KR101989525B1 - Two-axes gimbaled rf seeker and mehtod for estimating guidance filter model - Google Patents
Two-axes gimbaled rf seeker and mehtod for estimating guidance filter model Download PDFInfo
- Publication number
- KR101989525B1 KR101989525B1 KR1020180004004A KR20180004004A KR101989525B1 KR 101989525 B1 KR101989525 B1 KR 101989525B1 KR 1020180004004 A KR1020180004004 A KR 1020180004004A KR 20180004004 A KR20180004004 A KR 20180004004A KR 101989525 B1 KR101989525 B1 KR 101989525B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- target
- relative
- searcher
- calculating
- model
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
- F41G7/00—Direction control systems for self-propelled missiles
- F41G7/20—Direction control systems for self-propelled missiles based on continuous observation of target position
- F41G7/22—Homing guidance systems
- F41G7/2246—Active homing systems, i.e. comprising both a transmitter and a receiver
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
- F41G9/00—Systems for controlling missiles or projectiles, not provided for elsewhere
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B15/00—Self-propelled projectiles or missiles, e.g. rockets; Guided missiles
- F42B15/01—Arrangements thereon for guidance or control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
Abstract
Description
본 명세서는 2축 김발형 탐색기 및 이의 유도필터 모델 산출 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 비행체에 탑재된 2축 김발형 RF 탐색기의 표적신호를 기반으로, 표적과 비행체간의 상대기하 정보를 정밀 추정하는 2축 김발형 탐색기 및 이의 유도필터 모델 산출 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a two-axis gimbal type searcher and a method of calculating a derivative filter model of the two-axis gimbal type searcher based on a target signal of a two- A two-axis jig type searcher and an induction filter model calculation method therefor.
본 발명의 배경이 되는 기술은 2축 김발형 RF 탐색기 기반의 상대기하 추정을 위한 유도필터 모델의 산출 방법에 관한 것이다.The background art of the present invention relates to a calculation method of an inductive filter model for relative geometry estimation based on a two-axis Kimbo type RF searcher.
본 발명의 유도필터 모델 산출 방법이 제안되기 전, 2축 김발 RF 탐색기 기반의 상대기하 정보를 추정하는 대부분의 유도필터는 관성 좌표계 기준 표적-비행체간의 상대위치/상대속도 벡터를 필터의 상태변수로 정의하고, 관성 좌표계 기준의 표적-비행체간의 시선각/상대거리/접근속도를 측정치 모델로 정의하여 구현되어왔다. 이 경우, 탐색기의 표적 시선오차(Boresight Error)와 김발각 그리고 항법(Inertial Navigation System) 자세정보를 이용하여 관성축 시선각을 산출하고, 이를 유도필터 측정치 갱신(Measurement Update) 알고리듬에 적용하게 된다. Before the method of calculating the inductive filter model of the present invention is proposed, most of the inductive filters for estimating the relative geometry information based on the two-axis gimbal RF searcher use the relative position / relative velocity vectors between the inertial coordinate reference target- And it is implemented by defining the measurement angle model as the gaze angle / relative distance / approach velocity between the target and the aircraft based on the inertial coordinate system. In this case, the inertial axis line angle is calculated by using the Boresight Error of the searcher and the information about the attitude of the navigation system and the inertial navigation system, and then applied to the measurement update algorithm of the inductive filter.
하지만, 이와 같은 방법은 항법 자세정보에 시간에 따라 점점 증가하는 바이어스오차(Bias Error)가 존재할 시, 산출되는 관성축 시선각에 바이어스오차가 동일하게 발생하고, 이를 통해 추정된 상대기하 정보에도 유사하게 바이어스오차가 발생하게 되는 문제점이 있다. 따라서 항법 자세정보의 바이어스오차를 제거하면서 정밀하게 표적-비행체간의 상대기하 정보를 추정하기 위한 유도필터 모델의 설계 필요성이 대두되었다.However, in such a method, when there is a bias error that gradually increases with time in the navigation attitude information, a bias error occurs in the inertia axis line angle that is calculated at the same time, There is a problem that a bias error occurs. Therefore, the necessity of the design of the inductive filter model to estimate the relative geometry information between the target and the aviation has been raised while eliminating the bias error of the navigation attitude information.
따라서, 본 명세서는 종래기술의 한계를 개선하는 것을 과제로 하여, 항법 자세정보의 바이어스오차에 의해 야기되는 추정오차를 제거하면서 표적-비행체간의 상대기하 정보를 정밀 추정하는 2축 김발형 탐색기 및 2축 김발형 탐색기의 유도필터 모델 산출 방법을 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a two-axis gimbal-type searcher for precisely estimating relative geometry information between target and flight objects while eliminating estimation error caused by bias error of navigation attitude information, We propose a derivation method of the induction filter model of axis jig type explorer.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 본 명세서에 개시된 2축 김발형 탐색기 및 2축 김발형 탐색기의 유도필터 모델 산출 방법은, 김발 탐색기 좌표계 정의 및 이를 기준으로 한 상대위치/상대속도 벡터를 상태변수로 정의하여 이에 대한 측정치 모델 관계식을 도출하고, 또한 김발 탐색기 좌표계 기준으로 정의한 상대위치 및 상대속도 벡터의 시간 전파(Time Propagation)에 대한 상태방정식을 산출함으로써 유도필터 설계를 위한 운동방정식 모델을 산출하는 것을 과제 해결 수단으로 한다.In order to solve the above-described problems, a method for calculating an inductive filter model of a 2-axis gimbal type searcher and a 2-axis gimbal type searcher disclosed in the present specification is a method for calculating an inductive filter model of a 2-axis gimbal type searcher, And the state equations for the time propagation of the relative position and relative velocity vector defined on the basis of the Gimhae explorer coordinate system are calculated to calculate the motion equation model for the inductive filter design As a solution to the problem.
이와 같은 과제 해결 수단을 기술적 특징으로 하는 본 명세서에 개시된 2축 김발형 탐색기는, 탐색 대상 표적을 탐색하는 2축 김발형 탐색기로, 상기 표적에 탐색 신호를 방사하여, 상기 표적으로부터 반사된 반사 신호를 수신하는 탐색부, 상기 탐색부의 지향 방향을 조절하는 구동부, 상기 탐색기의 기하 정보를 센싱하는 센싱부 및 상기 탐색부, 상기 구동부 및 상기 센싱부를 제어하고, 상기 반사 신호의 수신 결과 및 상기 기하 정보를 근거로 상기 표적에 대한 측정치 모델 또는 상태 방정식 모델 중 어느 하나 이상을 포함하는 유도필터 모델을 산출하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 표적에 대한 지향을 유지한 상태에서 탐색 좌표계를 설정하고, 설정한 상기 탐색 좌표계에 따라 상기 유도필터 모델을 산출한다.A two-axis gimbal type searcher disclosed in the present specification is a two-axis gimbal type searcher for searching a target to be searched. A search signal is radiated on the target, and a reflected signal A sensing unit for sensing the geometry information of the searcher, and a controller for controlling the searching unit, the driving unit, and the sensing unit, and the reception result of the reflection signal and the geometry information And a control unit for calculating an inductive filter model including at least one of a measurement value model and a state equation model for the target based on the target coordinate system and the control unit, And calculates the inductive filter model according to the set search coordinate system.
일실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 유도필터 모델을 산출하는 경우, 상기 탐색부가 상기 표적에 대한 지향을 유지하도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.In one embodiment, the control unit may control the driving unit so that the search unit maintains the orientation with respect to the target when calculating the inductive filter model.
일실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 탐색 좌표계에 따른 상기 표적과의 상대 위치 및 상대 속도를 판단하고, 상기 상대 위치 및 상대 속도에 따라 상기 수신 결과 및 상기 기하 정보를 근거로 상기 유도필터 모델을 산출할 수 있다.In one embodiment, the control unit determines the relative position and the relative speed with respect to the target according to the search coordinate system, and calculates the inductive filter model based on the reception result and the geometric information according to the relative position and the relative speed. Can be calculated.
일실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 상대 위치 및 상대 속도에 따라 상기 수신 결과를 분석하여 상기 탐색기와 상기 표적 간의 상대 거리, 접근 속도 및 시선 오차를 산출하고, 상기 상대 거리, 상기 접근 속도 및 시선 오차를 근거로 상기 측정치 모델을 산출할 수 있다.In one embodiment, the control unit analyzes the reception result according to the relative position and the relative speed to calculate a relative distance, an approaching speed and a visual axis error between the searcher and the target, and calculates the relative distance, The measurement model can be calculated based on the error.
일실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 상대 위치 및 상대 속도로부터 상기 상대 위치 및 상대 속도 각각의 시간 변화율을 산출하고, 상기 시간 변화율 및 상기 기하 정보를 근거로 상기 상태 방정식 모델을 산출할 수 있다.In one embodiment, the control unit may calculate the time rate of change of the relative position and the relative speed from the relative position and the relative speed, and calculate the state equation model based on the time rate of change and the geometry information.
또한, 본 명세서에 개시된 2축 김발형 탐색기의 유도필터 모델 산출 방법은, 탐색 대상 표적을 선정하여, 상기 표적을 지향하는 단계, 상기 탐색기의 탐색 좌표계를 설정하여, 상기 탐색 좌표계에 따른 상기 표적 과의 상대 위치 및 상대 속도를 판단하는 단계, 상기 탐색기의 기하 정보를 센싱하는 단계, 상기 표적에 탐색 신호를 방사하여, 상기 표적으로부터 반사된 반사 신호를 수신하는 단계 및 상기 상대 위치 및 상대 속도를 근거로 상기 반사 신호의 수신 결과를 분석하여, 상기 표적에 대한 측정치 모델 또는 상태 방정식 모델 중 어느 하나 이상을 산출하는 단계를 포함한다.The method of calculating an induction filter model of a two-axis gimbal type searcher disclosed in the present specification is characterized by selecting a target to be searched, directing the target, setting a search coordinate system of the searcher, Sensing the geometry information of the searcher, radiating a search signal to the target, receiving a reflected signal reflected from the target, and determining a relative position and a relative velocity based on the relative position and relative velocity, And analyzing the reception result of the reflection signal to calculate at least one of a measurement value model and a state equation model for the target.
일실시 예에서, 상기 지향하는 단계부터 상기 산출하는 단계까지, 상기 표적에 대한 지향을 유지할 수 있다.In one embodiment, the orientation to the target can be maintained from the directing step to the calculating step.
일실시 예에서, 상기 산출하는 단계는, 상기 상대 위치 및 상대 속도에 따라 상기 수신 결과를 분석하여 상기 탐색기와 상기 표적 간의 상대 거리, 접근 속도 및 시선 오차를 산출하고, 상기 상대 거리, 상기 접근 속도 및 시선 오차를 근거로 상기 측정치 모델을 산출할 수 있다.In one embodiment, the calculating step may include calculating a relative distance, an approaching speed, and a viewing error between the searcher and the target by analyzing the reception result according to the relative position and the relative speed, And the gaze error can be calculated.
일실시 예에서, 상기 산출하는 단계는, 상기 상대 위치 및 상대 속도로부터 상기 상대 위치 및 대 속도 각각의 시간 변화율을 산출하고, 상기 시간 변화율 및 상기 기하 정보를 근거로 상기 상태 방정식 모델을 산출할 수 있다.In one embodiment, the calculating step may calculate the time rate of change of the relative position and the relative velocity from the relative position and the relative velocity, and calculate the state equation model based on the time rate of change and the geometry information have.
이상과 같은 기술적 특징을 갖는 본 명세서에서 제안하는 2축 김발형 탐색기 및 이의 유도필터 모델 산출 방법은, 2축 김발 시스템 위에 고정된 직교좌표계를 기준으로 표적-비행체간의 상대위치 및 상대속도 벡터를 상태변수로 정의하고, 이 정의된 상태변수를 이용하여, RF 탐색기의 표적신호를 측정치로 정의한 측정치 모델과 상태변수의 시간 전파를 위한 상태방정식 운동모델을 산출한다.The two-axis jig type searcher and its inductive filter model calculation method proposed in the present specification having the technical features described above are based on a rectangular coordinate system fixed on a two-axis gimbal system, and a relative position and a relative velocity vector between the target- And the state equation for the time propagation of the state variable is calculated by using the defined state variable and the measurement model that defines the target signal of the RF searcher as the measurement value.
본 명세서에 개시된 2축 김발형 탐색기의 유도필터 모델 산출 방법은, 상술한 바와 같은 과제 해결 수단을 통해, 항법 자세정보의 바이어스오차에 의해 야기되는 추정오차를 제거하면서 동시에 정밀한 표적-비행체간의 상대기하 정보의 추정이 가능해지는 효과가 있다.The method of calculating the inductive filter model of the biaxial jig type seeker disclosed in the present specification can reduce the estimation error caused by the bias error of the navigation attitude information while simultaneously reducing the relative error between the precise target- It is possible to estimate the information.
이를 통해, 표적으로의 정확한 호밍 유도를 수행할 수 있으며, 또한 2축 김발형 탐색기를 탑재한 유사 비행체계/무인체계에도 쉽게 적용이 가능해지는 효과가 있다.This makes it possible to perform accurate humming induction to a target and also to be applied to a similar flight / unmanned system equipped with a two-axis jig type searcher.
도 1은 본 명세서에 개시된 2축 김발형 탐색기의 구성을 나타낸 구성도.
도 2는 본 명세서에 개시된 2축 김발형 탐색기의 유도필터 모델 산출 방법의 순서를 나타낸 순서도.
도 3은 본 명세서에 개시된 2축 김발형 탐색기 및 이의 유도필터 모델 산출 방법의 구체적인 적용 예에 따른 유도필터 모델 산출 개념을 나타낸 예시도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a two-axis gimbal type searcher disclosed in the present specification; FIG.
2 is a flowchart showing a procedure of a calculation method of an inductive filter model of the biaxial jig type searcher disclosed in this specification;
3 is a diagram illustrating a concept of calculating an inductive filter model according to a specific application example of a biaxial jig type searcher and its inductive filter model calculation method disclosed in the present specification.
본 명세서는 2축 김발형 탐색기 및 이의 유도필터 모델 산출 방법에 관한 것으로, 2축 김발형 RF 탐색기 기반의 상대기하 추정을 위한 유도필터 모델의 산출 방법, 또는 이를 적용한 탐색기, 탐색 시스템에 적용될 수 있다. 그러나 본 명세서에 개시된 기술은 이에 한정되지 않고, 상기 기술의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 탐색 장치, 탐색 시스템, 탐색 방법 및 유도필터 모델 산출 방법에 적용되어 실시될 수 있다.The present invention relates to a method of calculating a two-axis jig type searcher and an inductive filter model thereof, and can be applied to a calculation method of an inductive filter model for relative geometry estimation based on a two-axis Kimbo type RF searcher, or a searcher and a search system using the same . However, the technology disclosed in the present specification is not limited thereto, and can be applied to all the search devices, the search system, the search method, and the guidance filter model calculation method to which the technical idea of the technology can be applied.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It is noted that the technical terms used herein are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the scope of the technology disclosed herein. Also, the technical terms used herein should be interpreted as being generally understood by those skilled in the art to which the presently disclosed subject matter belongs, unless the context clearly dictates otherwise in this specification, Should not be construed in a broader sense, or interpreted in an oversimplified sense. In addition, when a technical term used in this specification is an erroneous technical term that does not accurately express the concept of the technology disclosed in this specification, it should be understood that technical terms which can be understood by a person skilled in the art are replaced. Also, the general terms used in the present specification should be interpreted in accordance with the predefined or prior context, and should not be construed as being excessively reduced in meaning.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Also, the singular forms "as used herein include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprising ", or" comprising "and the like should not be construed as necessarily including the various elements or steps described in the specification, Or may be further comprised of additional components or steps.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals denote like or similar elements, and redundant description thereof will be omitted.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.Further, in the description of the technology disclosed in this specification, a detailed description of related arts will be omitted if it is determined that the gist of the technology disclosed in this specification may be obscured. It is to be noted that the attached drawings are only for the purpose of easily understanding the concept of the technology disclosed in the present specification, and should not be construed as limiting the spirit of the technology by the attached drawings.
먼저, 본 명세서에 개시된 2축 김발형 탐색기 및 이의 유도필터 모델 산출 방법의 구성을 설명한다.First, the configuration of a biaxial jig type searcher and its inductive filter model calculation method disclosed in this specification will be described.
본 명세서에 개시된 2축 김발형 탐색기 및 이의 유도필터 모델 산출 방법의 구성은, 본 발명에서 제안하는 유도필터 모델 산출 방법의 전제가 되는 구성으로, 2축 김발 시스템의 구성으로 이루어질 수 있다.The configuration of the biaxial jig type searcher and its inductive filter model calculation method disclosed in the present specification is a premise of the inductive filter model calculation method proposed by the present invention and can be configured with a biaxial gyration system.
본 명세서에 개시된 2축 김발형 탐색기(이하, 탐색기라 칭한다)는, 탐색 대상 표적을 탐색하는 2축 김발형 탐색기를 의미한다.The two-axis gimbal type searcher (hereinafter referred to as a searcher) disclosed in this specification refers to a two-axis gimbal type searcher that searches for a search target.
상기 탐색기(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 탐색부(10), 구동부(20), 센싱부(30) 및 제어부(40)를 포함한다.1, the
상기 탐색부(10), 상기 구동부(20), 상기 센싱부(30) 및 상기 제어부(40)는, 상기 탐색기(100)의 김발 시스템을 구성하는 구성요소를 의미한다.The
상기 김발 시스템은, 비행체 동체 Z축 방향(횡방향)으로 회전하는 외부김발과, 외부김발의 종방향으로 회전하는 내부김발로 구성될 수 있다.The Gimgal system may be composed of an external gimbal that rotates in the Z axis direction (lateral direction) of the aircraft body and an internal gimbal that rotates in the longitudinal direction of the external gimbal.
상기 탐색부(10)는, 상기 표적(200)에 탐색 신호를 방사하여, 상기 표적(200)으로부터 반사된 반사 신호를 수신한다.The
상기 구동부(20)는, 상기 탐색부(10)의 지향 방향을 조절한다.The
상기 센싱부(30)는, 상기 탐색기(100)의 기하 정보를 센싱한다.The
상기 제어부(40)는, 상기 탐색부(10), 상기 구동부(20) 및 상기 센싱부(30)를 제어하고, 상기 반사 신호의 수신 결과 및 상기 기하 정보를 근거로 상기 표적(200)에 대한 측정치 모델 또는 상태 방정식 모델 중 어느 하나 이상을 포함하는 유도필터 모델을 산출한다.The
여기서, 상기 제어부(40)는, 상기 탐색기(100)에서 상기 표적(200)에 대한 시선 오차를 줄이기 위한 추적/안정화 제어를 실시하게 될 수 있다.Here, the
예를 들면, 상기 탐색부(10)가 상기 표적(200)에 대한 지향을 유지하도록 상기 구동부(20)를 제어하게 될 수 있다.For example, the
상기 탐색기(100)는, 상기 표적(200)을 탐색하는 경우, 상기 탐색부(10)가 상기 표적(200)을 지향하도록 상기 제어부(40)가 상기 구동부(20)를 제어하고, 상기 탐색부(10)가 상기 표적(200)을 지향한 상태에서 상기 탐색 신호를 방사 및 상기 반사 신호를 수신하고, 상기 센싱부(30)가 상기 탐색기(100)의 기하 정보를 센싱하면, 상기 제어부(40)가 상기 수신 결과 및 상기 기하 정보를 근거로 상기 표적(200)에 대한 상기 유도필터 모델을 산출하게 될 수 있다.The
이처럼 상기 탐색부(10), 상기 구동부(20), 상기 센싱부(30) 및 상기 제어부(40)를 포함하는 상기 탐색기에서(100)에서 상기 제어부(40)는, 상기 표적(200)에 대한 지향을 유지한 상태에서 탐색 좌표계를 설정하고, 설정한 상기 탐색 좌표계에 따라 상기 유도필터 모델을 산출한다.In the
상기 제어부(40)는, 상기 유도필터 모델을 산출하는 경우, 상기 탐색부(10)가 상기 표적(200)에 대한 지향을 유지하도록 상기 구동부(20)를 제어할 수 있다.The
즉, 상기 유도필터 모델을 산출하는 경우, 상기 탐색부(10)는, 상기 표적(200)에 대한 지향을 유지하고, 상기 제어부(40)는, 상기 탐색부(10)가 상기 표적(200)에 대한 지향을 유지하도록 상기 구동부(20)를 제어하여, 상기 표적(200)에 대한 지향이 유지된 상태에서 상기 유도필터 모델을 산출하게 될 수 있다.That is, in the case of calculating the inductive filter model, the
이처럼, 상기 제어부가(40) 상기 표적(200)에 대한 지향이 유지되도록 제어함으로써, 상기 표적(200)에 대한 지향이 유지된 상태에서 탐색 좌표계의 설정이 이루어지고, 이를 통해 상기 탐색 좌표계의 오차 및 변동이 방지될 수 있게 된다.In this way, the control unit controls the orientation of the
즉, 상기 탐색기(100)는, 상기 표적(200)에 대한 지향을 유지한 상태에서 상기 탐색 좌표계를 설정하고, 설정한 상기 탐색 좌표계에 따라 상기 유도필터 모델을 산출함으로써, 고정된 탐색 좌표계에 따른 상기 유도필터 모델의 산출이 이루어지게 될 수 있다.That is, the
상기 제어부(40)는, 상기 탐색 좌표계에 따른 상기 표적(200)과의 상대 위치 및 상대 속도를 판단하고, 상기 상대 위치 및 상대 속도에 따라 상기 수신 결과 및 상기 기하 정보를 근거로 상기 유도필터 모델을 산출할 수 있다.The
즉, 상기 제어부(40)는, 상기 표적(200)에 대한 지향을 유지한 상태에서 설정된 상기 탐색 좌표계에 따른 상기 표적(200)과의 상대 위치 및 상대 속도를 판단하고, 상기 상대 위치 및 상대 속도에 따라 상기 수신 결과 및 상기 기하 정보를 근거로 상기 측정치 모델 또는 상태 방정식 모델을 산출하게 될 수 있다.That is, the
상기 제어부(40)는, 상기 상대 위치 및 상대 속도에 따라 상기 수신 결과를 분석하여 상기 탐색기와 상기 표적 간의 상대 거리, 접근 속도 및 시선 오차를 산출하고, 상기 상대 거리, 상기 접근 속도 및 시선 오차를 근거로 상기 측정치 모델을 산출할 수 있다.The
또한, 상기 제어부(40)는, 상기 상대 위치 및 상대 속도로부터 상기 상대 위치 및 상대 속도 각각의 시간 변화율을 산출하고, 상기 시간 변화율 및 상기 기하 정보를 근거로 상기 상태 방정식 모델을 산출할 수 있다.Further, the
이상과 같은 구성으로 이루어진 상기 탐색기(100)의 유도필터 모델 산출 과정은, 본 명세서에 개시된 2축 김발형 탐색기의 유도필터 모델 산출 방법의 순서로 실시될 수 있다.The process of calculating the inductive filter model of the
본 명세서에 개시된 2축 김발형 탐색기의 유도필터 모델 산출 방법(이하, 산출 방법이라 칭한다)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 탐색 대상 표적(200)을 선정하여, 상기 표적(200)을 지향하는 단계(S10), 상기 탐색기(100)의 탐색 좌표계를 설정하여, 상기 탐색 좌표계에 따른 상기 표적(200)과의 상대 위치 및 상대 속도를 판단하는 단계(S20), 상기 탐색기(100)의 기하 정보를 센싱하는 단계(S30), 상기 표적(200)에 탐색 신호를 방사하여, 상기 표적(200)으로부터 반사된 반사 신호를 수신하는 단계(S40) 및 상기 상대 위치 및 상대 속도를 근거로 상기 반사 신호의 수신 결과를 분석하여, 상기 표적(200)에 대한 측정치 모델 또는 상태 방정식 모델 중 어느 하나 이상을 산출하는 단계(S50)를 포함한다.The derivation filter model calculation method (hereinafter referred to as a calculation method) of the biaxial jig type searcher disclosed in the present specification selects the
상기 산출 방법은, 상기 지향하는 단계(S10)부터 상기 산출하는 단계(S50)까지, 상기 표적(200)에 대한 지향을 유지할 수 있다.The calculation method can maintain the orientation for the
상기 산출하는 단계(S50)는, 상기 상대 위치 및 상대 속도에 따라 상기 수신 결과를 분석하여 상기 탐색기(100)와 상기 표적(200) 간의 상대 거리, 접근 속도 및 시선 오차를 산출할 수 있다.The calculating step S50 may calculate the relative distance, the approaching speed and the gaze error between the
상기 산출하는 단계(S50)는, 상기 상대 위치 및 상대 속도에 따라 상기 수신 결과를 분석하여 상기 탐색기(100)와 상기 표적(200) 간의 상대 거리, 접근 속도 및 시선 오차를 산출하고, 상기 상대 거리, 상기 접근 속도 및 시선 오차를 근거로 상기 측정치 모델을 산출할 수 있다.The calculating step S50 may include analyzing the reception result according to the relative position and the relative speed to calculate a relative distance, an approaching speed and a gaze error between the
상기 산출하는 단계(S50)는, 상기 상대 위치 및 상대 속도로부터 상기 상대 위치 및 대 속도 각각의 시간 변화율을 산출할 수 있다.The calculating step (S50) can calculate the time change rate of each of the relative position and the large velocity from the relative position and the relative velocity.
상기 산출하는 단계(S50)는, 상기 상대 위치 및 상대 속도로부터 상기 상대 위치 및 대 속도 각각의 시간 변화율을 산출하고, 상기 시간 변화율 및 상기 기하 정보를 근거로 상기 상태 방정식 모델을 산출할 수 있다.The calculating step (S50) may calculate the time rate of change of the relative position and the relative velocity from the relative position and the relative velocity, and calculate the state equation model based on the time rate of change and the geometry information.
이하, 상술한 바와 같은 구성으로 이루어진 2축 김발형 탐색기 및 2축 김발형 탐색기의 유도필터 모델 산출 방법의 구체적인 적용 예를 들어, 상기 유도필터 모델의 구체적인 산출 과정을 설명한다.Hereinafter, a specific calculation example of the induction filter model calculation method of the biaxial jig type seeker and the biaxial jig type seeker constructed as described above will be described.
측정치 모델 산출Calculation of measurement model
상기 탐색기(100)는 표적(200)으로부터 반사된 RF 펄스 신호를 통해, 표적(200)과의 상대거리(), 접근속도(), 그리고 종/횡방향의 시선오차(Boresight Error, )를 산출하고, 상기 제어부(40)는, 상기 탐색기(100)의 상기 탐색부(10)가 표적(200) 시선방향을 지속적으로 지향하도록 추적/안정화 루프 제어를 실시한다. 도 2와 같이 상기 탐색부(10)의 지향방향을 X축으로 하는 탐색기 좌표계()를 정의하고, 이 좌표계를 기준으로 표현한 표적-비행체간의 상대위치() 및 상대속도() 벡터를 이용하여 상기 탐색기(100)의 표적신호에 대한 비선형 측정 방정식을 다음과 같이 도출할 수 있다.The
(1) (One)
여기서 는 측정치 벡터이고, 의 상태변수 벡터이며, 인 탐색기(100)의 상대거리/접근속도/시선오차 측정치에 대한 측정 잡음을 의미한다. here Is a measurement vector, Is a state variable vector of < RTI ID = Means the measurement noise for the relative distance / approach speed / gaze error measurement of the
상태 방정식 모델State equation model
회전 좌표계()를 기준으로 표현한 임의의 벡터의 시간변화율에 대해 다음 관계식처럼, 관성 좌표계() 기준의 벡터의 시간변화율()은 회전 좌표계 기준의 시간변화율()과 회전 좌표계의 회전 각속도()에 의해 발생되는 시간변화율()의 합으로 일반적으로 표현할 수 있다.Rotational coordinate system ( ), As shown in the following relational expression for the time rate of change of an arbitrary vector represented by the inertial coordinate system ( ) Time rate of change of vector of reference ( ) Is the time rate of change based on the rotational coordinate system ) And the rotational angular velocity of the rotating coordinate system ) ≪ / RTI > ). ≪ / RTI >
(2) (2)
이와 같은 관계식을 이용하여, 상태변수로 정의한 탐색기 좌표계 기준의 상대위치() 및 상대속도()의 시간변화율 관계식을 유도하면 다음과 같다.Using these relational expressions, the relative position of the navigator coordinate system defined by the state variables ( ) And relative speed ( ) Is derived as follows.
(3) (3)
(4) (4)
여기서, 는 관성 좌표계에 대한 탐색기 좌표계의 회전 각속도를 의미하며, 는 벡터간의 외적을 말한다. 또한 는 탐색기 좌표계 기준으로 표현된 상대가속도 벡터로서 표적 가속도()와 비행체 가속도()의 차, 로 나타내어진다. here, Means the rotational angular velocity of the navigator coordinate system with respect to the inertial coordinate system, Refers to the outer product between vectors. Also Is the relative acceleration vector expressed on the basis of the explorer coordinate system as the target acceleration ( ) And flight acceleration ( ) Car, Lt; / RTI >
등속도 운동의 표적모델 가정을 통해 표적 가속도 를 영평균의 공정잡음()으로 설정하고, 식 (3)과 식 (4)를 기반으로 상태변수 벡터의 시간 전파를 위한 상태방정식을 유도하면 다음과 같다. Target acceleration through the assumption of the target model of the constant velocity motion Is the average of the process noise ( ), And the state equations for time propagation of the state variable vector are derived based on Eqs. (3) and (4) as follows.
(5) (5)
여기서, 과 은 각각 의 영행렬과 항등행렬(Identity Matrix)을 의미하며, 는 김발 탐색기 회전 각속도의 외적행렬로서 here, and Respectively (Identity Matrix) of the matrix, Is the outer matrix of the angular velocity
(6) (6)
와 같이 정의된다. Respectively.
상기 탐색기(100)는 상기 탐색부(10)의 표적 시선방향 지향/추적을 위해 종/횡방향 회전 각속도()를 측정하는 자이로 센서가 상기 센서부(30)에 구비되어 있으며, 비행체 동체()에 장착된 관성센서(Inertial Measurement Unit)의 각속도()와 가속도(), 그리고 김발각() 측정치를 통해, 상기 탐색부(10)의 축방향(탐색기 좌표계의 축) 회전 각속도() 및 탐색기 좌표계 기준의 비행체 가속도()를 다음과 같이 구할 수 있다.The
(7) (7)
(8) (8)
여기서 는 비행체 동체축()에서 탐색기 좌표계()로 변환하기 위한 종/횡방향의 좌표변환 행렬을 의미한다.here (A) ) To the navigator coordinate system ( ) In the longitudinal / transverse direction.
위 식 (1)과 식 (5)~(8)을 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 2축 김발형 탐색기 및 이의 유도필터 모델 산출 방법의 측정치/상태방정식 모델은 항법 자세정보를 전혀 사용하지 않음으로써, 일반적으로 항법 자세정보에 포함되어있는 바이어스오차와 무관하게 상대기하 정보를 정밀 추정할 수 있다. As can be seen from the above equations (1) and (5) to (8), the measurement / state equation model of the 2-axis jig type searcher and its inductive filter model calculation method of the present invention does not use navigation attitude information at all The relative geometry information can be precisely estimated irrespective of the bias error included in the navigation attitude information.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상 및 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the appended claims. It will be appreciated that such modifications and variations are intended to fall within the scope of the following claims.
10: 탐색부 20: 구동부
30: 센싱부 40: 제어부
100: 2축 김발형 탐색기
TARGET: 표적 SEEKER: 탐색기
[]: 비행체 동체좌표계
[]: 탐색기 좌표계10: Search section 20:
30: sensing unit 40:
100: 2-axis jig type explorer
TARGET: Target SEEKER: Explorer
[ ]: Aircraft body coordinate system
[ ]: Explorer coordinate system
Claims (3)
탐색 대상 표적을 선정하여, 상기 표적을 지향하는 단계;
상기 탐색기의 탐색 좌표계를 설정하여, 상기 탐색 좌표계에 따른 상기 표적 과의 상대 위치 및 상대 속도를 판단하는 단계;
상기 탐색기의 기하 정보를 센싱하는 단계;
상기 표적에 탐색 신호를 방사하여, 상기 표적으로부터 반사된 반사 신호를 수신하는 단계; 및
상기 상대 위치 및 상대 속도를 근거로 상기 반사 신호의 수신 결과를 분석하여, 상기 표적에 대한 측정치 모델 또는 상태 방정식 모델 중 어느 하나 이상을 산출하는 단계;를 포함하고,
상기 산출하는 단계는,
상기 상대 위치 및 상대 속도에 따라 상기 수신 결과를 분석하여 상기 탐색기와 상기 표적 간의 상대 거리, 접근 속도 및 시선 오차를 산출하고, 상기 상대 거리, 상기 접근 속도 및 시선 오차를 근거로 상기 측정치 모델을 산출하는 것을 특징으로 하는 2축 김발형 탐색기의 유도필터 모델 산출 방법.A method for calculating an inductive filter model of a biaxial jig type explorer,
Selecting a target to be searched and aiming the target;
Setting a search coordinate system of the searcher to determine a relative position and a relative speed with respect to the target according to the search coordinate system;
Sensing geometry information of the searcher;
Radiating a search signal to the target, and receiving a reflected signal reflected from the target; And
And analyzing the reception result of the reflection signal based on the relative position and the relative speed to calculate at least one of a measurement value model and a state equation model for the target,
Wherein the calculating step comprises:
Calculating a relative distance, an approaching speed, and a line of sight error between the searcher and the target by analyzing the reception result according to the relative position and the relative speed, calculating the measurement model based on the relative distance, And calculating an inductive filter model of the two-axis gimbal type searcher.
상기 산출하는 단계는,
상기 상대 위치 및 상대 속도로부터 상기 상대 위치 및 상대 속도 각각의 시간 변화율을 산출하고, 상기 시간 변화율 및 상기 기하 정보를 근거로 상기 상태 방정식 모델을 산출하는 것을 특징으로 하는 2축 김발형 탐색기의 유도필터 모델 산출 방법.The method according to claim 1,
Wherein the calculating step comprises:
Calculating a time rate of change of the relative position and the relative velocity from the relative position and the relative velocity, and calculating the state equation model based on the time rate of change and the geometry information, Model calculation method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180004004A KR101989525B1 (en) | 2018-01-11 | 2018-01-11 | Two-axes gimbaled rf seeker and mehtod for estimating guidance filter model |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180004004A KR101989525B1 (en) | 2018-01-11 | 2018-01-11 | Two-axes gimbaled rf seeker and mehtod for estimating guidance filter model |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101989525B1 true KR101989525B1 (en) | 2019-06-14 |
Family
ID=66846331
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180004004A KR101989525B1 (en) | 2018-01-11 | 2018-01-11 | Two-axes gimbaled rf seeker and mehtod for estimating guidance filter model |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101989525B1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101203523B1 (en) * | 2012-06-25 | 2012-11-21 | 국방과학연구소 | Method for calculating optimal detonation time for warhead and fuze processor using the same |
-
2018
- 2018-01-11 KR KR1020180004004A patent/KR101989525B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101203523B1 (en) * | 2012-06-25 | 2012-11-21 | 국방과학연구소 | Method for calculating optimal detonation time for warhead and fuze processor using the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10101750B2 (en) | Methods and apparatus of tracking moving targets from air vehicles | |
US20190196474A1 (en) | Control method, control apparatus, control device, and movable platform | |
EP3081902B1 (en) | Method and apparatus for correcting aircraft state in real time | |
US9367067B2 (en) | Digital tethering for tracking with autonomous aerial robot | |
US4050068A (en) | Augmented tracking system | |
US20140139374A1 (en) | Kalman filtering with indirect noise measurements | |
CA3081611A1 (en) | Method in which small fixed-wing unmanned aerial vehicle follows path and lgvf path-following controller using same | |
US7952691B2 (en) | Method and system of aligning a track beam and a high energy laser beam | |
CN110146076A (en) | A kind of SINS/DVL combined positioning method of no inverse matrix adaptive-filtering | |
KR20160019909A (en) | Method of fire control for gun-based anti-aircraft defence | |
KR101823774B1 (en) | Method for estimating geometric information of target using adaptive guidance filter with strapdown image seeker | |
KR101432736B1 (en) | System for estimating Line Of Sight Rate of Strapdown seeker based on polar coordinate system using similarity | |
KR102156852B1 (en) | Apparatus and method for controlling impact angle considered look angle limits of air vehicle | |
KR20160046990A (en) | Impact time control guidance method and device | |
KR101989525B1 (en) | Two-axes gimbaled rf seeker and mehtod for estimating guidance filter model | |
EP1329863A1 (en) | Aircraft collision avoidance calculation method and system | |
KR102180609B1 (en) | Method for controlling a moving path of a moving vehicle to prevent a collision with an obstacle and apparatus using the same | |
KR101957662B1 (en) | Apparatus for calculating target information, method thereof and flight control system comprising the same | |
KR102252825B1 (en) | Device for estimating line of sight rate by compensating for time delay of directivity angle and air vehicle including the same | |
Hou et al. | Autonomous target localization using quadrotor | |
JP4046626B2 (en) | Flying object guidance device | |
Lee et al. | Performance Verification of a Target Tracking System With a Laser Rangefinder | |
JP6383817B2 (en) | Flying object position measuring device, flying object position measuring method and flying object position measuring program | |
KR101857138B1 (en) | Apparatus for Exploring Target | |
JP3899803B2 (en) | Guidance control device |
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 |