KR101268344B1 - 방공 사격 통제 시스템 - Google Patents

방공 사격 통제 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이더로부터 탐지한 표적정보를 대공화기 운용자가 휴대하는 개인정보단말기로 수신받아 분석하여 위협도를 계산하고 사격 우선 대상을 선택하여 최고 위협표적 정보를 제공함으로써, 대공화기 운용자로 하여금 훈련 및 전시상황에서 전략적인 작전 수행능력을 향상할 수 있도록 한 방공 사격 통제 시스템에 관한 것으로,
본 발명은 표적 정보를 탐지하는 레이더와; 상기 레이더에서 탐지된 표적 정보를 수신하여 선택 지역별로 탐지된 표적의 융합정보를 도출하여 표적을 식별하는 개인정보단말기와; 상기 개인정보단말기로 수신된 레이더 표적정보를 통해 위협도를 분석하고 사격목표 대상을 선정하여 대공사격을 가하는 대공화기 운용자를 포함하여 상기 레이더로부터 탐지된 표적 정보를 개인정보단말기로 수신하고 상기 수신된 표적정보로 표적 식별, 표적 이동경로 예측, 지속적인 표적 탐지를 통해 위협 표적 정보를 분석하여 제공함으로써, 대공화기 운용자로 하여금 작전 수행 능력을 향상하도록 한 것이다
방공사격통제, 대공화기

Description

방공 사격 통제 시스템{AIR DEFENCE FIRING CONTROL SYSTEM}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방공 사격 통제 시스템의 전체 블럭도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 방공 사격 통제 시스템의 위협계산 플로우챠트
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 방공 사격 통제 시스템의 개인정보단말기의 표적정보 표시 화면 예시도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 방공 사격 통제 시스템의 개인정보단말기의 무기통제상태 정보 예시도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 방공 사격 통제 시스템의 위협도 계산시진입각, 위협각에 대한 설명도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 방공 사격 통제 시스템의 위협도 계산시근접거리 및 도달시간에 대한 설명도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10;레이더 11; 개인정보단말기
12; 대공화기 운용자 13; 웹 데이타 베이스
본 발명은 방공 사격 통제 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 레이더로부터 탐지한 표적정보를 대공화기 운용자가 휴대하는 개인정보단말기로 수신받아 분석하여 위협도를 계산하고 사격 우선 대상을 선택하여 최고 위협표적 정보를 제공함으로써, 대공화기 운용자로 하여금 훈련 및 전시상황에서 전략적인 작전 수행능력을 향상할 수 있도록 한 방공 사격 통제 시스템에 관한 것이다.
종래의 무기체계인 대공화기는 방공 사격 표적 출현에 대비하여 가상 의 표적을 향해 사격위치를 조준하는 일방향 지향 또는 조준사격으로 진행하게 된다. 이때 표적은 최대 근접거리가 3Km 이내에 대하여만 가능하고, 육안으로 관측된 위협표적에 대해 사격명령이 수행되거나, 운영자가 임의로 판단하여 수행하게 되므로 부정확한 판단을 초래하게 된다.
더욱이 1개의 표적 이외에 다수의 표적이 출현시, 피아 식별 및 사격 우선 순위를 결정하여야 하는 긴박한 상황에서는 대공화기 운용자의 판단 및 의사 결정에 더욱 어려워 신속하고 정확한 대응이 어렵게 된다.
따라서 신속하고 정확한 대응을 위하여 자동화된 계산시스템의 지원 및 표적 격멸에 대한 위협요소의 식별 및 최적화된 합리적인 계산 알고리즘이 요구된다.
그리고 최고 근접표적에 대한 우선 순위정보만이 아닌, 2차, 3차 --- n차 표적에 대한 대응 전략 및 시나리오 수립이 요구된다.
또한 상기 분산 배치된 다수의 레이더로부터 관측되어 전송되는 위협표적에 대한 정보도 문자 또는 숫자형태로 전송되게 되므로, 표적의 위치 확인이 난해하고, 상기 분산 배치된 다수의 레이더가 동일표적에 대하여 관측하여 전송시 전투체계 간에 네트워크망이 통합되지 않아 상이한 표적으로 인식될 확률이 높다.
그래서 표적위치 이동 변화 및 시간 추이에 따른 표적의 위협에 대한 신뢰도 확보 및 위협표적에 대한 대응 전략 수립이 불가능한 상태이다.
또한 실전 훈련 외에는 시뮬레이션할 수 없어 사용자로 하여금 레이더와 사격장치 간 연동훈련 경험을 축적할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 레이더로부터 탐지된 표적정보를 개인정보단말기로 수신받아 분석하여 위협도 계산 및 사격 우선대상을 선별할 수 있는 방공 사격 통제 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 레이더의 표적정보를 개인정보단말기로 웹 데이터 베이스 저장하고, 저장된 웹 데이터 베이스로부터 선택 지역별로 탐지된 표적의 융합정보를 도출하여 표적을 식별하도록 함으로써, 표적 식별력 증대, 표적의 이동경로 예측, 초기 탐지로부터 탐지 종료시까지 지속적인 탐지와 표적 정보 제공하게 되므로 정확한 판단과 결정할 수 있는 방공 사격 통제 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 레이더 표적 정보가 저장된 웹 데이터 베이스로부터 저장된 표적 정보 재생하여 시뮬레이터로 활용함으로써, 실제 전시상황과 동일한 환경에서의 연동 훈련 경험 증대를 통해 작전 수행 능력을 향상하는 데 있다.
상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 표적 정보를 탐지하는 레이더와; 상기 레이더에서 탐지된 표적 정보의 진입각(AFTC), 위협각(ATPL) 및 근접거리(CD)에 도달시간(TTG)에 따른 상기 표적 정보의 위협도를 분석하여 표적을 식별하는 개인정보단말기와; 상기 개인정보단말기로 수신된 레이더 표적정보를 통해 위협도를 분석하여 선정된 사격목표 대상에 대공사격을 가하는 대공화기를 포함하게 된다.
상기 개인정보단말기는 표적의 이동 경로 예측, 초기 탐지부터 탐지 종료까지의 시간과 거리 탐지 및 최고 위협표적 이외에 2차, 3차 표적에 대한 이동 정보를 제공을 포함한다.
상기 개인정보단말기는 상기 레이더로부터 표적 유무를 탐지하는 단계, 교전 가능한 거리 범위 내 있는가를 탐지하는 단계, 피아 식별 확인하는 단계, 진입 또는 퇴각 표적인가를 확인하는 단계, 최대 근접거리보다 벗어나 있는가를 확인하는 단계, 경계구역 내에 존재하는가를 확인하는 단계, 경계구역 내에 존재하나 사거리 밖에 있는가를 확인하는 단계, 표적을 확인하는 단계를 구비하는 위협도 알고리즘을 포함한다.
또한 상기의 목적을 실현하기 위한 다른 발명은 표적 정보를 탐지하는 레이더와; 상기 레이더에서 탐지된 표적 정보의 진입각(AFTC), 위협각(ATPL) 및 근접거리(CD)에 도달시간(TTG)에 따른 상기 표적 정보의 위협도를 분석하여 표적을 식별하는 개인정보단말기와; 상기 개인정보단말기로 수신된 레이더 표적정보를 통해 위협도를 분석하여 선정된 사격목표 대상에 대공사격을 가하는 대공화기와; 상기 개인정보단말기와 접속되어 개인정보단말기에 수신된 표적 정보를 저장하는 웹 데이타 베이스를 더 포함하게 된다.
따라서 본 발명에 의하면, 레이더로부터 탐지된 표적 정보를 개인정보단말기로 수신하고 상기 수신된 표적정보로 표적 식별, 표적 이동경로 예측, 지속적인 표 적 탐지를 통해 위협 표적 정보를 분석하여 제공함으로써, 대공화기 운용자로 하여금 작전 수행 능력을 향상하도록 한 것이다.
이하 첨부되는 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방공 사격 통제 시스템의 전체 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 방공 사격 통제 시스템의 위협계산 플로우챠트이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 방공 사격 통제 시스템의 개인정보단말기의 표적정보 표시화면 예시도이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 방공 사격 통제 시스템의 개인정보단말기의 무기통제상태 정보 예시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 방공 사격 통제 시스템의 위협도 계산시 진입각, 위협각에 대한 설명도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 방공 사격 통제 시스템의 위협도 계산시 근접거리 및 도달시간에 대한 설명도이다.
본 발명은 레이더(10), 개인정보단말기(11), 대공화기 운용자(12) 및 웹 데이타 베이스(13)를 포함한다.
상기 레이더(10)는 지역에 따라 분산 배치되어 출현하는 표적에 대하여 매우 짧은 시간에 마이크로파 또는 밀리미터파를 날카로운 지향성을 가진 안테나로 발사하고, 그 반사파를 수신하여 발사할 때부터의 시간차와, 목표물까지의 거리나 그 형태를 탐지하게 된다.
상기 개인정보단말기(11)는 상기 레이더(10)와 무선을 기반으로 접속되어 상기 레이터(10)에서 탐지된 표적 정보를 수신하고, 수신된 정보를 자체 위협도 계산 알고리즘으로 위협도 분석 및 평가하여 위협 표적에 대한 대응 전략을 수립하며, 훈련시작 및 종료 그리고 상기 표적 정보를 재생하게 된다.
상기 개인정보단말기(11)는 프로토콜 변환, 위협도 계산 알고리즘이 구비되어, 선택 지역별로 탐지된 표적의 융합정보를 도출하여 표적 식별, 표적의 이동 경로 예측, 탐지 초기부터 탐지 종료까지의 지속적인 탐지시간과 거리 및 최고 위협표적 이외에 2차, 3차 표적에 대한 이동 정보를 제공을 포함한다.
또한 개인정보단말기(11)는 상기 레이더(10)에서 탐지된 표적 정보를 인터넷 통신으로 웹 데이타 베이스(13)로 전송한다.
대공화기 운용자(12)는 상기 개인정보단말기(11)를 휴대하고, 상기 개인정보단말기(11)는 레이더(10)로부터 수신된 표적정보를 통해 위협도를 분석하고 사격 목표 대상을 선정하여 사격장치를 통제하고, 공중 공격에 대한 대공 사격 지휘하게 된다.
상기 웹 데이타 베이스(13)는 개인정보단말기(11)와 접속되어 상기 개인정보단말기(11)로부터 수신된 레이더(10)의 표적정보를 저장하게 된다.
또한 상기 웹 데이타 베이스(13)는 상기 대공화기 운용자(12)가 휴대하고 있는 개인정보단말기(11)로부터 표적정보를 수신하여 표적정보를 갱신하게 되고, 상기 탐지된 표적정보에 대한 정보 저장 및 데이타 베이스 재생을 통해서 시뮬레이터를 활용된다.
상기와 같이 구성되는 대공 사격 통제 시스템은 지역에 따라 분산 배치된 레이더(10)에서 탐지된 표적정보를 대공화기 운용자가 휴대하고 있는 개인정보단말 기(11)에서 수신하게 되고, 상기 개인정보단말기(11)에서는 수신된 표적정보를 웹 데이터 베이스(13)에 저장된다.
이어서 상기 개인정보단말기(11)에서는 웹 데이타 베이스(13)에 저장된 표적정보에 대하여 위협도 계산 알고리즘을 통해서 위협도 분석 및 평가하여 최고 위협 표적을 식별하게 되는데, 이때 상기 레이더(10)에서 탐지된 표적의 위협도 계산은 위협도에 영향을 주는 요소들로 표적의 진로에 대해 대공화기와의 각도(진입각, 위협각)와 최대 근접거리에 도달시간(대기시간, 비행시간)에 의거하여 표적의 위협도를 정하여 계산하게 된다.
상기 위협도는 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 개인정보단말기(11)에서 상기 레이더(10)로부터 탐지되어 수신된 표적정보에 대하여 표적 유무를 탐지하는 단계(S1), 교전 가능한 거리 범위(25Km) 내에 있는가를 탐지하는 단계(S2), 피아 식별 확인하는 단계(S3), 진입 또는 퇴각 표적인가를 확인하는 단계(S4), 최대 근접거리보다 벗어나 있는가를 확인하는 단계(S5), 경계구역 내에 존재하는가를 확인하는 단계(S6), 경계구역 내에 존재하나 사거리 밖에 있는가를 확인하는 단계(S7), 표적을 확인하는 단계(S8)로 계산하게 된다.
또한 상기 표적의 위협에 대한 대응을 수립하기 위해 위협도를 4개군(없음, 낮음, 중간, 높음으로 구분하여 평가 테이블을 도출하고, 수동으로 위협도의 오차를 보정하여 조정할 수 있도록 한다.
상기 개인정보단말기(11)에서는 상기 레이더(10)에서 탐지된 표적정보를 웹 데이터 베이스(13)에 접속하여 상기 웹 데이터 베이스(13)의 인터넷을 통한 송수신 으로 시뮬레이터의 기능을 갖추게 된다.
한편 상기 개인정보단말기(11)에서 위협도 계산시 도 3에 도시한 바와 같이, 표적 정보 전시 화면을 구성하게 된다. 즉 운영방식, 표적좌표계 선택, 레이더 전시구역, 사격/무기 통제, 표적정보 전시구역을 전시 거리별로 선택하여 모니터링 가능하며, 전시된 표적에 대한 위협도를 계산하여 표시된다.
상기 사격/무기통제는 도 4에 도시한 바와 같이, 대공화기의 현재 위치를 입력하여 현재 위치에서 표적과의 거리를 계산하게 되며, 또한 방공경보상태, 사격통제상태, 무기통제상태를 레이더(10)로부터 수신받는다.
또한 상기 위협도 계산시 위협도에 영향을 주는 요소들로 표적의 진로에 대해 대공화기와의 각도 진입각, 위협각에 대하여, 도 5에 도시한 바와 같이 상기 진입각(AFTC(Angle From FU via Target to Crossing Point)은 계산된 표적의 방위(BRG), 전송된 표적의 진로(CRS:Course)와 전면판의 스위치로 입력된 주사격방향(PL:Priority Line)을 이용하여 각 표적의 진입각(AFTC)를 계산한다.
상기 각 표적의 진입각(AFTC) = (BRG + 180°) - CRS(표적의 진로); FU(대공화기) 및 표적과 CP가 이루는 각, 진입각이 90°보다 크면 퇴각 표적이고, 작으면 진입 표적이다.
상기 위협각(ATPL(Angle of course Target to Priority Line)은 계산된 표적의 방위(BRG), 전송된 표적의 진로((CRS:Course)와 전면판의 스위치로 입력된 주사격방향을 이용하여 각 표적의 위협각(ATPL)을 계산한다.
위협각(ATPL) = CRS - PL ; 주사격 방향에 대한 표적의 진로, 위협각(ATPL) 의 절대값이 180°에 가까울수록 위협도가 높은 표적이다.
상기 위협도 계산시 적용되는 위협도 평가 요소인 근접거리(CD) 및 도달시간(TTG)에 대하여, 상기 근접거리(CD)는 현재의 진로로 표적이 비행하였을 경우 대공화기(FU)와 가장 가깝게 접근할 때의 거리를 나타낸다.
CD = RNG * sin(AFTC); 값이 작을수록 위협도가 높은 표적이다.
도달시간(TTG)은 표적이 현재의 속도와 진로로 근접거리에 도달하는데 걸리는 시간을 나타내며, 계산된 표적과의 거리, 진입각(AFTC) 및 전송된 표적의 속도를 이용하여 도달시간을 구한다.
TTG = R / SPD = (RNG * cos(AFTC)) / SPD; 같은 거리, 같은 진로의 표적 중 속도가 빠른 표적(도달시간이 짧은 표적)은 위협도가 높은 것으로 취급된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 레이더로부터 탐지된 표적정보를 개인정보단말기로 수신하여 웹 데이타 베이스에 저장함과 아울러, 수신된 표적 정보는 표적 식별, 표적 이동경로 예측, 초기 탐지로부터 종료 탐지시까지 지속적인 탐지와 표적정보를 제공하게 되므로 상기 탐지된 표적에 대하여 정확한 작전 수행 능력을 발휘할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
또한 본 발명은 레이더 표적 정보가 저장된 웹 데이터 베이스와 개인정보단말기로 저장된 표적정보 재생하여 시뮬레이터로 활용함으로써, 실제 전시상황과 동일한 환경에서의 연동 훈련 경험 증대를 통해 향상된 작전 수행 능력을 발휘할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Claims (4)

  1. 표적 정보를 탐지하는 레이더와;
    상기 레이더에서 탐지된 표적 정보의 진입각(AFTC), 위협각(ATPL) 및 근접거리(CD)에 도달시간(TTG)에 따른 상기 표적 정보의 위협도를 분석하여 표적을 식별하는 개인정보단말기와;
    상기 개인정보단말기로 수신된 레이더 표적정보를 통해 위협도를 분석하여 선정된 사격목표 대상에 대공사격을 가하는 대공화기를 포함하는 방공 사격 통제 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 개인정보단말기는 표적의 이동 경로 예측, 초기 탐지부터 탐지 종료까지의 시간과 거리 탐지 및 최고 위협표적 이외에 2차, 3차 표적에 대한 이동 정보를 제공을 포함하는 방공 사격 통제 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 개인정보단말기는 상기 레이더로부터 표적 유무를 탐지하는 단계, 교전 가능한 거리 범위 내 있는가를 탐지하는 단계, 피아 식별 확인하는 단계, 진입 또는 퇴각 표적인가를 확인하는 단계, 최대 근접거리보다 벗어나 있는가를 확인하는 단계, 경계구역 내에 존재하는가를 확인하는 단계, 경계구역 내에 존재하나 사거리 밖에 있는가를 확인하는 단계, 표적을 확인하는 단계를 구비하는 위협도 알고리즘을 포함하는 방공 사격 통제 시스템.
  4. 표적 정보를 탐지하는 레이더와;
    상기 레이더에서 탐지된 표적 정보의 진입각(AFTC), 위협각(ATPL) 및 근접거리(CD)에 도달시간(TTG)에 따른 상기 표적 정보의 위협도를 분석하여 표적을 식별하는 개인정보단말기와;
    상기 개인정보단말기로 수신된 레이더 표적정보를 통해 위협도를 분석하여 선정된 사격목표 대상에 대공사격을 가하는 대공화기와;
    상기 개인정보단말기와 접속되어 개인정보단말기에 수신된 표적 정보를 저장하는 웹 데이타 베이스를 더 포함하는 방공 사격 통제 시스템.
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