 이격된 위치에서의 자기장 신호를 측정할 수 없으므로, 역문제 해석 방법을 통하여 특정 위치에서 측정된 자기장 신호의 크기를 바탕으로 함정(200)에 분포하는 자기장 신호원의 크기를 신뢰할 만한 수준으로 구하고, 상기 신호원으로부터 특정 위치에서의 자기장 신호의 크기를 계산하는 것이다.
도 6은 본 발명에 적용되는 역문제 해석 방법에서 자기장 신호의 크기를 계산하는 개념도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 자기장 신호 각각의 크기(Bcj k)는 k번째 반복단계에서의 설계변수(Mi k)를 바탕으로 각 측정지점과 동일한 각각의 지점에서 계산된다.
도 7은 본 발명에 적용되는 역문제 해석 방법에서 가상소스 및 보조변수를 계산하는 개념도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 역문제 해석 방법에서 목적함수가 수렴되지 않으면 매질 민감도를 계산하기 위하여 각각의 측정지점에서 가상소스(PMj k)를 계산하고, 상기 계산된 가상소스로부터 보조변수(λi k)를 계산한다.
도 8는 본 발명에 따른 함정의 자기장 신호원 특성 분석 시스템의 개념도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 함정의 자기장 신호원 특성 분석 시스템은 자기장 신호원 특성 분석 장치와, 자기장 신호를 발생하는 함정(200)과, 일정한 수심에 설치되는 복수의 자기장 센서(401~403)와, 상기 자기장 센서와 상기 함정 간의 거리를 측정하기 위한 육상 제어장치(310) 및 해상 제어장치(210)를 포함한다. 여기서, 상기 자기장 신호원 특성 분석 장치의 신호 수신부(110)는 상기 자기장 센서(401~403)와 상기 육상 제어장치(310)로부터 측정된 신호들을 저장하는 자료저장장치(111)를 포함하며, 상기 자기장 신호원 특성 분석 장치는, 함정에서 발생하는 자기장 신호를 수신하는 신호 수신부(110)와, 상기 함정의 형상을 복수 개의 면으로 된 형상 정보로 분할하는 전처리부(130)와, 상기 신호 수신부에서 수신한 자기장 신호와 상기 전처리부에 의하여 분할된 함정에 대한 복수 개의 면으로 된 형상 정보를 기반으로, 역문제 해석 방법을 이용하여 상기 함정에 대한 복수 개의 면 각각의 중심에 분포된 자기 다이폴을 결정하는 역문제 해석부(150)와, 상기 역문제 해석부에서 결정된 각각의 자기 다이폴을 이용하여 함정 위치에서의 자기장 신호의 크기를 계산하는 후처리부(150)를 포함한다. 이때, 상기 신호 수신부의 구성요소 각각의 구체적인 기능은 상술한 바와 같다.
또한, 상기 육상 제어장치(310) 및 해상제어장치(210)는 DGPS(Differential GPS) 장비로 구성될 수 있다.
또한, 상기 역문제 해석부에서는, 상기 수신한 자기장 신호를 바탕으로 매질 민감도법을 이용하여 역문제 해석을 수행하며, 역문제 해석의 목적함수는, 복수의 측정점 각각에서 측정된 함정 자기장 신호 크기와 함정의 자기 다이폴을 이용하여 계산된 상기 각각의 측정점에서의 자기장 신호 크기와의 차이를 제곱하는 것을 모든 측정점에 대하여 반복하여 합산한 결과이다.
도 9는 본 발명에 따른 함정에 분포된 자기장 신호원 특성 분석 장치를 이용하여 계산된 자기장 신호의 크기와 측정된 자기장 신호의 크기의 비교 결과를 도시한 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용된 역문제 해석 방법을 통해 계산된 자기장 신호와 측정점에서 측정된 자기장 신호가 매우 유사한 곡선을 그리는 것을 알 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 함정의 자기장 신호원 특성 분석장치를 이용하면 수신한 자기장 신호를 바탕으로 매질 민감도를 이용한 역문제 해석방법으로 함정의 선체에 분포하는 자기 다이폴을 결정하고, 그 해석 결과로부터 특정 위치에서의 함정의 자기장 신호를 계산함으로써, 함정의 건조 전후의 자기장 신호 예측 결과에 대하여 높은 신뢰도를 부여할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용이 가능함은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 본 발명의 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 신호 측정부 111 : 자료저장장치
130 : 전처리부 150 : 역문제 해석부
170 : 후처리부 200 : 함정
201 : 면 요소 210 : 해상 제어장치
221 ~ 223 : 측정점 230 : 측정된 자기장 신호 크기
240 : 계산된 자기장 신호 크기 310 : 육상 제어장치
401 ~ 403 : 자기장 센서 500 : 일정 수심

Claims (9)

  1. 함정에서 발생하는 자기장 신호를 수신하는 신호 수신부;
    상기 함정의 형상을 복수 개의 면으로 된 형상 정보로 분할하는 전처리부;
    상기 신호 수신부에서 수신한 자기장 신호와 상기 전처리부에 의하여 분할된 함정에 대한 복수 개의 면으로 된 형상 정보를 기반으로, 역문제 해석 방법을 이용하여 상기 함정에 대한 복수 개의 면 각각의 중심에 분포된 자기 다이폴(magnetic dipole)을 결정하는 역문제 해석부;
    상기 역문제 해석부에서 결정된 각각의 자기 다이폴을 이용하여 함정으로부터 이격된 특정 위치에서의 자기장 신호의 크기를 계산하는 후처리부를 포함하되,
    상기 역문제 해석부에서는, 상기 수신한 자기장 신호를 바탕으로 매질 민감도법을 이용하여 역문제 해석을 수행하며, 역문제 해석의 목적함수는, 복수의 측정점 각각에서 측정된 함정 자기장 신호 크기와 함정의 자기 다이폴을 이용하여 계산된 상기 각각의 측정점에서의 자기장 신호 크기와의 차이를 제곱하는 것을 모든 측정점에 대하여 반복하여 합산한 결과인 것을 특징으로 하는 함정에 분포된 자기장 신호원 특성 분석 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 수신부는,
    상기 수신한 자기장 신호를 저장하기 위한 자료저장장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 함정에 분포된 자기장 신호원 특성 분석 장치.
  3. 삭제
  4. 함정에서 발생하는 자기장 신호를 수신하는 단계;
    상기 함정의 선체를 복수 개의 면으로 된 형상 정보로 분할하는 단계;
    상기 자기장 신호와 상기 함정에 대한 복수 개의 면으로 된 형상 정보를 기반으로, 역문제 해석 방법을 이용하여 상기 함정에 대한 복수 개의 면 각각의 중심에 분포된 자기 다이폴을 결정하는 단계; 및
    상기 각각의 자기 다이폴을 이용하여 함정 위치에서의 자기장 신호의 크기를 계산하는 단계를 포함하되,
    상기 역문제 해석 방법은, 상기 수신한 자기장 신호를 바탕으로 매질 민감도법을 이용하여 역문제 해석을 수행하며, 역문제 해석의 목적함수는, 복수의 측정점 각각에서 측정된 함정 자기장 신호 크기와 함정의 자기 다이폴을 이용하여 계산된 상기 각각의 측정점에서의 자기장 신호 크기와의 차이를 제곱하는 것을 모든 측정점에 대하여 반복하여 합산한 결과인 것을 특징으로 하는 함정에 분포된 자기장 신호원 특성 분석 방법.
  5. 삭제
  6. 자기장 신호원 특성 분석 장치;
    자기장 신호를 발생하는 함정;
    일정한 수심에 설치되는 복수의 자기장 센서;
    상기 자기장 센서와 상기 함정 간의 거리를 측정하기 위한 육상 제어장치 및 해상 제어장치를 포함하며,
    상기 자기장 신호원 특성 분석 장치는,
    함정에서 발생하는 자기장 신호를 수신하는 신호 수신부와, 상기 함정의 형상을 복수 개의 면으로 된 형상 정보로 분할하는 전처리부와, 상기 신호 수신부에서 수신한 자기장 신호와 상기 전처리부에 의하여 분할된 함정에 대한 복수 개의 면으로 된 형상 정보를 기반으로, 역문제 해석 방법을 이용하여 상기 함정에 대한 복수 개의 면 각각의 중심에 분포된 자기 다이폴을 결정하는 역문제 해석부와, 상기 역문제 해석부에서 결정된 각각의 자기 다이폴을 이용하여 함정으로부터 이격된 특정 위치에서의 자기장 신호의 크기를 계산하는 후처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 함정에 분포된 자기장 신호원 특성 분석 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 자기장 신호원 특성 분석 장치의 신호 수신부는,
    상기 자기장 센서와 상기 육상 제어장치로부터 측정된 신호들을 저장하는 자료저장장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 함정에 분포된 자기장 신호원 특성 분석 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 역문제 해석부에서는,
    상기 수신한 자기장 신호를 바탕으로 매질 민감도법을 이용하여 역문제 해석을 수행하며,
    역문제 해석의 목적함수는, 복수의 측정점 각각에서 측정된 함정 자기장 신호 크기와 함정의 자기 다이폴을 이용하여 계산된 상기 각각의 측정점에서의 자기장 신호 크기와의 차이를 제곱하는 것을 모든 측정점에 대하여 반복하여 합산한 결과인 것을 특징으로 하는 함정에 분포된 자기장 신호원 특성 분석 시스템.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 육상 제어장치 및 해상제어장치는 DGPS(Differential GPS) 장비인 것을 특징으로 하는 함정에 분포된 자기장 신호원 특성 분석 시스템.

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