KR102180570B1 - 수중 자기 탐지 장치 및 방법 - Google Patents

수중 자기 탐지 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 수중 또는 수상의 객체를 탐지하기 위한 자기 탐지 장치에 있어서, 탐지하고자 하는 객체가 위치하는 것으로 예측되는 예측 영역의 수상으로 투입되는 수밀 하우징, 객체로부터 발생하는 자기 신호를 측정하는 측정부, 자기 신호를 수집하여 저장하며, 저장된 자기 신호를 외부에 송신하기 위한 송신 신호로 변조하는 처리부 및 처리부에서 생성된 송신 신호를 송신하는 송신부를 포함하는 수중 자기 탐지 장치 및 방법이 개시된다.

Description

수중 자기 탐지 장치 및 방법{Apparatus and Method for underwater magnetic field detecting}
본 발명은 객체의 위치 및 이동경로뿐만 아니라 잠항 수심 식별 및 추적이 가능한 수중 자기 탐지 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래에는 잠수함은 수중에서의 은밀성이 보장되어 해전에서 매우 위협적인 존재이기 때문에 많은 나라들이 비용대비 효과가 큰 공격 및 방어수단으로 생각하여 운용 중에 있으며, 적 잠수함이 잠항 중에 있을 때 이를 탐지하는 것은 쉽지 않다. 현대에는 수상함 및 잠수함에 설치되어 운용하는 HMS/TASS, 대잠초계기 및 대잠 헬기에서 운용하는 대잠초계기로 디핑소나(Dipping Sonar), 소노부이(Sonobuoy), 자기탐지장치(MAD, Magnetic Anomaly Detector)를 이용하여 대잠작전을 수행하고 있으며, 수중음향을 이용한 잠수함의 탐지방법은 표적 잠수함의 방위와 거리는 식별할 수 있으나, 잠항 수심을 알 수 없다. 잠수함의 정확한 위치를 탐지하기 위해 수상함과 함께 대잠초계기 또는 대잠 헬기를 운용하고 식별된 표적 잠수함은 어뢰 또는 폭뢰로 격침한다.
또한, 수상함이 적 잠수함의 위협으로부터 안전하기 위해서는 가능한 원거리에서 적 잠수함을 탐지하여, 공격 또는 회피하여야 한다. 수심이 얕고 조수간만의 차가 크며 조류가 강하여 대잠작전 수행이 어려운 환경에 속하는 경우, 해저에 각종 암석 및 어초 등의 구조물이 산재되어 있어 소형 잠수함이 해저에 착지 시, 이를 탐지하기가 어렵다.
또한, 서식하는 해양생물이 발생하는 소음 등으로 인해 소나 탐지 성능을 저하시킨다. 수중에서 자기장을 이용한 탐지방법은 오탐지율이 제로에 가깝다고 할 수 있으나 거리에 따른 신호감쇄가 심해 극히 제한적으로 운용되고 있다. 자기탐지장치 등과 같이 자기장 측정을 통해 잠수함을 탐지하는 장치가 운용되고 있으나, 자기탐지장치가 탑재된 비행체의 지속적인 해수면 스위핑을 통해 탐지하여야 하며, 적 잠수함의 수심이 깊으면 탐지가 어려운 문제가 있다. 따라서 자기 탐지 장치 및 방법이 시급히 필요한 상황이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기존대비 편리한 운용으로 표적 잠수함의 위치 및 이동경로뿐만 아니라 잠항 수심까지 식별하고 추적이 가능한 자기 탐지 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 수중 또는 수상의 객체를 탐지하기 위한 자기 탐지 장치에 있어서, 탐지하고자 하는 상기 객체가 위치하는 것으로 예측되는 예측 영역의 수상으로 투입되는 수밀 하우징, 상기 객체로부터 발생하는 자기 신호를 측정하는 측정부, 상기 자기 신호를 수집하여 저장하며, 상기 저장된 자기 신호를 외부에 송신하기 위한 송신 신호로 변조하는 처리부 및 상기 처리부에서 생성된 상기 송신 신호를 송신하는 송신부를 포함하는 자기 탐지 장치를 제시한다.
바람직하게는, 상기 측정부는 상기 객체에 의해 변화하는 자기장을 통해 상기 자기 신호를 검출하는 자기 센서, 현재 위치하는 수심을 측정하는 수심계 및 현재 위치 및 시간을 제공하는 GPS를 적어도 하나 포함한다.
바람직하게는, 상기 자기 신호는 객체를 탐지하기 위해 상기 자기 센서를 통해 자기장의 크기와 방향을 측정하여 검출된 신호이며, 상기 자기 신호는 상기 객체의 위치 및 진행 방향을 알려주는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 자기 탐지 장치는 수면으로 상승하기 위한 부력을 조절하기 위한 가스를 발생시키는 가스 발생기를 더 포함하며, 상기 가스 발생기는 상기 기 설정된 수심에서의 상기 자기 신호 측정에 의해 동작하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 자기 센서는 변화하는 수심에 따라 시간 별로 상기 자기 신호 값을 기 설정된 수심까지 가라 앉을 동안 측정하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 자기 탐지 장치는 상기 자기 센서의 상기 측정 신호가 외부 자기장으로부터 받는 영향을 차단하기 위해 자기장 차폐 설계를 적용하며, 상기 자기장 차폐 설계는 상기 수심계, 상기 GPS, 상기 처리부 및 상기 송신부를 적어도 하나 포함하여 적용되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 송신 신호는 수면에 안착 직후의 상기 자기 탐지 장치의 아이디, 안착 시간, 안착 위치 및 안착 자기 신호를 포함하는 제1 수면 신호, 수중에서 상기 자기 탐지 장치의 아이디. 수중 시간, 수중 수심 및 수중 자기 신호를 포함하는 수중 신호 및 상기 자기 탐지 장치가 수중에서 수면으로 도달 직후의 상기 자기 탐지 장치의 아이디, 도달 시간, 도달 위치 및 도달 자기 신호를 포함하는 제2 수면 신호를 포함한다.
바람직하게는, 상기 객체가 이동할 경우, 상기 송신부는 상기 자기 신호를 탐지하여 순차적으로 부상하는 상기 자기 탐지 장치에 의해 상기 객체 정보를 송신하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 자기 탐지 장치는 기 설정된 탐지 시간이 지나면 수중에서 수면으로 상승하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 수중 또는 수상의 객체를 탐지하기 위한 수중 자기 탐지 방법에 있어서, 탐지하고자 하는 상기 객체가 위치하는 것으로 예측되는 예측 영역의 수상으로 투입되는 단계, 상기 객체로부터 발생하는 자기 신호를 측정부를 통해 측정하는 단계, 상기 자기 신호를 수집하여 저장하며, 상기 저장된 자기 신호를 외부에 송신하기 위한 송신 신호로 변조하는 단계, 상기 송신 신호를 자기 신호 식별/추적 분석기로 송신하는 단계를 포함하는 수중 자기 탐지 방법을 제안한다.
바람직하게는, 상기 측정부를 통해 측정하는 단계는 상기 객체에 의해 변화하는 자기장을 통해 자기 신호를 검출하는 단계, 상기 자기 탐지 장치의 수심을 측정하는 단계 및 상기 자기 탐지 장치의 현재 위치 및 시간을 제공하는 단계를 적어도 하나 포함한다.
바람직하게는, 상기 송신 신호로 변조하는 단계는 수면에 안착 직후에 상기 측정부를 통해 측정된 안착 시간, 안착 위치 및 안착 자기 신호를 포함하는 제1 수면 신호를 생성하는 단계, 수면에서 수중으로 기 설정된 수심까지 가라앉으며 상기 측정부를 통해 측정한 제1 수중 신호, 기 설정된 수심에서 측정하는 제2 수중 신호 및 수면으로 상승하면서 측정하는 제3 수중 신호를 포함하는 수중 신호를 생성하는 단계 및 수중에서 수면으로 도달 직후에 상기 측정부를 통해 측정된 도달 시간, 도달 위치 및 도달 자기 신호를 포함하는 제2 수면 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 자기 신호 식별/추적 분석기로 송신하는 단계는 상기 객체가 이동할 경우, 송신부는 상기 자기 신호를 탐지한 자기 탐지 장치가 순차적으로 부상하여 상기 객체의 정보를 송신하며, 상기 자기 신호 식별/추적 분석기는 상기 송신된 객체의 정보를 수신하며. 상기 객체의 정보를 분석하여 상기 객체의 이동경로를 추적하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 자기 탐지 장치 및 방법은 자기장을 측정하여 잠수함을 탐지하는 것이므로 오탐지율이 제로에 가까우며, 자기탐지장치 대비 깊은 수심의 잠수함 탐지가 가능할 수 있다.
또한, 발사체를 이용하여 자기 탐지 장치를 투입하면, 대잠 헬기 또는 대잠초계기 없이 수상함 단독으로도 작전수행이 가능할 수 있으며, 광범위 분산 투입 또는 추적 투입 시, 잠수함의 수중 이동경로를 탐지할 수 있다.
또한, 소니로 탐지가 불가능한 잠수함의 잠항 수심을 탐지할 수 있으며, 잠수함 탐지자료 무선수신 및 탐지/추적 기능의 단말장치를 휴대용으로 제작할 수 있어 운용이 편리할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 탐지 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 탐지 장치의 구성을 자세히 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 탐지 장치 및 자기 신호 식별/추적 분석기의 구성을 자세히 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수중 자기 탐지 방법을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수중 자기 탐지 방법을 자세히 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 탐지 장치를 나타낸 예시도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 탐지 장치의 발사 및 잠항을 설명하기 위한 도면을 나타내는 예시도이다.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수중에서의 자기 탐지 장치의 동작을 설명하기 위한 도면을 나타내는 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 탐지 장치의 수면으로 부상하는 동작을 설명하기 위한 도면을 나타내는 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 탐지 장치의 동작을 설명하기 위한 도면을 나타내는 예시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 신호 식별/추적 분석기를 나타내는 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 탐지 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 자기 탐지 장치(10)는 수밀 하우징(12), 측정부(100), 처리부(200) 및 송신부(300)를 포함한다.
수밀 하우징(12)은 탐지하고자 하는 객체가 위치하는 것으로 예측되는 예측 영역의 수상으로 투입될 수 있다. 수밀 하우징(12) 내부에 측정부(100), 처리부(200), 송신부(300), 가스 발생기(400) 및 배터리(500)를 포함하며, 수중에서 외부로부터 내부의 측정부(100), 처리부(200), 송신부(300), 가스 발생기(400) 및 배터리(500)를 보호해줄 수 있다.
측정부(100)는 수면 또는 수중에서 탐지한 객체의 객체 정보를 측정할 수 있다. 측정부(100)는 자기 탐지 장치(10)가 수면에 도달했을 때, 객체를 측정할 수 있으며, 기 설정된 수심으로 하강하는 동안에도 측정할 수 있다.
처리부(200)는 측정부(100)에서 측정된 객체 정보를 수집하여 저장하며, 객체 정보를 송신하기 위해 송신 신호를 생성할 수 있다.
송신부(300)는 처리부(200)에서 객체 정보를 송신하기 위해 생성된 송신 신호를 자기 신호 식별/추적 분석기(20)에 송신할 수 있다.
자기 탐지 장치(10)는 계류 수심에 따라 중성부력을 다르게 설계하며, 기 설정된 시간 이후 수중에서 자기 신호 탐지수중에서 수면으로 상승할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 탐지 장치의 구성을 자세히 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 자기 탐지 장치(10)는 측정부(100)인 자기 센서(110), 위성 위치 확인 시스템(120)(GPS, Global Positioning System), 수심계(130)를 포함하고, 탐지 처리기(210), 무선 송신기(310), 가스 발생기(400), 배터리(500)를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 측정부(100)는 자기 센서(110), GPS(120), 수심계(130)를 포함하는 것으로 기재하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 측정부(100)에 포함되어 객체를 탐지하여 객체 정보를 측정할 수 있는 장비를 더 포함할 수 있다.
자기 센서(110)는 객체에 의해 변화하는 자기장을 통해 자기 신호를 검출할 수 있다. 자기 센서(110)는 변화하는 수심에 따라 시간 별로 자기 신호의 값을 측정하며, 기 설정된 수심까지 가라앉을 동안 측정할 수 있다.
자기 신호는 객체를 탐지하기 위해 자기 센서(110)에서 방사된 측정 신호를 통해 자기장 또는 자력선의 크기와 방향을 측정하여 검출된 신호로서, 객체의 속도 및 진행 방향을 알려줄 수 있다.
자기 탐지 장치(10)는 자기 센서(110)의 측정 신호가 받는 간섭을 고려하여 외부 자기장으로부터 격리하기 위해 자기장 차폐 설계를 적용하며, 자기장 차폐 설계는 자기 센서(110)를 제외하고 적용될 수 있다.
GPS(120)는 자기 탐지 장치(10)의 현재 위치 및 시간을 측정할 수 있다.
수심계(130)는 자기 탐지 장치(10)가 수면에서 수중으로 하강하는 동안의 수중에서의 수심을 측정할 수 있으며, 기 설정된 수심으로 하강하도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 처리부(200)는 탐지 처리기(210)로 구현될 수 있다.
처리부(200)는 측정부(100)에서 측정된 객체 정보를 수집하여 저장한다.
처리부(200)에 저장되는 객체의 정보는 자기 탐지 장치(10)가 공중에서 방사되어 수면으로 떨어져 가라앉기 직전에 자기 탐지 장치(10)의 아이디, 안착 시간, 안착 위치 및 자기 센서(110)를 통해 안착 자기 신호를 포함하며, 자기 탐지 장치(10)가 기 설정된 수심으로 하강하여 자기 탐지 장치(10)의 아이디, 수중 시간, 수중 수심 및 수중 자기 신호를 포함할 수 있다.
처리부(200)에 저장되는 객체의 정보는 수중에서 자기 탐지 장치(10)가 객체를 탐지한 후 수면으로 상승하여 자기 탐지 장치(10)가 수면으로 도달 직후에 자기 탐지 장치(10)의 아이디, 도달 시간, 도달 위치 및 도달 자기 신호를 포함할 수 있다.
처리부(200)는 처리부(200)에 저장된 객체 정보를 송신부(300)로 전달하여 자기 신호 식별/추적 분석기(20)로 송신되기 위해서 송신 신호로 변환할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 송신부(300)는 무선 송신기(310)로 구현될 수 있다.
송신부(300)는 측정부(100)에서 측정된 객체 정보를 처리부(200)에서 송신 신호로 변환하여 자기 신호 식별/추적 분석기(20)로 송신할 수 있다.
송신 신호는 수면에서 상기 자기 탐지 장치(10)의 아이디, 안착 시간, 안착 위치 및 안착 자기 신호를 포함하는 제1 수면 신호, 수중에서 상기 자기 탐지 장치(10)의 아이디. 수중 시간, 수중 수심 및 수중 자기 신호를 포함하는 수중 신호 및 상기 자기 탐지 장치가 수중에서 수면으로 도달 직후의 상기 자기 탐지 장치(10)의 아이디, 도달 시간, 도달 위치 및 도달 자기 신호를 포함하는 제2 수면 신호를 포함할 수 있으며, 자기 신호 식별/추적 분석기(20)로 송신할 수 있다. 제1 수면 신호, 수중 신호 및 제2 수면 신호는 처리부(200)에서 변환되어 송신될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 수중 신호는 수면 안착 후 수면에서 수중으로 기 설정된 수심까지 가라앉으면서 측정된 시간 및 자기 신호를 포함하는 제1 수중 신호, 기 설정된 수심에서 측정된 시간, 수심 및 자기 신호를 포함하는 제2 수중 신호 및 수면으로 상승하면서 측정하는 시간 및 자기 신호를 포함하는 제3 수중 신호를 포함할 수 있다.
가스 발생기(400)는 기 설정된 수심에서 측정부(100)의 자기 센서(110)에 의해 자기 신호를 측정하면 동작할 수 있다. 가스 발생기(400)는 자기 탐지 장치(10)의 중성부력으로 설정된 수심에 계류한 후 수중에서 수면으로 상승하기 위해, 자기 탐지 장치(10)의 부력을 조절하도록 가스를 발생시킬 수 있으며, 발생된 가스에 의해 자기 탐지 장치(10)가 수면으로 상승할 수 있다.
배터리(500)는 처리부(200), 송신부(300)에 전원을 공급해 줄 수 있으며, 전원이 공급되지 않을 경우, 자기 탐지 장치(10)가 작동하지 않을 수 있다.
자기 탐지 장치(10)는 자기 센서(110)의 측정 신호가 외부 자기장으로 받는 영향을 차단하기 위해 자기장 차폐 설계를 적용하여 형성되어 있으며, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 자기장 차폐 설계는 자기 센서(110)를 제외하고 적용할 수 있으며, 수심계(130), GPS(120), 처리부(200), 송신부(300), 가스 발생기(400) 및 배터리(500)를 적어도 하나 이상 포함하여 적용될 수 있다. 이는 수심계(130), GPS(120), 처리부(200), 송신부(300), 가스 발생기(400) 및 배터리(500)에서 발생한 전자기장이 자기 센서(110)의 측정 신호에 영향을 미치지 않을 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 탐지 장치 및 자기 신호 식별/추적 분석기의 구성을 자세히 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 자기 탐지 장치(10)는 탐지 처리기(210), 자기 센서(110), GPS(120), 무선 송신기(310), 수심계, 배터리 및 가스발생기를 포함하고, 자기 신호 식별/추적 분석기는 분석 무선 수신기(22), 식별/추적 분석기(24)를 포함할 수 있다.
분석 무선 수신기(22)는 자기 탐지 장치(10)에서 생성된 송신 신호를 수신할 수 있다. 수신된 송신 신호는 식별/추적 분석기(24)로 전달되어 객체의 정보를 판단할 수 있다.
식별/추적 분석기(24)는 수신된 송신 신호를 기반으로 객체의 위치(방위, 거리 등) 및 수심을 식별하며, 객체가 이동하는 경우 이동 경로도 식별할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 식별/추적 분석기(24)는 컴퓨터(26), 모니터(28) 및 입력장치(29)로 키보드. 마우스를 포함하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 수신된 송신 신호를 기반으로 객체의 위치, 수심 및 이동 경로를 식별할 수 있는 장비로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 모니터(28)는 식별/추적 분석기(24)에서 분석된 결과를 화면에 전시할 수 있으며, 작전지역의 해도를 기반으로 전시될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수중 자기 탐지 방법을 개략적으로 도시한 블록도이다.
자기 탐지 장치(10)는 식별된 객체의 위치에 헬기 또는 항공기를 이용하거나 수상함의 발사체를 이용하여 다수의 자기 탐지 장치(10)를 분산 투입 할 수 있다,
자기 탐지 장치(10)는 수면으로 떨어져서 가라앉기 직전에 측정부(100)를 통해 객체의 정보를 측정할 수 있다(S410). 측정된 객체의 정보는 처리부(200)에서 저장되며, 처리부(200)에서 객체의 정보를 자기 신호 식별/추적 분석기(20)로 송신하기 위해 객체 정보를 송신 신호로 변환하여 생성할 수 있다(S420). 생성된 송신 신호는 제1 수면 신호이며, 자기 신호 식별/추적 분석기(20)로 송신될 수 있다(S430). 자기 신호 식별/추적 분석기(20)는 수신된 제1 수면 신호를 분석하여 객체에 대한 정보를 형성할 수 있다.
자기 탐지 장치(10)는 수면에서 객체 측정이 끝나면 기 설정된 수심으로 하강할 수 있다. 자기 탐지 장치는 기 설정된 수심에서 계류하면서 단계(S410), 단계(S420) 및 단계(S430)을 수행할 수 있으며, 자기 신호 식별/추적 분석기(20)에서 송신 신호를 분석하여 수중에서 객체에 대한 정보를 형성할 수 있다.
자기 탐지 장치(10)는 수면에서 객체 측정이 끝나면 기 설정된 수심으로 하강할 수 있다. 자기 탐지 장치는 기 설정된 수심에서 계류하면서 단계(S410), 단계(S420) 및 단계(S430)을 수행할 수 있다.
자기 탐지 장치(10)는 수중에서 객체 측정이 끝나면 다시 수면 위로 상승할 수 있다. 자기 탐지 장치는 수중에서 수면 위로 상승하면, 수면에서 단계(S410), 단계(S420)를 수행할 수 있으며, 수중에서 측정된 수중 신호 및 제2 수면 신호를 자기 신호 식별/추적 분석기(20)로 송신할 수 있으며(S430), 자기 신호 식별/추적 분석기(20)에 수신된 수중 신호 및 제2 수면 신호를 분석하여 객체의 위치, 수심 및 이동 경로를 식별할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수중 자기 탐지 방법을 자세히 도시한 블록도이다.
수상함은 능동 또는 수동 소나 장비를 통해 객체의 방위 및 거리를 식별할 수 있다(S510). 소나 장비를 통해 식별된 객체가 적인지 아군인지를 판별할 수 있다(S520). 객체가 아군일 경우, 자기 탐지 장치(10)는 사용하지 않으며, 객체가 적군일 경우, 자기 탐지 장치(10)의 사용 유무를 확인할 수 있다(S530).
자기 탐지 장치(10)를 사용하지 않을 경우, 회피 또는 공격 전술을 수행할 수 있으며, 자기 탐지 장치(10)를 사용할 경우, 자기 탐지 장치(10)의 투입 방법을 설정할 수 있다.
자기 탐지 장치(10)의 투입 방법은 대잠 헬기에서 투입(S542), 수상함에서 발사체로 투입(S544), 및 대잠초계기에서 투입(S556)하는 방법이 있으며, 적어도 하나의 방법을 선택하여 자기 탐지 장치(10)를 수면으로 투입할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 자기 탐지 장치(10)의 투입 방법은 대잠 헬기에서 투입, 수상함에서의 발사체에서 투입 및 대잠초계기에서 투입으로 기재하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 자기 탐지 장치(10)를 운용할 수 있으며, 객체 주위로 투입할 수 있는 장비일 수 있다.
자기 탐지 장치(10)는 수면에 안착한 후, 측정부(100)를 통해 측정된 객체의 정보 및 자기 탐지 장치(10)의 아이디를 처리부(200)에 저장한 후 저장된 정보를 처리부(200)에서 송신 신호로 변환하여 제1 수면 신호를 생성하며, 생성된 제1 수면 신호를 자기 신호 식별/추적 분석기(20)로 송신할 수 있다(S550).
자기 신호 식별/추적 분석기(20)는 송신된 제1 수면 신호를 분석하여 자기 탐지 장치(10)의 투입 위치에 대한 정보를 화면에 전시하여 확인할 수 있다(S552). 화면에는 투입된 다수의 자기 탐지 장치(10)를 확인할 수 있다.
단계 S550을 수행한 후, 자기 탐지 장치(10)는 기 설정된 수심까지 하강할 수 있다(S560).
자기 탐지 장치(10)는 해수면 아래로 하강하면서 기 설정된 수심에 도달하는 동안 시간 및 자기 센서(110)를 통해 측정한 자기 신호를 기록할 수 있다(S562).
자기 탐지 장치(10)는 기 설정된 수심에 도달하여 계류하며(S564), 측정부(100)를 통해 객체를 탐지할 수 있다(S566). 자기 탐지 장치(10)는 기 설정된 수심에서 측정부(100)를 통해 측정된 개체의 정보 및 자기 탐지 장치(10)의 아이디를 처리부(200)에 저장한 후, 저장된 정보를 처리부(200)에서 송신 신호로 변환하여 수중 신호를 생성할 수 있으며, 가스 발생기(400)를 통해 해수면으로 상승할 수 있다(S268).
자기 탐지 장치(10)는 수면 위로 도착하면, 측정부(100)를 통해 측정된 정보 및 자기 탐지 장치(10)의 아이디를 처리부(200)에 저장한 후, 저장된 정보를 처리부(200)에서 송신 신호로 변환하여 제2 수면 신호를 생성할 수 있으며, 수중 신호 및 제2 수면 신호를 자기 신호 식별/추적 분석기(20)로 송신할 수 있다(S570).
자기 신호 식별/추적 분석기(20)는 해수면 안착 직후 생성된 제1 수면 신호 및 수중에서 상승하여 해수면 도착 직후 생성된 수중 신호 및 제2 수면 신호를 분석하여 객체의 위치(방위, 수심, 거리) 및 이동 경로가 화면에 전시될 수 있다(S580).
전시된 화면을 통해 객체가 이동 중인지를 판별할 수 있으며(S590), 객체가 이동하지 않을 경우, 객체는 어뢰 또는 폭뢰로 격침될 수 있다. 객체가 이동하고 있을 경우, 객체의 추적을 결정하며(S592) 객체를 추적할 경우, 객체의 예상 이동 경로에 자기 탐지 장치(10)를 추가로 투입하여, 이동 경로를 파악하여 객체를 격침할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 탐지 장치를 나타낸 예시도이다.
자기 탐지 장치(10)의 형상 및 GPS(120), 수심계(130), 자기 센서(110), 처리부(200), 송신부(300), 가스 발생기(400) 및 배터리(500)의 위치는 도 6의 본 발명의 일 실시 예에 따른 예시도로 도시하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 의해 달라질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 자기 탐지 장치(10)는 수밀 하우징(12) 내부에 GPS(120), 수심계(130), 자기 센서(110), 처리부(200), 송신부(300), 가스 발생기(400) 및 배터리(500)를 포함하여, 외부로부터 보호해줄 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 가스 발생기(400)는 기 설정된 수심으로 가라앉은 자기 탐지 장치(10)가 자기 신호를 측정한 후 가스 발생기(400)의 동작에 의해 수면으로 상승하기 위해 자기 탐지 장치(10)의 맨 아래 부분에 위치할 수 있다.
자기 탐지 장치(10)는 모든 방향에서 객체를 탐지하기 위해 다수의 자기 센서(110)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 다수의 자기 센서(110)는 자기 탐지 장치(10)의 가운데 위치하는 것으로 도시하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 자기 탐지 장치(10)의 내부에 위치하고 있으며, 모든 방향에서 객체를 탐지할 수 있는 곳에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 송신부(300) 및 GPS(120)는 외부와 송수신하기 위해 자기 탐지 장치(10)의 맨 윗부분에 위치하고 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다른 외부환경에 방해 받지 않으며, 송신 신호 및 위치 정보를 송수신할 수 있는 곳에 위치할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 탐지 장치의 발사 및 잠항을 설명하기 위한 도면을 나타내는 예시도이다.
도 7a는 수상함의 능동 또는 수동 소나 장비로 객체의 위치를 식별한 후, 해당 위치에 자기 탐지 장치(10)를 분산 투입하는 예시도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 자기 탐지 장치(10)의 투입 방법은 수상함에서 발사체를 이용하여 투입하는 방법, 대잠 헬기에서 투입 및 대잠초계기에서 투입하는 방법으로 나뉠 수 있다.
도 7b는 자기 탐지 장치(10)가 투입지점의 해수면에 안착한 후, 해수면 아래로 가라앉기 직전에 획득한 제1 수면 신호를 자기 신호 식별/추적 분석기(20)로 송신 후, 해수면 아래로 가라앉아 기 설정된 수심에 계류하는 예시도이다.
자기 신호 식별/추적 분석기(20)로 송신된 제1 수면 신호는 자기 탐지 장치(10)의 아이디, 안착 시간, 안착 자기 신호를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 안착 자기 신호는 자기 탐지 장치(10)가 측정한 자기 신호를 통해 생성된다. 자기 탐지 장치(10)는 객체 탐지와는 무관하게 안착지점의 자기장을 측정한다.
기 설정된 수심은 전술에 따라 자기 탐지 장치(10)가 서로 다른 수심으로 설정될 수 있으며, 다수의 복합 운용이 가능할 수 있다.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수중에서의 자기 탐지 장치의 동작을 설명하기 위한 도면을 나타내는 예시도이다.
도 8a는 자기 탐지 장치(10)가 기 설정된 수심에서 계류 중 순차적으로 객체의 자기 신호를 감지하며, 감지 즉시 자기 탐지 장치(10)가 해수면으로 부상하는 예시도이다.
도 8b 및 도 8c는 도 8a의 객체 주위 형상을 정면과 상부면을 기준으로 자기 탐지 장치(10)가 분산 계류하고 있는 예시도이다. 자기 탐지 장치(10)는 탐지범위 내에 위치하는 자기 탐지 장치(10)가 객체를 탐지할 수 있으며, 자기 신호 탐지 시 탐지값을 처리부(200)에 저장한 후 해수면으로 부상할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 탐지 장치의 수면으로 부상하는 동작을 설명하기 위한 도면을 나타내는 예시도이다.
자기 탐지 장치(10)는 해수면에 도착 직후, 수중에서 탐지한 수중 신호 및 해수면에 도착 직후 탐지한 제2 수면 신호를 자기 신호 식별/추적 분석기(20)로 송신할 수 있다.
객체가 이동 중인 경우, 자기 신호를 탐지한 자기 탐지 장치(10)가 순차적으로 부상하며, 수면에 도착하여 수중 신호 및 제2 수면 신호를 자기 신호 식별/추적 분석기(20)에 송신할 수 있으며, 이를 이용하여 탐지된 객체의 이동 경로를 추적할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 자기 탐지 장치(10)는 탐지된 객체의 이동 경로에 추가로 투입하여 객체를 계속하여 추적할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 탐지 장치의 동작을 설명하기 위한 도면을 나타내는 예시도이다.
해수면에 투입된 다수의 자기 탐지 장치(10)는 최초 위치, 시간 및 자기 신호를 포함하는 제1 수면 신호를 자기 신호 식별/추적 분석기(20)에 송신하고, 해수면 아래로 기 설정된 수심까지 가라 앉으면서, 변화하는 수심에 따른 시간 별 자기 신호 값을 연속적으로 측정하여 처리부(200)에 저장할 수 있다.
자기 탐지 장치(10)는 기 설정된 수심에 도착한 후, 계류하며 객체를 탐지하여 트리거값을 초과하는 자기 신호 변화를 감지하게 되면 해당 시각, 수심 및 자기 신호의 값을 처리부(200)에 저장하며, 해수면으로 상승할 수 있다. 자기 탐지 장치(10)는 해수면으로 상승하면서 변화하는 수심에 따라 시간 별 자기 신호 값을 연속적으로 측정하여 처리부(200)에 저장할 수 있다.
자기 탐지 장치(10)는 해수면에 도착한 후, 수중에서 기록된 수중 신호 및 해수면 도착 한 후의 도달 위치, 도달 시간, 도달 자기 신호를 포함하는 제2 수면 신호를 자기 신호 식별/추적 분석기(20)로 송신할 수 있다.
자기 신호 식별/추적 분석기(20)는 수신된 수중 신호 및 제2 수면 신호를 기반으로 분석하여 수중 자기장 맵을 산출하여, 수중 객체의 위치(방위, 수심 거리)를 전시할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 자기 탐지 장치(10)는 객체를 탐지하여 객체 정보를 자기 신호 식별/추적 분석기(20)로 송신하여 분석된 결과는 객체의 수심을 탐지할 수 있으며, 작전 지역의 실제 자기장 환경을 알 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 신호 식별/추적 분석기를 나타내는 예시도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 자기 신호 식별/추적 분석기(20)는 분석 무선 수신기(22) 및 식별/추적 분석기(24)를 포함할 수 있다.
분석 무선 수신기(22)는 자기 탐지 장치(10)로부터 객체의 정보를 수신할 수 있으며, 수신된 객체의 정보를 식별/추적 분석기(24)에 전달할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 객체의 정보는 제1 수면 신호, 수중 신호 및 제2 수면 신호를 포함할 수 있다.
식별/추적 분석기(24)는 분석 무선 수신기(22)로부터 전달받은 제1 수면 신호, 수중 신호 및 제2 수면 신호를 분석하며, 객체의 위치(방위, 수심, 거리) 식별 및 추적할 수 있으며, 결과를 작전지역 해도를 기반으로 화면에 전시할 수 있다.
자기 신호 식별/추적 분석기(20)는 다수의 작전세력에서 동시에 운용 가능하며, 수상함 및 항공기 등에서의 다양한 작전 운용이 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 자기 탐지 장치

Claims (13)

  1. 수중 또는 수상에 위치하는 객체를 탐지하기 위한 자기 탐지 장치에 있어서,
    탐지하고자 하는 상기 객체가 위치하는 것으로 예측되는 예측 영역의 수상으로 투입되는 수밀 하우징;
    상기 객체로부터 발생하는 자기 신호를 측정하는 측정부;
    상기 자기 신호를 수집하여 저장하며, 상기 저장된 자기 신호를 외부에 송신하기 위한 송신 신호로 변조하는 처리부;
    상기 처리부에서 생성된 상기 송신 신호를 송신하는 송신부; 및
    수면으로 상승하기 위한 부력을 조절하기 위한 가스를 발생시키는 가스 발생기를 포함하고,
    상기 가스 발생기는 기 설정된 수심에서의 상기 자기 신호의 측정에 의해 동작하는 것을 특징으로 하는 자기 탐지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정부는,
    상기 객체에 의해 변화하는 자기장을 통해 상기 자기 신호를 검출하는 자기 센서;
    현재 위치하는 수심을 측정하는 수심계; 및
    현재 위치 및 시간을 제공하는 GPS를 적어도 하나 포함하는 자기 탐지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 자기 신호는 상기 객체를 탐지하기 위해 상기 자기 센서를 통해 자기장의 크기와 방향을 측정하여 검출된 신호이며,
    상기 자기 신호는 상기 객체의 위치 및 진행 방향을 알려주는 것을 특징으로 하는 자기 탐지 장치.
  4. 삭제
  5. 제2항에 있어서,
    상기 자기 센서는 변화하는 수심에 따라 시간 별로 상기 자기 신호 값을 기 설정된 수심까지 가라 앉을 동안 측정하는 것을 특징으로 하는 자기 탐지 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 자기 탐지 장치는 상기 자기 센서의 상기 측정 신호가 외부 자기장으로부터 받는 영향을 차단하기 위해 자기장 차폐 설계를 적용하며,
    상기 자기장 차폐 설계는 상기 수심계, 상기 GPS, 상기 처리부 및 상기 송신부를 적어도 하나 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 탐지 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 송신 신호는,
    수면에 안착 직후의 상기 자기 탐지 장치의 아이디, 안착 시간, 안착 위치 및 안착 자기 신호를 포함하는 제1 수면 신호;
    수중에서 상기 자기 탐지 장치의 아이디. 수중 시간, 수중 수심 및 수중 자기 신호를 포함하는 수중 신호; 및
    상기 자기 탐지 장치가 수중에서 수면으로 도달 직후의 상기 자기 탐지 장치의 아이디, 도달 시간, 도달 위치 및 도달 자기 신호를 포함하는 제2 수면 신호를 포함하는 자기 탐지 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 객체가 이동할 경우, 상기 송신부는 상기 자기 신호를 탐지하여 순차적으로 부상하는 상기 자기 탐지 장치에 의해 상기 객체 정보를 송신하는 것을 특징으로 하는 자기 탐지 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 자기 탐지 장치는 기 설정된 탐지 시간이 지나면 수중에서 수면으로 상승하는 것을 특징으로 하는 자기 탐지 장치.
  10. 수중 또는 수상에 위치하는 객체를 탐지하기 위한 수중 자기 탐지 방법에 있어서,
    탐지하고자 하는 상기 객체가 위치하는 것으로 예측되는 예측 영역의 수상으로 투입되는 단계;
    상기 객체로부터 발생하는 자기 신호를 측정부를 통해 측정하는 단계;
    수면으로 상승하기 위한 부력을 조절하기 위한 가스를 가스 발생기를 통해 발생시키는 단계;
    상기 자기 신호를 수집하여 저장하며, 상기 저장된 자기 신호를 외부에 송신하기 위한 송신 신호로 변조하는 단계; 및
    상기 송신 신호를 자기 신호 식별/추적 분석기로 송신하는 단계를 포함하고,
    가스 발생기를 통해 발생시키는 단계는 기 설정된 수심에서의 상기 자기 신호의 측정에 의해 동작하는 것을 특징으로 하는 수중 자기 탐지 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 측정부를 통해 측정하는 단계는,
    상기 객체에 의해 변화하는 자기장을 통해 상기 자기 신호를 검출하는 단계;
    상기 자기 탐지 장치의 수심을 측정하는 단계; 및
    상기 자기 탐지 장치의 현재 위치 및 시간을 제공하는 단계를 적어도 하나 포함하는 수중 자기 탐지 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 송신 신호로 변조하는 단계는,
    수면에 안착 직후에 상기 측정부를 통해 측정된 안착 시간, 안착 위치 및 안착 자기 신호를 포함하는 제1 수면 신호를 생성하는 단계;
    수면에서 수중으로 기 설정된 수심까지 가라앉으며 상기 측정부를 통해 측정한 제1 수중 신호, 기 설정된 수심에서 측정하는 제2 수중 신호 및 수면으로 상승하면서 측정하는 제3 수중 신호를 포함하는 수중 신호를 생성하는 단계; 및
    수중에서 수면으로 도달 직후에 상기 측정부를 통해 측정된 도달 시간, 도달 위치 및 도달 자기 신호를 포함하는 제2 수면 신호를 생성하는 단계를 포함하는 수중 자기 탐지 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 자기 신호 식별/추적 분석기로 송신하는 단계는 상기 객체가 이동할 경우, 송신부는 상기 자기 신호를 탐지한 자기 탐지 장치가 순차적으로 부상하여 상기 객체의 정보를 송신하며,
    상기 자기 신호 식별/추적 분석기는 상기 송신된 객체의 정보를 수신하며. 상기 객체의 정보를 분석하여 상기 객체의 이동경로를 추적하는 것을 특징으로 하는 수중 자기 탐지 방법.
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