KR101781572B1 - Apparatus and method for generating dme pulse used in navigation system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 항법 시스템에 사용되는 DME(Distance Measuring Equipment) 펄스 생성 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 하나의 기본 DME 펄스를 입력시켜 유전자 알고리듬을 이용하여 복수의 DME 펄스를 생성하고 이 생성된 DME 펄스에 대한 스펙트럼 파워 및 형태와 거리측정 정확도를 계산하여 ICAO(International Civil Aviation Organization)의 DME 펄스 규격 및 설정값과 비교하면서 3단계에 걸쳐서 필터링하고 1개의 DME 펄스가 선택될 때 까지 본 과정을 반복 수행하여서 거리측정 정확도가 뛰어난 최종 DME 펄스를 생성하는, 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for producing a distance measuring equipment (DME) pulse used in a navigation system, and more particularly, to a method and apparatus for generating a plurality of DME pulses using a genetic algorithm by inputting a basic DME pulse, The spectral power and shape and distance measurement accuracy are calculated and compared with the DME pulse specification and set value of the International Civil Aviation Organization (ICAO), filtering is performed in three steps, and this process is repeated until one DME pulse is selected And more particularly, to a DME pulse generation apparatus and method used in a navigation system that generates final DME pulses with high accuracy in distance measurement.
일반적으로, DME 네트워크를 이용한 위치측정 방식은 DME/DME라 한다. 이 방식에서 항공기 DME 아비오닉스(Avionics)는 지상 DME 장비에 요청신호를 보내고 지상 DME 장비가 응답신호를 보낸다. DME 아비오닉스는 요청신호를 보낸 후 응답신호를 받기까지의 시간을 측정하고 이를 이용하여 항공기와 지상 DME 장비의 거리측정을 한다. DME 네트워크에서 사용되는 요청신호는 WAM(Wide Area Multilateration)과 달리 한 쌍의 펄스를 사용한다. DME 펄스는 국제 표준으로 정해져 있으며 어떤 펄스 형태를 사용하는 가에 따라 거리측정 정확도가 달라진다. 기존의 일반적인 펄스형태는 가우시안으로 다른 DME 장비에 대한 주파수 간섭이 작은 특성이 있다.In general, DME / DME is a method of position measurement using a DME network. In this way, the aircraft DME Avionics sends a request signal to the ground DME equipment and the ground DME equipment sends a response signal. DME avionics measures the time from receiving the request signal to receiving the response signal and using it to measure the distance between the aircraft and the ground DME equipment. Unlike WAM (Wide Area Multilateration), the request signal used in the DME network uses a pair of pulses. DME pulses are defined as international standards and the accuracy of distance measurement depends on which pulse shape is used. The conventional pulse shape is Gaussian and has low frequency interference to other DME equipment.
종래의 가우시안 펄스 생성 장치는, 예컨대 국내 특허 공개 2005-0111602호 공보에 개시된 바와 같이, 복수의 딜레이 펄스(Delay Pulse)를 생성하는 딜레이 펄스 생성부(101), 복수의 딜레이 펄스 각각을 진폭 변조하는 진폭 변조부(103), 및 진폭 변조된 딜레이 펄스들을 결합하여 가우시안 펄스(Guassian Pulse)를 생성하는 가우시안 펄스 생성부(104)를 포함하는 것을 특징으로 한다. The conventional Gaussian pulse generating apparatus includes a delay pulse generating section 101 for generating a plurality of delay pulses (Delay Pulse), and a delay pulse generating section 102 for amplitude-modulating each of the plurality of delay pulses, for example, as disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-0111602 An amplitude modulator 103 and a Gaussian pulse generator 104 for generating a Gaussian pulse by combining the amplitude modulated delay pulses.
상기와 같이 구성된 종래의 가우시안 펄스 생성 장치는 가우시안 펄스를 발생하는데, 이 가우시안 펄스는 완만한 펄스 상승시간으로 인해 잡음과 다중반사파의 영향을 많이 받는다는 문제점이 있었다.The conventional Gaussian pulse generating apparatus configured as described above generates Gaussian pulses, which are affected by noise and multiple reflected waves due to a gentle rise time of the pulses.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 거리측정 정확도를 향상시킬 수 있는, 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for generating a DME pulse for use in a navigation system capable of improving distance measurement accuracy.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시형태에 의한, 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 장치는 ICAO의 DME 펄스 규격을 저장하도록 구성된 펄스 규격 저장부; 기본적인 DME 펄스를 입력받아 유전자 알고리듬에 의해 돌연변이 및 교배시켜 복수의 DME 펄스를 생성하며, 이 DME 펄스들을 3 단계로 필터링하여 하나의 DME 펄스가 되었을 때 이 DME 펄스를 최종 DME 펄스로 출력하도록 구성된 제어부; 상기 제어부에서 생성된 DME 펄스의 스펙트럼 파워를 계산하도록 구성된 펄스 스펙트럼 파워 계산부; 상기 DME 펄스의 상승시간, 폭 및 하강시간과 같은 펄스 형태를 계산하도록 구성된 펄스 형태 계산부; 및 상기 DME 펄스의 거리 측정 정확도를 계산하도록 구성된 거리 측정 정확도 계산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for generating a DME pulse used in a navigation system, including: a pulse specification storage configured to store a DME pulse standard of ICAO; A control unit configured to receive a basic DME pulse and generate a plurality of DME pulses by mutation and crossing by a genetic algorithm, filter the DME pulses in three steps to output one DME pulse as a final DME pulse, ; A pulse spectrum power calculation unit configured to calculate a spectral power of the DME pulse generated by the control unit; A pulse shape calculation unit configured to calculate a pulse shape such as a rise time, a width, and a fall time of the DME pulse; And a distance measurement accuracy calculation unit configured to calculate a distance measurement accuracy of the DME pulse.
상기 실시형태에 의한, 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 장치에 있어서, 상기 3 단계는 상기 펄스 스펙트럼 파워 계산부를 이용하여 상기 생성된 DME 펄스의 스펙트럼 파워를 계산하고, 그 계산된 스펙트럼 파워와 상기 ICAO의 DME 펄스 규격을 비교하여 상기 생성된 DME 펄스 중 상기 ICAO의 DME 펄스 규격에 부합하는 스펙트럼 파워를 갖는 DME 펄스를 선택하는 제 1 단계; 상기 펄스 형태 계산부를 이용해 상기 제 1 단계에서 선택된 펄스의 형태를 계산하고, 그 계산된 펄스 형태와 상기 ICAO의 DME 펄스 규격을 비교하여 상기 제 1 단계에서 선택된 DME 펄스 중 상기 ICAO의 DME 펄스 규격에 부합하는 펄스 형태를 갖는 DME 펄스를 선택하는 제 2 단계; 및 상기 거리 측정 정확도 계산부를 이용해 상기 제 2 단계에서 선택된 DME 펄스의 거리 측정 정확도를 계산하고, 그 계산된 거리 측정 정확도를 설정값과 비교하여 상기 제 2 단계에서 선택된 DME 펄스 중 상기 설정값 이상이 되는 거리 측정 정확도를 갖는 펄스를 선택하는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the DME pulse generation device used in the navigation system according to the above embodiment, the third step calculates the spectral power of the generated DME pulse using the pulse spectrum power calculation unit, and calculates the spectral power of the ICAO And selecting a DME pulse having a spectral power corresponding to the DME pulse standard of the ICAO among the generated DME pulses; Wherein the pulse shape calculating unit calculates the pulse shape selected in the first step and compares the calculated pulse shape with the DME pulse standard of the ICAO to determine the DME pulse standard of the ICAO among the DME pulses selected in the first step A second step of selecting a DME pulse having a matching pulse shape; Calculating a distance measurement accuracy of the DME pulse selected in the second step using the distance measurement accuracy calculation unit, comparing the calculated distance measurement accuracy with a set value, and comparing the calculated DME pulse with the set value, And a third step of selecting a pulse having a distance measurement accuracy to be measured.
상기 실시형태에 의한, 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 제 3 단계에서 선택된 DME 펄스의 수가 하나가 아니면 이 선택된 DME 펄스를 기본적인 DME 펄스로 하여 유전자 알고리듬에 의해 돌연변이 및 교배시켜 DME 펄스를 생성하며, 이 DME 펄스에 대한 상기 3 단계의 필터링을 반복수행할 수 있다.In the DME pulse generation device used in the navigation system according to the above embodiment, if the number of DME pulses selected in the third step is not one, the control unit sets the selected DME pulse as a basic DME pulse, To generate a DME pulse, and the above three-step filtering for this DME pulse can be repeated.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시형태에 의한, 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 방법은 제어부에 기본적인 DME 펄스가 입력되는 펄스 입력 단계; 제어부가 입력된 기본적인 DME 펄스를 유전자 알고리듬에 의해 돌연변이 및 교배시켜 복수의 DME 펄스를 생성하는 펄스 생성 단계; 펄스 스펙트럼 파워 계산부가 상기 펄스 생성 단계에서 생성된 DME 펄스의 스펙트럼 파워를 계산하는 스펙트럼 파워 계산 단계; 제어부가 상기 스펙트럼 파워 계산 단계에서 계산된 DME 펄스의 스펙트럼 파워와 펄스 규격 저장부에 저장된 ICAO의 DME 펄스 규격을 비교하여 상기 펄스 생성 단계에서 생성된 DME 펄스 중 상기 ICAO의 DME 펄스 규격에 부합하는 스펙트럼 파워를 갖는 DME 펄스를 선택하는 제 1 필터링 단계; 펄스 형태 계산부가 상기 제 1 필터링 단계에서 선택된 DME 펄스의 펄스 형태를 계산하는 펄스 형태 계산 단계; 제어부가 상기 펄스 형태 계산 단계에서 계산된 DME 펄스의 펄스 형태와 상기 펄스 규격 저장부에 저장된 ICAO의 DME 펄스 규격을 비교하여 상기 제 1 필터링 단계에서 선택된 DME 펄스 중 상기 ICAO의 DME 펄스 규격에 부합하는 펄스 형태를 갖는 DME 펄스를 선택하는 제 2 필터링 단계; 거리측정 정확도 계산부가 상기 제 2 필터링 단계에서 선택된 DME 펄스의 거리측정 정확도를 계산하는 거리측정 정확도 계산 단계; 제어부가 상기 거리측정 정확도 계산 단계에서 계산된 DME 펄스의 거리 측정 정확도를 설정값과 비교하여 상기 제 2 필터링 단계에서 선택된 DME 펄스 중 상기 설정값 이상이 되는 거리 측정 정확도를 갖는 DME 펄스를 선택하는 제 3 필터링 단계; 제어부가 상기 제 3 필터링 단계에서 선택된 DME 펄스의 수가 1개인지의 여부를 결정하는 결정 단계; 및 상기 결정 단계에서 선택된 DME 펄스의 수가 1개이면 제어부가 그 선택된 DME 펄스를 최종 DME 펄스로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of generating a DME pulse for use in a navigation system, including: inputting a basic DME pulse to a control unit; A pulse generating step of generating a plurality of DME pulses by mutating and crossing the basic DME pulses inputted by the controller by a genetic algorithm; A spectral power calculation step of calculating a spectral power of the DME pulse generated in the pulse generation step; The control unit compares the spectral power of the DME pulse calculated in the spectrum power calculation step with the DME pulse standard of the ICAO stored in the pulse specification storage unit and outputs a spectrum corresponding to the DME pulse standard of the ICAO among the DME pulses generated in the pulse generation step A first filtering step of selecting a DME pulse having power; A pulse shape calculating step of calculating a pulse shape of the DME pulse selected in the first filtering step; The control unit compares the pulse shape of the DME pulse calculated in the pulse shape calculation step with the DME pulse standard of the ICAO stored in the pulse specification storage unit and compares the DME pulse specification with the DMAO pulse standard of the ICAO among the DME pulses selected in the first filtering step A second filtering step of selecting a DME pulse having a pulse shape; A distance measurement accuracy calculation step in which the distance measurement accuracy calculation unit calculates the distance measurement accuracy of the DME pulse selected in the second filtering step; The control unit compares the distance measurement accuracy of the DME pulse calculated in the distance measurement accuracy calculation step with the set value to select a DME pulse having a distance measurement accuracy higher than the set value among the DME pulses selected in the second filtering step 3 filtering step; Determining whether the number of DME pulses selected in the third filtering step is 1 or not; And if the number of DME pulses selected in the determining step is one, the controller outputs the selected DME pulse as a final DME pulse.
상기 다른 실시형태에 의한 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 방법은 상기 결정 단계에서 선택된 DME 펄스의 수가 1개 보다 많으면 이 선택된 DME 펄스를 기본적인 DME 펄스로 제어부에 입력시킨 후 상기 생성 단계로 진행될 수 있다.In the DME pulse generation method used in the navigation system according to the another embodiment, if the number of DME pulses selected in the determination step is greater than one, the selected DME pulse may be input to the control unit as a basic DME pulse, .
상기 다른 실시형태에 의한 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 방법에 있어서, 상기 최종 DME 펄스는 시간에 대한 정규화된 진폭의 함수를 이루며, 펄스가 -5.32㎲에서 시작되고, 펄스폭이 3.4㎲이고, 피크치가 -1㎲에서 1이며, 피크를 기준으로 좌측에서의 진폭이 0.1 ~ 0.9 구간의 평균 속도는 2.8㎲이며, 피크를 기준으로 우측에서의 진폭이 0.9 ~ 0.1 구간의 평균 속도는 3.0㎲이며, 변곡점이 -3㎲에서 진폭이 0.25인 지점에 존재하며, 꼭지점이 1.0㎲에서 진폭이 0.557인 지점에 존재할 수 있다.The method of claim 1, wherein the last DME pulse is a function of the normalized amplitude over time, the pulse starts at -5.32 占 퐏, the pulse width is 3.4 占 퐏, And the peak value is 1 at -1 占 퐏. The average velocity of the amplitude of 0.1 to 0.9 on the left side of the peak is 2.8 占 퐏 based on the peak, and the average velocity of the amplitude of 0.9 to 0.1 on the right side of the peak is 3.0 占 퐏 , At an inflection point of -3 s at an amplitude of 0.25, and at a vertex of 1.0 s at an amplitude of 0.557.
본 발명의 실시형태들에 의한, 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 장치 및 방법에 의하면, 기본적인 DME 펄스가 입력되면 입력된 기본적인 DME 펄스를 유전자 알고리듬에 의해 돌연변이 및 교배시켜 복수의 DME 펄스를 생성하고, 이 생성된 DME 펄스의 스펙트럼 파워를 계산하며, 이 계산된 DME 펄스의 스펙트럼 파워와 ICAO의 DME 펄스 규격을 비교하여 생성된 DME 펄스 중 ICAO의 DME 펄스 규격에 부합하는 스펙트럼 파워를 갖는 DME 펄스를 선택하고, 이 선택된 DME 펄스의 펄스 형태를 계산하며, 이 계산된 DME 펄스의 펄스 형태와 ICAO의 DME 펄스 규격을 비교하여 선택된 DME 펄스 중 ICAO의 DME 펄스 규격에 부합하는 펄스 형태를 갖는 DME 펄스를 선택하며, 이 선택된 DME 펄스의 거리측정 정확도를 계산하고, 이 계산된 DME 펄스의 거리 측정 정확도를 설정값과 비교하여 선택된 DME 펄스 중 설정값 이상이 되는 거리 측정 정확도를 갖는 DME 펄스를 선택하고, 이 선택된 DME 펄스의 수가 1개인지의 여부를 결정하여 선택된 DME 펄스의 수가 1개이면 그 선택된 DME 펄스를 최종 DME 펄스로 출력하도록 구성됨으로써, 거리측정 정확도가 뛰어난 최종 DME 펄스를 생성할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.According to the DME pulse generation apparatus and method used in the navigation system according to the embodiments of the present invention, when a basic DME pulse is input, a basic DME pulse is mutated and mated by a genetic algorithm to generate a plurality of DME pulses , The spectrum power of the generated DME pulse is calculated, and a DME pulse having spectral power conforming to the ICAO DME pulse among the DME pulses generated by comparing the calculated spectral power of the DME pulse with the DME pulse standard of ICAO And compares the pulse shape of the selected DME pulse with the pulse shape of the calculated DME pulse and the DME pulse standard of the ICAO. Then, a DME pulse having a pulse shape conforming to the ICAO DME pulse of the selected DME pulse , Calculates the distance measurement accuracy of the selected DME pulse, compares the distance measurement accuracy of the calculated DME pulse with the set value If the number of selected DME pulses is 1, it is determined whether the number of selected DME pulses is 1 or not. If the number of selected DME pulses is 1, the selected DME pulse is set as a final DME pulse So that it is possible to generate a final DME pulse with excellent distance measurement accuracy.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한, 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한, 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
도 3은 도 2의 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 방법에 의해 생성된 최종 DME 펄스를 나타내는 도면이다.1 is a block diagram of a DME pulse generator used in a navigation system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart for explaining a DME pulse generation method used in a navigation system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a final DME pulse generated by the DME pulse generation method used in the navigation system of FIG. 2. FIG.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한, 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 장치의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of a DME pulse generator used in a navigation system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 의한 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 펄스 규격 저장부(100), 제어부(200), 펄스 스펙트럼 파워(pulse spectrum power) 계산부(300), 펄스 형태 계산부(310) 및 거리 측정 정확도 계산부(320)를 포함한다.1, the DME pulse generator used in the navigation system according to the embodiment of the present invention includes a pulse
펄스 규격 저장부(100)는 ICAO(International Civil Aviation Organization)에서 규정한 DME 펄스 규격을 저장하는 메모리로서 제어부(200)에서 펄스 스펙트럼 파워 및 펄스 형태와 비교하기 위한 기준 값을 제공하는 역할을 한다.The pulse
제어부(200)는 기본적인 DME 펄스를 입력받아 유전자 알고리듬에 의해 돌연변이 및 교배시켜 복수의 DME 펄스를 생성하며, 이 DME 펄스들을 3 단계로 필터링하여 하나의 DME 펄스가 되었을 때 이 DME 펄스를 최종 DME 펄스로 출력하는 역할을 한다.The
3 단계의 필터링 단계에 대해서 좀 더 상세하게 설명하기로 한다. The filtering steps of the three stages will be described in more detail.
먼저, 제어부(200)가 펄스 스펙트럼 파워 계산부(300)를 이용하여 생성된 DME 펄스의 스펙트럼 파워를 계산하고, 그 계산된 스펙트럼 파워와 펄스 규격 저장부(100)에서 제공된 ICAO의 DME 펄스 규격을 비교하여 생성된 DME 펄스 중 ICAO의 DME 펄스 규격에 부합하는 스펙트럼 파워를 갖는 DME 펄스를 선택한다(제 1 단계).First, the
이어서, 제어부(200)가 펄스 형태 계산부(310)를 이용해 제 1 단계에서 선택된 DME 펄스의 형태(펄스의 상승시간, 폭 및 하강시간)를 계산하고, 그 계산된 펄스 형태와 상기 ICAO의 DME 펄스 규격을 비교하여 제 1 단계에서 선택된 DME 펄스 중 ICAO의 DME 펄스 규격에 부합하는 펄스 형태를 갖는 DME 펄스를 선택한다(제 2 단계).Next, the
이후, 제어부(200)가 거리 측정 정확도 계산부(320)를 이용해 제 2 단계에서 선택된 DME 펄스의 거리 측정 정확도를 계산하고, 그 계산된 거리 측정 정확도를 설정값과 비교하여 제 2 단계에서 선택된 DME 펄스 중 상기 설정값 이상이 되는 거리 측정 정확도를 갖는 펄스를 선택한다(제 3 단계).Thereafter, the
또한 제어부(200)는 제 3 단계에서 선택된 DME 펄스의 수가 하나가 아니면 이 선택된 DME 펄스를 기본적인 DME 펄스로 하여 유전자 알고리듬에 의해 돌연변이 및 교배시켜 DME 펄스를 생성하며, 이 DME 펄스에 대한 상기 3 단계의 필터링을 반복 수행한다.If the number of DME pulses selected in the third step is not one, the
펄스 스펙트럼 파워 계산부(300)는 제어부(200)에서 생성된 DME 펄스의 스펙트럼 파워를 계산하여 제어부(200)에 제공하는 역할을 한다.The pulse spectrum
펄스 형태 계산부(310)는 DME 펄스의 상승시간, 폭 및 하강시간과 같은 펄스 형태를 계산하여 제어부(200)에 제공하는 역할을 한다.The pulse
거리 측정 정확도 계산부(320)는 DME 펄스의 거리 측정 정확도를 계산하여 제어부(200)에 제공하는 역할을 한다.The distance measurement
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 장치를 사용하여 구현되는, 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 방법에 대해 설명하기로 한다.The DME pulse generation method used in the navigation system, which is implemented using the DME pulse generation apparatus used in the navigation system according to the embodiment of the present invention, will now be described.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한, 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 방법을 설명하기 위한 플로우챠트로서, 여기서 S는 스텝(step)을 의미한다.2 is a flow chart for explaining a DME pulse generation method used in a navigation system according to an embodiment of the present invention, wherein S means step.
먼저, 제어부(200)에 기본적인 DME 펄스가 입력되면(S10), 제어부(200)는 입력된 기본적인 DME 펄스를 유전자 알고리듬에 의해 돌연변이 및 교배시켜 복수의 DME 펄스를 생성한다(S20).First, when a basic DME pulse is input to the controller 200 (S10), the
이어서, 펄스 스펙트럼 파워 계산부(300)가 상기 스텝(S20)에서 생성된 DME 펄스에 대한 스펙트럼 파워를 계산하여 제어부(200)에 제공한다(S30).Next, the pulse spectrum
이때, 제어부(200)가 상기 스텝(S30)에서 계산된 DME 펄스의 스펙트럼 파워와 펄스 규격 저장부(100)에 저장된 ICAO의 DME 펄스 규격을 비교하여 상기 스텝(S20)에서 생성된 DME 펄스 중 ICAO의 DME 펄스 규격에 부합하는 스펙트럼 파워를 갖는 DME 펄스를 선택한다(S40).At this time, the
이후, 펄스 형태 계산부(310)가 상기 스텝(S40)에서 선택된 DME 펄스에 대한 펄스 형태를 계산하여 제어부(200)에 제공한다(S50).Thereafter, the pulse
이때, 제어부(200)가 상기 스텝(S50)에서 계산된 DME 펄스의 펄스 형태와 펄스 규격 저장부(100)에 저장된 ICAO의 DME 펄스 규격을 비교하여 상기 스텝(S40)에서 선택된 DME 펄스 중 ICAO의 DME 펄스 규격에 부합하는 펄스 형태를 갖는 DME 펄스를 선택한다(S60).At this time, the
이어서, 거리측정 정확도 계산부(320)가 상기 스텝(S60)에서 선택된 DME 펄스에 대한 거리측정 정확도를 계산하여 제어부(200)에 제공한다(S70).Then, the distance measurement
이때, 제어부(200)가 상기 스텝(S70)에서 계산된 DME 펄스의 거리 측정 정확도를 설정값과 비교하여 상기 스텝(S60)에서 선택된 DME 펄스 중 상기 설정값 이상이 되는 거리 측정 정확도를 갖는 DME 펄스를 선택한다(S80).At this time, the
이어서, 제어부(200)가 상기 스텝(S80)에서 선택된 DME 펄스의 수가 1개인지의 여부를 결정한다(S90).Subsequently, the
상기 스텝(S90)에서 선택된 DME 펄스의 수가 1개이면(YES), 제어부(200)가 그 선택된 DME 펄스를 최종 DME 펄스로 출력한다(S100).If the number of DME pulses selected in step S90 is one (YES), the
한편, 상기 스텝(S90)에서 선택된 DME 펄스의 수가 1개 보다 많으면(NO), 이 선택된 DME 펄스를 기본적인 DME 펄스로 하여 피드백시켜 제어부(200)에 입력시킨 후(S110), 상기 스텝(S20)으로 진행된다.If the number of DME pulses selected in step S90 is greater than one (NO), the selected DME pulse is fed back to the
도 3은 도 2의 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 방법에 의해 생성된 최종 DME 펄스를 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a diagram showing a final DME pulse generated by the DME pulse generation method used in the navigation system of FIG. 2. FIG.
상기 스텝(S100)에서 출력되는 최종 DME 펄스는, 도 3에 도시된 바와 같이, 시간에 대한 정규화된 진폭의 함수를 이룬다. 펄스는 -5.32㎲에서 시작되고, 펄스폭은 3.4㎲이고, 피크치는 -1㎲에서 1을 가지며, 변곡점은 -3㎲에서 진폭이 0.25인 지점에 존재하며, 꼭지점은 1.0㎲에서 진폭이 0.557인 지점에 존재한다. 피크를 기준으로 좌측에서 진폭이 0.1 ~ 0.9 구간의 평균 속도(즉, 상승 속도)는 2.8㎲이다. 한편, 피크를 기준으로 우측에서 진폭이 0.9 ~ 0.1 구간의 평균 속도(즉, 하강 속도)는 3.0㎲이다.The final DME pulse output in step S100 is a function of the normalized amplitude over time, as shown in Fig. The pulse starts at -5.32 μs, the pulse width is 3.4 μs, the peak value is 1 at -1 μs, the inflexion point is at a point where the amplitude is 0.25 at -3 μs, the vertex is 1.0 μs and the amplitude is 0.557 It exists at the point. The average velocity (i.e., the rising velocity) of the amplitude from 0.1 to 0.9 on the left side with respect to the peak is 2.8 占 퐏. On the other hand, the average velocity (i.e., falling velocity) of the amplitude of 0.9 to 0.1 on the right side of the peak is 3.0 占 퐏.
상기 최종 DME 펄스는 변곡점으로부터 피크까지의 빠른 상승속도가 다이렉트 펄스(direct pulse)와 멀티패스 펄스(multipath pulse)가 중첩될 때에 중첩된 펄스의 50% 진폭 지점과 다이렉트 펄스의 50% 진폭 지점의 차이가 최소화되게 한다. 피크를 기준으로 우측 반부의 형태는 거리측정 DME 펄스 규격을 맞추는 역할을 한다.The final DME pulse has a fast rise speed from the inflection point to the peak when a direct pulse and a multipath pulse are superimposed, the difference between the 50% amplitude point of the superimposed pulse and the 50% amplitude point of the direct pulse . The shape of the right half with respect to the peak serves to match the distance measurement DME pulse specification.
본 발명의 실시예에 의한, 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 장치 및 방법에 의하면, 기본적인 DME 펄스가 입력되면 입력된 기본적인 DME 펄스를 유전자 알고리듬에 의해 돌연변이 및 교배시켜 복수의 DME 펄스를 생성하고, 이 생성된 DME 펄스의 스펙트럼 파워를 계산하며, 이 계산된 DME 펄스의 스펙트럼 파워와 ICAO의 DME 펄스 규격을 비교하여 생성된 DME 펄스 중 ICAO의 DME 펄스 규격에 부합하는 스펙트럼 파워를 갖는 DME 펄스를 선택하고, 이 선택된 DME 펄스의 펄스 형태를 계산하며, 이 계산된 DME 펄스의 펄스 형태와 ICAO의 DME 펄스 규격을 비교하여 선택된 DME 펄스 중 ICAO의 DME 펄스 규격에 부합하는 펄스 형태를 갖는 DME 펄스를 선택하며, 이 선택된 DME 펄스의 거리측정 정확도를 계산하고, 이 계산된 DME 펄스의 거리 측정 정확도를 설정값과 비교하여 선택된 DME 펄스 중 설정값 이상이 되는 거리 측정 정확도를 갖는 DME 펄스를 선택하고, 이 선택된 DME 펄스의 수가 1개인지의 여부를 결정하여 선택된 DME 펄스의 수가 1개이면 그 선택된 DME 펄스를 최종 DME 펄스로 출력하도록 구성됨으로써, 거리측정 정확도가 뛰어난 최종 DME 펄스를 생성할 수 있다.According to the apparatus and method for generating a DME pulse used in a navigation system according to an embodiment of the present invention, when a basic DME pulse is input, a basic DME pulse is mutated and mated by a genetic algorithm to generate a plurality of DME pulses, The spectral power of the generated DME pulse is calculated, and the DME pulse having the spectral power corresponding to the ICAO DME pulse of the generated DME pulse is selected by comparing the calculated spectrum power of the DME pulse with the DME pulse standard of ICAO The pulse shape of the selected DME pulse is calculated, and a DME pulse having a pulse shape conforming to the ICAO DME pulse of the selected DME pulse is selected by comparing the pulse shape of the calculated DME pulse with the DME pulse standard of ICAO , Calculates the distance measurement accuracy of the selected DME pulse, and compares the distance measurement accuracy of the calculated DME pulse with the set value to select If the number of selected DME pulses is 1, it is determined whether the number of selected DME pulses is 1 or not. If the number of selected DME pulses is 1, the selected DME pulse is output as a final DME pulse , It is possible to generate a final DME pulse with excellent distance measurement accuracy.
도면과 명세서에는 최적의 실시예가 개시되었으며, 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the best mode has been shown and described in the drawings and specification, certain terminology has been used for the purpose of describing the embodiments of the invention and is not intended to be limiting or to limit the scope of the invention described in the claims. It is not. Therefore, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
100: 펄스 규격 저장부
200: 제어부
300: 펄스 스펙트럼 파워 계산부
310: 펄스 형태 계산부
320: 거리 측정 정확도 계산부100: Pulse standard storage unit
200:
300: Pulse spectrum power calculation unit
310: Pulse type calculation unit
320: distance measurement accuracy calculation unit
Claims (6)
기본적인 DME 펄스를 입력받아 유전자 알고리듬에 의해 돌연변이 및 교배시켜 복수의 DME 펄스를 생성하며, 이 DME 펄스들을 3 단계로 필터링하여 하나의 DME 펄스가 되었을 때 이 DME 펄스를 최종 DME 펄스로 출력하도록 구성된 제어부;
상기 제어부에서 생성된 DME 펄스의 스펙트럼 파워를 계산하도록 구성된 펄스 스펙트럼 파워 계산부;
상기 DME 펄스의 상승시간, 폭 및 하강시간과 같은 펄스 형태를 계산하도록 구성된 펄스 형태 계산부; 및
상기 DME 펄스의 거리 측정 정확도를 계산하도록 구성된 거리 측정 정확도 계산부를 포함하는, 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 장치.A pulse specification storage configured to store a DME pulse standard of ICAO;
A control unit configured to receive a basic DME pulse and generate a plurality of DME pulses by mutation and crossing by a genetic algorithm, filter the DME pulses in three steps to output one DME pulse as a final DME pulse, ;
A pulse spectrum power calculation unit configured to calculate a spectral power of the DME pulse generated by the control unit;
A pulse shape calculation unit configured to calculate a pulse shape such as a rise time, a width, and a fall time of the DME pulse; And
And a distance measurement accuracy calculation section configured to calculate a distance measurement accuracy of the DME pulse.
상기 3 단계는
상기 펄스 스펙트럼 파워 계산부를 이용하여 상기 생성된 DME 펄스의 스펙트럼 파워를 계산하고, 그 계산된 스펙트럼 파워와 상기 ICAO의 DME 펄스 규격을 비교하여 상기 생성된 DME 펄스 중 상기 ICAO의 DME 펄스 규격에 부합하는 스펙트럼 파워를 갖는 DME 펄스를 선택하는 제 1 단계;
상기 펄스 형태 계산부를 이용해 상기 제 1 단계에서 선택된 펄스의 형태를 계산하고, 그 계산된 펄스 형태와 상기 ICAO의 DME 펄스 규격을 비교하여 상기 제 1 단계에서 선택된 DME 펄스 중 상기 ICAO의 DME 펄스 규격에 부합하는 펄스 형태를 갖는 DME 펄스를 선택하는 제 2 단계; 및
상기 거리 측정 정확도 계산부를 이용해 상기 제 2 단계에서 선택된 DME 펄스의 거리 측정 정확도를 계산하고, 그 계산된 거리 측정 정확도를 설정값과 비교하여 상기 제 2 단계에서 선택된 DME 펄스 중 상기 설정값 이상이 되는 거리 측정 정확도를 갖는 펄스를 선택하는 제 3 단계를 포함하는, 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 장치.The method according to claim 1,
The third step
Calculating a spectral power of the generated DME pulse using the pulse spectrum power calculator, comparing the calculated spectral power with the DME pulse standard of the ICAO, and comparing the calculated spectral power with the DME pulse standard of the ICAO, A first step of selecting a DME pulse having a spectral power;
Wherein the pulse shape calculating unit calculates the pulse shape selected in the first step and compares the calculated pulse shape with the DME pulse standard of the ICAO to determine the DME pulse standard of the ICAO among the DME pulses selected in the first step A second step of selecting a DME pulse having a matching pulse shape; And
Calculating a distance measurement accuracy of the DME pulse selected in the second step using the distance measurement accuracy calculation unit and comparing the calculated distance measurement accuracy with a set value to determine whether the DME pulse is greater than the set value among the DME pulses selected in the second step And a third step of selecting a pulse having distance measurement accuracy.
상기 제어부는
상기 제 3 단계에서 선택된 DME 펄스의 수가 하나가 아니면 이 선택된 DME 펄스를 기본적인 DME 펄스로 하여 유전자 알고리듬에 의해 돌연변이 및 교배시켜 DME 펄스를 생성하며, 이 DME 펄스에 대한 상기 3 단계의 필터링을 반복수행하는, 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 장치. 3. The method of claim 2,
The control unit
If the number of DME pulses selected in the third step is not one, the DME pulse is mutated and mated by a genetic algorithm using the selected DME pulse as a basic DME pulse to generate a DME pulse, and the three-step filtering for the DME pulse is repeated A DME pulse generator for use in a navigation system.
제어부에 기본적인 DME 펄스가 입력되는 펄스 입력 단계;
제어부가 입력된 기본적인 DME 펄스를 유전자 알고리듬에 의해 돌연변이 및 교배시켜 복수의 DME 펄스를 생성하는 펄스 생성 단계;
펄스 스펙트럼 파워 계산부가 상기 펄스 생성 단계에서 생성된 DME 펄스의 스펙트럼 파워를 계산하는 스펙트럼 파워 계산 단계;
제어부가 상기 스펙트럼 파워 계산 단계에서 계산된 DME 펄스의 스펙트럼 파워와 펄스 규격 저장부에 저장된 ICAO의 DME 펄스 규격을 비교하여 상기 펄스 생성 단계에서 생성된 DME 펄스 중 상기 ICAO의 DME 펄스 규격에 부합하는 스펙트럼 파워를 갖는 DME 펄스를 선택하는 제 1 필터링 단계;
펄스 형태 계산부가 상기 제 1 필터링 단계에서 선택된 DME 펄스의 펄스 형태를 계산하는 펄스 형태 계산 단계;
제어부가 상기 펄스 형태 계산 단계에서 계산된 DME 펄스의 펄스 형태와 상기 펄스 규격 저장부에 저장된 ICAO의 DME 펄스 규격을 비교하여 상기 제 1 필터링 단계에서 선택된 DME 펄스 중 상기 ICAO의 DME 펄스 규격에 부합하는 펄스 형태를 갖는 DME 펄스를 선택하는 제 2 필터링 단계;
거리측정 정확도 계산부가 상기 제 2 필터링 단계에서 선택된 DME 펄스의 거리측정 정확도를 계산하는 거리측정 정확도 계산 단계;
제어부가 상기 거리측정 정확도 계산 단계에서 계산된 DME 펄스의 거리 측정 정확도를 설정값과 비교하여 상기 제 2 필터링 단계에서 선택된 DME 펄스 중 상기 설정값 이상이 되는 거리 측정 정확도를 갖는 DME 펄스를 선택하는 제 3 필터링 단계;
제어부가 상기 제 3 필터링 단계에서 선택된 DME 펄스의 수가 1개인지의 여부를 결정하는 결정 단계; 및
상기 결정 단계에서 선택된 DME 펄스의 수가 1개이면 제어부가 그 선택된 DME 펄스를 최종 DME 펄스로 출력하는 단계를 포함하는, 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 방법.A DME pulse generation method for use in a navigation system using a DME pulse generation device used in the navigation system of claim 1,
A pulse input step of inputting a basic DME pulse to the control unit;
A pulse generating step of generating a plurality of DME pulses by mutating and crossing the basic DME pulses inputted by the controller by a genetic algorithm;
A spectral power calculation step of calculating a spectral power of the DME pulse generated in the pulse generation step;
The control unit compares the spectral power of the DME pulse calculated in the spectrum power calculation step with the DME pulse standard of the ICAO stored in the pulse specification storage unit and outputs a spectrum corresponding to the DME pulse standard of the ICAO among the DME pulses generated in the pulse generation step A first filtering step of selecting a DME pulse having power;
A pulse shape calculating step of calculating a pulse shape of the DME pulse selected in the first filtering step;
The control unit compares the pulse shape of the DME pulse calculated in the pulse shape calculation step with the DME pulse standard of the ICAO stored in the pulse specification storage unit and compares the DME pulse specification with the DMAO pulse standard of the ICAO among the DME pulses selected in the first filtering step A second filtering step of selecting a DME pulse having a pulse shape;
A distance measurement accuracy calculation step in which the distance measurement accuracy calculation unit calculates the distance measurement accuracy of the DME pulse selected in the second filtering step;
The control unit compares the distance measurement accuracy of the DME pulse calculated in the distance measurement accuracy calculation step with the set value to select a DME pulse having a distance measurement accuracy higher than the set value among the DME pulses selected in the second filtering step 3 filtering step;
Determining whether the number of DME pulses selected in the third filtering step is 1 or not; And
And if the number of selected DME pulses is one, the controller outputs the selected DME pulse as a final DME pulse.
상기 결정 단계에서 선택된 DME 펄스의 수가 1개 보다 많으면 이 선택된 DME 펄스를 기본적인 DME 펄스로 제어부에 입력시킨 후 상기 생성 단계로 진행되는, 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 방법.5. The method of claim 4,
And if the number of DME pulses selected in the determining step is greater than one, the selected DME pulse is input to the control unit as a basic DME pulse, and then the process proceeds to the generating step.
상기 최종 DME 펄스는
시간에 대한 정규화된 진폭의 함수를 이루며,
펄스가 -5.32㎲에서 시작되고,
펄스폭이 3.4㎲이고,
피크치가 -1㎲에서 1이며,
피크를 기준으로 좌측에서의 진폭이 0.1 ~ 0.9 구간의 평균 속도는 2.8㎲이며,
피크를 기준으로 우측에서의 진폭이 0.9 ~ 0.1 구간의 평균 속도는 3.0㎲이며,
변곡점이 -3㎲에서 진폭이 0.25인 지점에 존재하며,
꼭지점이 1.0㎲에서 진폭이 0.557인 지점에 존재하는, 항법 시스템에 사용되는 DME 펄스 생성 방법.5. The method of claim 4,
The final DME pulse
≪ / RTI > is a function of the normalized amplitude over time,
The pulse starts at -5.32 占 퐏,
The pulse width is 3.4 占 퐏,
The peak value is 1 at 1 mu s,
The average velocity of the amplitude of 0.1 to 0.9 on the left side of the peak is 2.8 占 퐏,
The average velocity of the amplitude of 0.9 to 0.1 on the right side of the peak is 3.0 占 퐏,
Exists at a point where the inflection point is -3 mu s and the amplitude is 0.25,
Wherein the peak is at a point where the vertex is 1.0 占 퐏 and the amplitude is 0.557.
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