KR102229191B1 - Calibration system of direction finding equipment - Google Patents

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장재원
주증민
이동원
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국방과학연구소
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Abstract

According to one embodiment, provided is a correction system for a direction finding device, which comprises: a transmission signal generating device for radiating a transmission signal toward an aerial vehicle on which the direction finding device is mounted; a transmission signal receiving device for generating correction data by using a reception signal obtained by receiving the transmission signal from the transmission signal generating device; and a central control device for processing the correction data to generate final correction data.

Description

방향 탐지 장치를 위한 보정 시스템{Calibration system of direction finding equipment}Calibration system for direction finding equipment

본 개시는 방향 탐지 장치를 위한 보정 시스템에 관한다.The present disclosure relates to a correction system for a direction finding device.

방향 탐지(direction finding, DF) 기술은 전자파를 이용하여 표적을 추적하는 레이더, 유도무기 또는 전자파를 이용한 통신장비 등의 방향을 찾아내는 기술로서, 전자원 지원(electronic warfare support, ES) 장비의 핵심이 된다. 이를 통하여 획득된 방향 정보는 신호처리기의 전처리 데이터로 이용되어 신호분석의 효율성을 향상시키거나, 전자공격(electronic attack, EA) 장비에 활용되어 효과적인 재밍(jamming)을 가능하게 한다.Direction finding (DF) technology is a technology that finds the direction of radar, guided weapons, or communication equipment using electromagnetic waves to track a target using electromagnetic waves, and is the core of electronic warfare support (ES) equipment. do. The direction information obtained through this is used as pre-processed data of a signal processor to improve the efficiency of signal analysis, or is used in electronic attack (EA) equipment to enable effective jamming.

방향 탐지 방식으로 좁은 빔 폭을 갖는 지향성 회전 안테나를 이용하여 방향을 탐지하는 회전 방향 탐지, 다수개의 안테나를 이용하여 수신된 신호 간 진폭 차이를 비교하여 방향 탐지를 수행하는 진폭비교 방향 탐지, 수신된 신호 간 위상차를 이용하여 방향 탐지를 수행하는 위상비교 방향 탐지, 수신된 신호 간 진폭 및 위상 차이를 모두 이용하는 진폭-위상비교 방향 탐지 등의 다양한 방법이 연구 및 적용되어 왔다. Direction detection method, which detects the direction using a directional rotating antenna with a narrow beam width, and performs direction detection by comparing the amplitude difference between received signals using multiple antennas. Various methods have been studied and applied, such as phase comparison direction detection using phase difference between signals, and amplitude-phase comparison direction detection using both amplitude and phase difference between received signals.

방향 탐지 장치는 일반적으로 방향 탐지를 수행하는 방식에 따라서 진폭이나 위상에 대한 보정 데이터를 이용하여 방위각을 추정하게 된다. 방향 탐지에 사용되는 보정 데이터를 생성하는 방법으로는 안테나 배치 및 특성을 고려한 수신신호 모델링을 통하여 획득하는 기법이 있으며, 정해진 위치에서 보정을 위하여 방사된 신호를 이용하여 방위각 별로 보정 데이터를 획득하는 방법이 있다.The direction detection apparatus generally estimates an azimuth angle using correction data for an amplitude or a phase according to a method of performing direction detection. As a method of generating correction data used for direction detection, there is a method of obtaining through modeling a received signal in consideration of antenna arrangement and characteristics, and a method of obtaining correction data for each azimuth angle using a signal radiated for correction at a predetermined position. There is this.

안테나에 수신되는 신호의 진폭 및 위상을 이용하여 방향을 탐지하는 방향 탐지 장치의 성능은 신호를 수신하는 방향 탐지 안테나들의 이득 패턴 및 안테나와 방향 탐지 장치가 설치되는 플랫폼의 형태와 재질의 영향을 많이 받는다. 신호원의 방향을 탐지할 때 플랫폼 외관의 구조물 형태에 따라 수신 신호의 반사파가 발생하고, 외관 재질 및 수신 안테나 이득 패턴에 의해서 수신 신호의 왜곡이 발생될 수 있기 때문에다. 따라서 신호원의 방향을 탐지하고자 하는 주파수 대역 및 방위각에 따라서 방향 탐지를 위한 보정을 방향 탐지 장치의 개발 과정에서 수행하고 해당 보정 데이터를 방향 탐지 장치에 장입해야 한다.The performance of a direction detection device that detects a direction using the amplitude and phase of a signal received by an antenna is greatly influenced by the gain pattern of the direction detection antennas receiving the signal, and the shape and material of the platform on which the antenna and the direction detection device are installed Receive. When detecting the direction of the signal source, the reflected wave of the received signal is generated according to the shape of the structure of the exterior of the platform, and distortion of the received signal may occur due to the exterior material and the reception antenna gain pattern. Therefore, it is necessary to perform correction for direction detection in the course of development of a direction detection device according to the frequency band and azimuth angle to detect the direction of the signal source, and load the corresponding correction data into the direction detection device.

방향 탐지 장치의 개발 과정에서 획득되는 보정 데이터는 전자파 무반향실(Anechoic Chamber)과 같이 주변 환경으로 인한 반사파가 없는 환경에서 탐지하고자 하는 주파수 대역 및 방위각에 대하여 신호를 방사하고 안테나와 방향 탐지 장치가 설치된 플랫폼에서 신호를 수신하여 얻게 되는 주파수 및 방위각 별 수신 신호 세기와 위상 값으로 구성된다. 또한 HF(high frequency), V/UHF(very/ultra high frequency) 대역에서 보정 데이터를 획득하기 위해서는, 해당 대역의 긴 파장을 갖는 반사파 영향을 없앨 수 있는 규모의 전자파 무반향실을 확보하기가 어렵기 때문에 주변 환경에 의한 반사파의 영향이 최소화 될 수 있는 개활지에서 보정을 수행해야만 한다. The correction data acquired during the development of the direction finding device radiates a signal for the frequency band and azimuth to be detected in an environment where there is no reflected wave due to the surrounding environment, such as an electromagnetic chamber, and an antenna and a direction finder are installed. It consists of the received signal strength and phase value for each frequency and azimuth angle obtained by receiving a signal from the platform. In addition, in order to acquire correction data in the high frequency (HF) and very/ultra high frequency (V/UHF) bands, it is difficult to secure an electromagnetic anechoic chamber of a scale capable of eliminating the effect of reflected waves having a long wavelength in the corresponding band. Therefore, the correction must be performed in an open area where the influence of the reflected wave by the surrounding environment can be minimized.

비행체 기반의 방향 탐지 장치를 위하여 보정을 수행할 경우 실제 운용될 비행체 플랫폼을 보정에 사용하기 어렵기 때문에, 그와 유사한 외관 형태 및 재질의 목업(Mock-up)을 사용하게 된다. 그러나 목업을 사용할 경우 실제 운용될 비행체 플랫폼과 외관 상 차이가 존재하게 되고, 보정을 수행할 때의 야외 환경 신호 및 실제 운용될 환경과는 상이한 전원공급 및 접지 등의 요소들이 보정을 위하여 수신되는 신호의 값에 영향을 줄 수 있다.When performing correction for a vehicle-based direction detection device, it is difficult to use the vehicle platform to be actually operated for correction, so a mock-up of similar appearance shape and material is used. However, when the mock-up is used, there is a difference in appearance from the platform to be actually operated, and the outdoor environment signal when performing the calibration, and the signals received for calibration, such as power supply and ground, which are different from the actual environment to be operated. Can affect the value of

이에, 실제 운용될 비행체에 탑재된 방향 탐지 장치를 위한 보정 시스템이 요구된다.Accordingly, there is a need for a correction system for a direction detection device mounted on a vehicle to be actually operated.

장재원, & 주증민. (2019). In-Flight Calibration Method for Direction Finding of Communication Signals based on Aviation Systems. JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE, 30(4), 290∼299Jaewon Jang, & Jeungmin Joo. (2019). In-Flight Calibration Method for Direction Finding of Communication Signals based on Aviation Systems. JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE, 30(4), 290∼299

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 방향 탐지 장치를 위한 비행 보정 시스템을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a flight correction system for a direction detection device.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 방향 탐지 장치를 위한 보정 시스템은, 지상에 배치되고, 상기 방향 탐지 장치를 탑재하고 비행 중인 비행체를 향하여 송신 신호를 방사하는 송신 신호 발생 장치; 상기 비행체에 탑재되고, 상기 송신 신호 발생 장치로부터 상기 송신 신호를 수신함으로써 획득한 수신 신호를 이용하여 보정 데이터를 생성하는 송신 신호 수신 장치; 및 지상에 배치되고, 상기 송신 신호 발생 장치가 상기 송신 신호를 발생시키도록 제어하고, 상기 송신 신호 수신 장치로부터 수신한 상기 보정 데이터를 처리하여 최종 보정 데이터를 생성하는 중앙 제어 장치를 포함한다.As a means for solving the above-described technical problem, a correction system for a direction detection device includes: a transmission signal generating device disposed on the ground, equipped with the direction detection device, and radiating a transmission signal toward an aircraft in flight; A transmission signal reception device mounted on the aircraft and generating correction data using a reception signal obtained by receiving the transmission signal from the transmission signal generation device; And a central control device disposed on the ground, controlling the transmission signal generating device to generate the transmission signal, and processing the correction data received from the transmission signal receiving device to generate final correction data.

상기 송신 신호 발생 장치는, GPS 신호를 수신하는 GPS 안테나; 및 상기 GPS 신호로부터 1-PPS 신호를 획득하는 GPS 수신기를 포함한다.The apparatus for generating a transmission signal includes: a GPS antenna for receiving a GPS signal; And a GPS receiver that obtains a 1-PPS signal from the GPS signal.

상기 송신 신호 발생 장치는, 상기 송신 신호를 발생시키는 신호발생기; 상기 발생된 송신 신호를 고출력으로 증폭시키는 고출력 증폭기; 상기 증폭된 송신 신호를 방사하는 지향성 안테나; 및 상기 중앙 제어 장치로부터 수신한 상기 비행체의 항법 데이터에 기초하여, 상기 지향성 안테나가 상기 증폭된 송신 신호를 상기 비행체를 향하여 방사하도록, 상기 지향성 안테나의 자세를 제어하는 지향성 안테나 제어기를 포함한다.The transmission signal generating apparatus includes: a signal generator for generating the transmission signal; A high-power amplifier for amplifying the generated transmission signal to high power; A directional antenna radiating the amplified transmission signal; And a directional antenna controller for controlling the attitude of the directional antenna so that the directional antenna radiates the amplified transmission signal toward the vehicle based on the navigation data of the vehicle received from the central control device.

상기 신호발생기는 상기 1-PPS 신호를 트리거로 하여, 상기 중앙 제어 장치로부터 수신한 수집 주파수 목록 데이터에 포함된 주파수의 개수의 상기 송신 신호를 매초마다 생성한다.The signal generator generates the transmission signal of the number of frequencies included in the collected frequency list data received from the central control device every second by using the 1-PPS signal as a trigger.

상기 송신 신호 수신 장치는, 상기 비행체의 항법장치로부터 획득되는 1-PPS 신호를 트리거로 하여, 상기 중앙 제어 장치로부터 수신한 수집 주파수 목록 데이터에 포함된 주파수의 개수의 상기 수신 신호를 매초마다 고속 푸리에 변환(FFT)하는 FFT 수행부; 상기 1-PPS 신호를 트리거로 하여, 상기 주파수의 개수만큼 상기 고속 푸리에 변환된 수신 신호의 수신 채널 별 위상 및 세기를 측정하는 신호 측정부; 상기 FFT 수행부가 고속 푸리에 변환을 수행하는 시점의 클락 카운트 값과 상기 1-PPS 신호를 이용하여 시간 데이터를 생성하고, 상기 항법장치로부터 획득되는 상기 비행체의 자세정보를 이용하여 항법 데이터를 생성하는 항법 데이터 생성부; 및 상기 시간 데이터 및 상기 항법 데이터를 이용하여 보정 데이터를 생성하는 보정 데이터 생성부를 포함한다.The transmission signal receiving device receives the received signal of the number of frequencies included in the collected frequency list data received from the central control device as a trigger by using the 1-PPS signal obtained from the navigation device of the vehicle as a trigger. An FFT performing unit for transforming (FFT); A signal measuring unit configured to measure the phase and intensity of each reception channel of the fast Fourier transformed reception signal by the number of frequencies by using the 1-PPS signal as a trigger; A navigation method in which time data is generated by using the 1-PPS signal and a clock count value at the time when the FFT performing unit performs a fast Fourier transform, and navigation data is generated by using the attitude information of the aircraft obtained from the navigation device. A data generation unit; And a correction data generator configured to generate correction data using the time data and the navigation data.

상기 중앙 제어 장치는, 상기 보정 데이터를 수신하기 위한 지상 데이터 링크 장치를 포함한다.The central control device includes a terrestrial data link device for receiving the correction data.

상기 중앙 제어 장치는 지상 운용처리기를 포함하고, 상기 지상 운용처리기는, 보정을 수행하기 위한 주파수 및 송신 신호의 세기를 포함하는 수집 주파수 목록 데이터를 생성하는 수집 목록 생성부; 상기 보정 데이터를 필터링하여 유효 보정 데이터를 생성하는 데이터 후처리 수행부; 상기 유효 보정 데이터를 이용하여 상기 방향 탐지 장치의 방향 탐지의 정확도를 산출하는 방향 탐지 정확도 산출부; 및 상기 유효 보정 데이터를 반복하여 획득함으로써 보정 데이터 세트를 생성하고, 상기 보정 데이터 세트를 누적함으로써 최종 보정 데이터를 생성하는 최종 보정 데이터 산출부를 포함한다.The central control unit includes a ground operation processor, and the ground operation processor includes: a collection list generation unit for generating collection frequency list data including a frequency for performing correction and a strength of a transmission signal; A data post-processing unit that filters the correction data to generate effective correction data; A direction detection accuracy calculator configured to calculate an accuracy of the direction detection of the direction detection device by using the effective correction data; And a final correction data calculation unit generating a correction data set by repeatedly acquiring the effective correction data, and generating final correction data by accumulating the correction data set.

상기 송신 신호 발생 장치 및 상기 송신 신호 수신 장치는 각각이 획득한 GPS신호의 1-PPS 신호에 기초하여 서로 동기화된다.The transmission signal generation device and the transmission signal reception device are synchronized with each other based on the 1-PPS signal of the GPS signal each obtained.

송신 신호 발생 장치, 송신 신호 수신 장치, 및 중앙 제어 장치를 포함하는 보정 시스템이 비행체에 탑재된 방향 탐지 장치의 방향 탐지의 정확도를 향상시키기 위해 수행하는 보정 방법은, (a) 상기 송신 신호 발생 장치가 미리 설정된 자세 및 이동 경로를 따라 비행하는 상기 비행체를 향하여 송신 신호를 방사하는 단계; (b) 상기 송신 신호 수신 장치가 상기 송신 신호를 수신함으로써 획득된 수신 신호를 이용하여 보정 데이터를 생성하는 단계; (c) 상기 중앙 제어 장치가 상기 보정 데이터를 필터링함으로써 유효 보정 데이터를 생성하는 단계; (d) 상기 중앙 제어 장치가 상기 유효 보정 데이터를 이용하여 방향 탐지의 정확도를 산출하는 단계; (e) 단계(a) 내지 단계(d)를 반복하여 수행함으로써, 상기 유효 보정 데이터의 집합인 보정 데이터 세트를 획득하는 단계; (f) 상기 중앙 제어 장치가 상기 보정 데이터 세트를 누적함으로써 최종 보정 데이터를 생성하는 단계; (g) 상기 중앙 제어 장치가 상기 최종 보정 데이터를 이용하여 방향 탐지의 정확도를 산출하고, 주파수 별 베이스라인 조합을 최적화하는 단계; 및 (h) 상기 중앙 제어 장치가 상기 최종 보정 데이터 및 상기 최적화된 베이스라인 조합이 제공된 상기 방향 탐지 장치에 대하여 방향 탐지의 정확도를 산출하는 단계를 포함한다.A correction method performed by a correction system including a transmission signal generation device, a transmission signal reception device, and a central control device to improve the accuracy of direction detection of a direction detection device mounted on an aircraft, comprises: (a) the transmission signal generation device Radiating a transmission signal toward the vehicle flying along a preset posture and movement path; (b) generating, by the transmission signal receiving apparatus, correction data using a received signal obtained by receiving the transmission signal; (c) generating effective correction data by filtering the correction data by the central control device; (d) calculating, by the central control device, an accuracy of direction detection by using the valid correction data; (e) obtaining a correction data set, which is a set of effective correction data, by repeatedly performing steps (a) to (d); (f) generating, by the central control device, final correction data by accumulating the correction data set; (g) calculating, by the central control device, accuracy of direction detection using the final correction data, and optimizing a baseline combination for each frequency; And (h) calculating, by the central control device, an accuracy of direction detection for the direction detection device provided with the final correction data and the optimized baseline combination.

상기 미리 설정된 자세 및 상기 이동 경로는 수학적으로 미리 산출된 보정 데이터에 기초하여 선정된 방위각 및 고각의 범위로부터 설정된다.The preset posture and the movement path are set from a range of an azimuth angle and an elevation angle selected based on mathematically pre-calculated correction data.

실제 운용될 비행체를 기반으로 방향 탐지 장치를 위한 보정 데이터를 획득할 수 있으므로, 실제 운용 환경에서 신뢰성 있는 방향 탐지가 가능하다.Since it is possible to obtain correction data for the direction detection device based on the actual vehicle to be operated, reliable direction detection is possible in an actual operation environment.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effects according to the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.

도 1은 보정 시스템의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 송신 신호 수신 장치의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 송신 신호 발생 장치의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 중앙 제어 장치의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 사용자 운용 프로그램의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 보정 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 보정 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram illustrating an example of a correction system.
2 is a diagram illustrating an example of an apparatus for receiving a transmission signal.
3 is a diagram illustrating an example of an apparatus for generating a transmission signal.
4 is a diagram for describing an example of a central control device.
5 is a diagram illustrating an example of a user operation program.
6 is a diagram for describing an example of a correction method.
7 is a diagram for describing an example of a correction method.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 오로지 예시를 위한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 하기 설명은 실시예들을 구체화하기 위한 것일 뿐 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 상세한 설명 및 실시예로부터 당해 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.Hereinafter, embodiments for illustration only will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It goes without saying that the following description is only for specifying the embodiments and does not limit or limit the scope of the invention. What can be easily inferred by experts in the art from the detailed description and examples is construed as belonging to the scope of the rights.

본 명세서에서 사용되는 '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.The terms “consisting of” or “comprising” as used herein should not be interpreted as necessarily including all of the various components or various steps described in the specification, and some components or some steps thereof. It should be construed that they may not be included, or may further include additional elements or steps.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.Terms used in the present specification have selected general terms that are currently widely used as possible while taking functions of the present invention into consideration, but this may vary according to the intention or precedent of a technician working in the field, the emergence of new technologies, and the like. In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning of the terms will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall contents of the present invention, not a simple name of the term.

도 1은 보정 시스템의 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 송신 신호 수신 장치의 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 송신 신호 발생 장치의 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 중앙 제어 장치의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram illustrating an example of a correction system. 2 is a diagram illustrating an example of an apparatus for receiving a transmission signal. 3 is a diagram illustrating an example of an apparatus for generating a transmission signal. 4 is a diagram for describing an example of a central control device.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 보정 시스템(10)은 실제로 비행하는 비행체(1)를 이용하여 비행체(1)에 탑재된 방향 탐지 장치를 보정하기 위한 시스템이다. 비행체(1)는 목업이 아니며, 운용될 실제 비행체이다.Referring to FIGS. 1 to 4, the correction system 10 is a system for correcting a direction detection device mounted on the aircraft 1 by using the aircraft 1 that is actually flying. The aircraft (1) is not a mock-up, it is an actual aircraft to be operated.

보정 시스템(10)은 지상에서 송신 신호 발생 장치(200)를 제어하고 비행체(1)가 송신한 보정 데이터를 원격으로 수신하여 최종 보정 데이터를 생성하는 중앙 제어 장치(300), 지상에서 중앙 제어 장치(300)의 제어에 의하여 송신 신호를 방사하는 송신 신호 발생 장치(200), 및 비행체(1)에 탑재되어 송신 신호를 수신하고 수신 안테나 별로 위상 데이터를 측정하여 보정 데이터를 생성하는 송신 신호 수신 장치(100)를 포함할 수 있다. The correction system 10 controls the transmission signal generating device 200 on the ground and receives the correction data transmitted by the vehicle 1 remotely to generate the final correction data 300, the central control device on the ground. A transmission signal generating device 200 that emits a transmission signal under the control of 300, and a transmission signal receiving device mounted on the vehicle 1 to receive a transmission signal and measure phase data for each reception antenna to generate correction data. It may include (100).

보정 데이터는 방향 탐지 장치가 송신 신호를 수신하여 획득되는 수신 신호의 주파수 및 방위각 별 세기와 위상 값으로 구성될 수 있다.The correction data may be composed of intensity and phase values for each frequency and azimuth angle of a received signal obtained by receiving a transmission signal by the direction detection apparatus.

중앙 제어 장치(300)는 보정 데이터 수집에 필요한 송신 신호를 비행체(1)를 향하여 방사하기 위하여 송신 신호 발생 장치(200)의 지향성 안테나 제어기(240)와 신호발생기(210)를 제어할 수 있다. 또한 중앙 제어 장치(300)는 송신 신호 발생 장치(200)의 지향성 안테나(230)를 제어하기 위하여, 비행체(1)로부터 항법 데이터(예를 들어, longitude, latitude, altitude, roll, pitch)를 수신할 수 있다. 중앙 제어 장치(300)는 비행체(1)에 탑재된 송신 신호 수신 장치(100)로 보정 데이터 수집을 위한 제어 데이터를 전송하고, 비행체(1)로부터 보정 데이터를 수신하는 기능을 수행하며, 수집된 보정 데이터를 오프라인으로 분석하고, 방향 탐지에 사용 가능하도록 후처리하여 최종 보정 데이터를 생성하는 기능을 수행할 수 있다. 중앙 제어 장치(300)에서 생성된 제어 데이터는 항공 데이터 링크 장치(2)를 통하여 송신 신호 발생 장치(200)로 전달될 수 있다.The central control device 300 may control the directional antenna controller 240 and the signal generator 210 of the transmission signal generating device 200 in order to radiate a transmission signal required for collecting correction data toward the vehicle 1. In addition, the central control device 300 receives navigation data (eg, longitude, latitude, altitude, roll, pitch) from the vehicle 1 in order to control the directional antenna 230 of the transmission signal generating device 200. can do. The central control device 300 transmits control data for collecting correction data to the transmission signal receiving device 100 mounted on the vehicle 1, and performs a function of receiving correction data from the vehicle 1, and the collected The correction data can be analyzed offline and post-processed to be used for direction detection to generate final correction data. The control data generated by the central control device 300 may be transmitted to the transmission signal generating device 200 through the aerial data link device 2.

중앙 제어 장치(300)는 보정을 수행하기에 앞서, 방향 탐지 장치의 안테나 배치를 고려하여 수학적 보정 데이터를 생성하고, 보정이 필요한 주파수, 방위각, 및 고각의 범위를 선정하고, 선정된 주파수, 방위각, 및 고각의 범위를 고려하여 비행체(1)의 비행에 필요한 자세 및 이동 경로를 결정할 수 있다. 비행체(1)가 결정된 자세 및 이동 경로에 따라 비행하는 동안, 보정 시스템(10)은 일련의 과정을 거쳐 방향 탐지 장치를 보정할 수 있다.Before performing the correction, the central control device 300 generates mathematical correction data in consideration of the antenna arrangement of the direction detection device, selects a frequency, azimuth, and elevation range for correction, and selects the selected frequency and azimuth. In consideration of the range of, and elevation, the posture and movement path required for the flight of the aircraft 1 can be determined. While the vehicle 1 is flying according to the determined posture and movement path, the correction system 10 may correct the direction detection device through a series of processes.

송신 신호 발생 장치(200)는 유선망으로 연결된 중앙 제어 장치(300)의 제어 데이터에 따라 보정에 필요한 주파수로 송신 신호를 발생시키는 신호발생기(210), 송신 신호를 고출력으로 증폭시키기 위한 고출력 증폭기(220), 증폭된 송신 신호를 비행체(1)를 향하여 방사하기 위한 지향성 안테나 제어기(240), 및 지향성 안테나(230)를 포함할 수 있다. 또한 송신 신호 발생 장치(200)는 신호발생기(210)와 송신 신호 수신 장치(100)의 송수신 시간동기화를 확보하기 위한 GPS 수신기(250)와 GPS 수신안테나(260)를 포함할 수 있다. The transmission signal generator 200 includes a signal generator 210 that generates a transmission signal at a frequency required for correction according to the control data of the central control device 300 connected through a wired network, and a high-power amplifier 220 for amplifying the transmission signal to high power. ), a directional antenna controller 240 for radiating the amplified transmission signal toward the vehicle 1, and a directional antenna 230. In addition, the transmission signal generation apparatus 200 may include a GPS receiver 250 and a GPS reception antenna 260 to ensure synchronization of transmission/reception time between the signal generator 210 and the transmission signal reception apparatus 100.

비행체(1)에 탑재된 송신 신호 수신 장치(100)는 비행체(1) 외부에 장착된 복수개의 안테나를 통해 송신 신호를 수신함으로써 수신 신호를 획득할 수 있다. 송신 신호 수신 장치(100)는 수신 신호를 이용하여 보정 데이터 생성에 필요한 수신 신호 간 위상차와 신호세기의 값을 측정하는 기능을 수행할 수 있다. 송신 신호 발생 장치(200)에 탑재된 신호발생기(210)와의 시간 동기화를 위하여 송신 신호 수신 장치(100)는 비행체(1)의 항법장치(3)로부터 GPS 시간 정보를 제공받을 수 있다. 송신 신호 수신 장치(100)에서 수집된 보정 데이터는 비행체(1)의 항법 데이터와 함께 항공 데이터 링크 장치(2)를 통하여 중앙 제어 장치(300)로 전송될 수 있다.The transmission signal receiving apparatus 100 mounted on the vehicle 1 may obtain a reception signal by receiving a transmission signal through a plurality of antennas mounted outside the vehicle 1. The transmission signal reception apparatus 100 may perform a function of measuring a value of a phase difference and signal strength between received signals required for generating correction data by using the received signal. For time synchronization with the signal generator 210 mounted on the transmission signal generation device 200, the transmission signal reception device 100 may receive GPS time information from the navigation device 3 of the aircraft 1. The correction data collected by the transmission signal receiving device 100 may be transmitted to the central control device 300 through the aerial data link device 2 together with the navigation data of the aircraft 1.

송신 신호 수신 장치(100)는 비행체(1)에 탑재된 복수의 안테나(안테나1, 안테나2, ?? 안테나M)로부터 수신되는 RF(radio frequency)신호를 ADC(Analog to Digital Converter)를 이용하여 디지타이징(digitizing)하고 주파수 하향변환을 통하여 IF(intermediate frequency)신호로 변환할 수 있다. 송신 신호 수신 장치(100)는 복수의 안테나로부터 수신되는 신호의 세기 및 다중 채널 간 위상차의 값을 변환된 IF신호를 이용하여 측정하고 보정 데이터로 저장하며, 비행체(1)의 항공 데이터 링크 장치(2)를 통하여 중앙 제어 장치(300)로 전송할 수 있다. The transmission signal receiving device 100 uses an ADC (Analog to Digital Converter) to receive a radio frequency (RF) signal received from a plurality of antennas (antenna 1, antenna 2, ??antenna M) mounted on the aircraft 1 It can be converted into an IF (intermediate frequency) signal through digitizing and frequency downconversion. The transmission signal reception device 100 measures the intensity of signals received from a plurality of antennas and the value of the phase difference between multiple channels using the converted IF signal and stores it as correction data, and the aviation data link device ( It can be transmitted to the central control device 300 through 2).

송신 신호 수신 장치(100)는 중앙 제어 장치(300)와의 시간 동기화를 확보하기 위하여 비행체(1)의 항법장치(3)인 EGI(Embedded Global-Positioning-System Initial-Navigation-System)를 통하여 공급되는 항법 신호의 1-PPS(Pulse Per Second) 신호를 트리거 신호로 이용하여 동작할 수 있다. The transmission signal receiving device 100 is supplied through the EGI (Embedded Global-Positioning-System Initial-Navigation-System) which is the navigation device 3 of the aircraft 1 in order to secure time synchronization with the central control device 300. It can operate by using 1-PPS (Pulse Per Second) signal of the navigation signal as a trigger signal.

송신 신호 수신 장치(100)는 중앙 제어 장치(300)로부터 N개 주파수 정보가 포함된 보정 주파수 목록 데이터를 수신할 수 있다. 보정 주파수 목록 데이터는 제어 데이터에 포함되어 있을 수 있다. 송신 신호 수신 장치(100)는 중앙 제어 장치(300)로부터 수집 시작 명령을 수신하면 최초 동작을 시작할 수 있고, 이후 매 초마다 발생되는 1-PPS 트리거 신호에 의하여 반복적으로 보정 데이터를 수집할 수 있다. 송신 신호 수신 장치(100)는 기 수신된 보정 주파수 목록 데이터에 포함된 N개 주파수에 순차적으로 동조하여 수신 신호의 신호세기 및 채널간 위상차를 측정할 수 있다. 송신 신호 수신 장치(100)는 이와 같은 동작을 매초 반복적으로 발생되는 1-PPS 트리거 신호에 의하여 반복적으로 수행할 수 있다. 송신 신호 수신 장치(100)는 1개의 보정 주파수에 대하여 신호의 위상 및 신호세기를 1/N초 동안 측정하고, 다음 주파수로 변경하여 동일한 과정을 초당 N번 반복 수행할 수 있다. 이와 같은 과정을 통하여 수집되는 보정 데이터는 신호 수집 주파수, 신호세기, 다중 채널 간 위상차 값, 수집된 시간 동안의 비행체(1)의 항법 데이터(longitude, latitude, altitude, roll, pitch, yaw)를 포함할 수 있으며, 무선 데이터 링크 단절을 대비하여 송신 신호 수신 장치(100)의 메모리에 저장됨과 동시에 비행체(1)의 항공 데이터 링크 장치(2)를 통하여 실시간으로 중앙 제어 장치(300)에 전송될 수 있다. 송신 신호 수신 장치(100)는 최종적으로 중앙 제어 장치(300)로부터 수신되는 수집 종료 명령에 따라 보정 데이터 수집을 중지할 수 있다.The transmission signal receiving apparatus 100 may receive correction frequency list data including N frequency information from the central control apparatus 300. The correction frequency list data may be included in the control data. The transmission signal receiving device 100 may start the initial operation upon receiving a collection start command from the central control device 300, and then may repeatedly collect correction data by a 1-PPS trigger signal generated every second. . The transmission signal receiving apparatus 100 may measure the signal strength of the received signal and the phase difference between channels by sequentially tuning to N frequencies included in the previously received correction frequency list data. The transmission signal receiving apparatus 100 may repeatedly perform such an operation by a 1-PPS trigger signal that is repeatedly generated every second. The transmission signal receiving apparatus 100 may measure the phase and signal strength of a signal for 1/N second for one correction frequency and perform the same process N times per second by changing to the next frequency. Correction data collected through such a process includes signal collection frequency, signal strength, phase difference value between multiple channels, and navigation data (longitude, latitude, altitude, roll, pitch, yaw) of the vehicle 1 during the collected time. In preparation for disconnection of the wireless data link, it can be stored in the memory of the transmission signal receiving device 100 and transmitted to the central control device 300 in real time through the aviation data link device 2 of the aircraft 1 have. The transmission signal reception device 100 may finally stop collecting correction data according to a collection end command received from the central control device 300.

송신 신호 수신 장치(100)는 1-PPS 트리거 신호에 기초하여 보정 주파수 목록 데이터의 주파수 개수만큼 수신 신호에 대하여 연속적으로 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하는 FFT 수행부(130), 고속 푸리에 변환 결과를 기초로 수신 채널별 신호세기 및 위상을 연속적으로 측정하는 신호측정부(140), FFT 수행부(130)가 고속 푸리에 변환을 수행하는 시점의 클락 카운트 값과 비행체(1)의 항법장치(3)로부터 획득한 GPS 신호의 1-PPS 신호를 이용하여 시간 데이터를 생성하고 항법장치(3)로부터 획득한 비행체(1)의 자세정보를 이용하여 항법 데이터를 생성하는 항법 데이터 생성부(150), 및 신호측정부(140)에서 생성된 신호세기 및 위상 정보와 항법 데이터 생성부(150)에서 생성된 시간 데이터 및 항법 데이터를 결합하여 보정 데이터를 생성하는 보정 데이터 생성부(160)를 포함할 수 있다.The transmission signal receiving apparatus 100 includes an FFT performing unit 130 that continuously performs Fast Fourier Transform (FFT) on the received signal as many as the number of frequencies of the corrected frequency list data based on the 1-PPS trigger signal, and a fast Fourier transform result. Based on the signal measurement unit 140 for continuously measuring the signal strength and phase for each receiving channel, the clock count value at the time when the FFT performing unit 130 performs the fast Fourier transform and the navigation device (3) of the aircraft (1) ), a navigation data generation unit 150 that generates time data using 1-PPS signal of the GPS signal obtained from) and generates navigation data using the attitude information of the aircraft 1 obtained from the navigation device 3, And a correction data generating unit 160 for generating correction data by combining the signal strength and phase information generated by the signal measuring unit 140 with the time data and the navigation data generated by the navigation data generating unit 150. have.

또한 송신 신호 수신 장치(100)는 1-PPS 신호를 이용하여 동기화된 트리거 신호 발생 시, 보정 주파수 목록 데이터의 주파수 개수만큼 안테나를 통해 연속적으로 수신된 수신 신호를 중간 주파수로 하향 변환시키는 주파수 변환부(110) 및 1-PPS 트리거 신호에 기초하여 하향 변환된 신호를 디지털 신호로 변환하여 FFT 수행부(130)로 전달하는 A/D 컨버터부(120)를 포함할 수 있다.In addition, when the trigger signal synchronized using the 1-PPS signal is generated, the transmission signal receiving apparatus 100 down-converts the received signal continuously received through the antenna by the number of frequencies of the correction frequency list data to an intermediate frequency. It may include an A/D converter unit 120 converting the down-converted signal into a digital signal based on the 110 and 1-PPS trigger signals and transmitting the converted signals to the FFT performing unit 130.

송신 신호 발생 장치(200)는 중앙 제어 장치(300)로부터 N개 주파수와 주파수별 출력 신호 세기 정보가 포함된 보정 주파수 목록 데이터를 수신하고, 수집 시작 명령 수신에 의하여 최초 동작을 시작할 수 있다. 송신 신호 발생 장치(200)는 이후 매 초마다 발생되는 1-PPS 트리거 신호에 의하여 반복적인 보정 데이터 수집을 위한 송신 신호를 방사할 수 있다. 신호발생기(210)는 기 수신된 보정 주파수 목록 데이터에 포함된 N개 주파수 정보와 출력 신호 세기 정보에 기초하여 순차적으로 송신 신호를 발생시킬 수 있고, 발생된 송신 신호는 고출력 증폭기(220)를 거쳐 지향성 안테나(230)를 통해 방사될 수 있다. 송신 신호 발생 장치(200)는 이와 같은 동작을 매초 반복적으로 발생되는 1-PPS 트리거 신호에 의하여 반복적으로 수행할 수 있다. 송신 신호 발생 장치(200)는 1개의 보정 주파수에 대하여 송신 신호를 발생시키고, 1/N초 주기로 주파수를 자동으로 변경하여 초당 N개의 주파수 신호를 반복적으로 발생시킬 수 있다. 중앙 제어 장치(300)는 송신 신호 발생 장치(200)가 송신 신호를 실제 비행하는 비행체(1)를 향하여 방사할 수 있도록, 실시간으로 수신되는 보정 데이터에 포함된 항법 데이터를 송신 신호 발생 장치(200)의 지향성 안테나 제어기(240)로 전달할 수 있다. 송신 신호 발생 장치(200)는 최종적으로 중앙 제어 장치(300)로부터 수신되는 수집 종료 명령에 따라 송신 신호의 발생을 중지할 수 있다.The transmission signal generation device 200 may receive correction frequency list data including N frequencies and output signal strength information for each frequency from the central control device 300, and may start an initial operation by receiving a collection start command. The transmission signal generating apparatus 200 may emit a transmission signal for repetitive correction data collection by a 1-PPS trigger signal generated every second thereafter. The signal generator 210 may sequentially generate a transmission signal based on N frequency information and output signal strength information included in the previously received correction frequency list data, and the generated transmission signal passes through the high-power amplifier 220. It may be radiated through the directional antenna 230. The transmission signal generating apparatus 200 may repeatedly perform such an operation by a 1-PPS trigger signal that is repeatedly generated every second. The transmission signal generation apparatus 200 may generate a transmission signal for one correction frequency, and automatically change the frequency in a period of 1/N seconds to repeatedly generate N frequency signals per second. The central control device 300 transmits the navigation data included in the correction data received in real time so that the transmission signal generation device 200 radiates the transmission signal toward the actual flying vehicle 1. ) Can be transmitted to the directional antenna controller 240. The transmission signal generation device 200 may finally stop generating the transmission signal according to the collection end command received from the central control device 300.

송신 신호 발생 장치(200)는 보정을 위하여 선정된 주파수의 송신 신호 생성하는 신호발생기(210), 송신 신호를 고출력으로 증폭하는 고출력 증폭기(220), 증폭된 송신 신호를 특정 방향으로 지향하여 방사하는 지향성 안테나(230), 지향성 안테나(230)의 방사 방향이 비행체(1)를 향하도록 제어하기 위한 지향성 안테나 제어기(240)를 포함할 수 있다.The transmission signal generator 200 includes a signal generator 210 that generates a transmission signal of a frequency selected for correction, a high-power amplifier 220 that amplifies the transmission signal to high power, and directs the amplified transmission signal in a specific direction and radiates it. The directional antenna 230 may include a directional antenna controller 240 for controlling the direction of radiation of the directional antenna 230 toward the vehicle 1.

송신 신호 발생 장치(200)는 비행체(1)에 탑재되어 보정 데이터를 수집하는 송신 신호 수신 장치(100)와의 시간 동기화를 확보하기 위하여 GPS 신호를 수신하여 GPS 신호의 1-PPS 신호를 트리거 신호로 신호발생기(210)에 공급하기 위한 GPS 수신안테나(260)와 GPS 수신기(250)를 더 포함할 수 있다.The transmission signal generation device 200 receives a GPS signal and converts the 1-PPS signal of the GPS signal as a trigger signal in order to secure time synchronization with the transmission signal reception device 100 that is mounted on the aircraft 1 and collects correction data. A GPS receiving antenna 260 and a GPS receiver 250 for supplying to the signal generator 210 may be further included.

중앙 제어 장치(300)는 송신 신호 수신 장치(100)에 제어 데이터를 송신하고 송신 신호 수신 장치(100)에서 항공 데이터 링크 장치(2)를 통하여 전송되는 보정 데이터를 수신하는 지상 데이터 링크 장치(310) 및 송신 신호 수신 장치(100)와 송신 신호 발생 장치(200)를 제어하고 보정 데이터를 후처리하기 위한 지상 운용 처리기(320)를 포함할 수 있다. 지상 운용 처리기(320)는 항법 데이터를 송신 신호 발생 장치(200)의 지향성 안테나 제어기(240)로 전달하고, 보정 주파수 목록 데이터를 생성할 수 있다.The central control unit 300 is a terrestrial data link device 310 that transmits control data to the transmission signal reception device 100 and receives correction data transmitted from the transmission signal reception device 100 through the aerial data link device 2. ) And a ground operation processor 320 for controlling the transmission signal receiving apparatus 100 and the transmission signal generating apparatus 200 and post-processing the correction data. The ground operation processor 320 may transmit the navigation data to the directional antenna controller 240 of the transmission signal generator 200 and generate the corrected frequency list data.

중앙 제어 장치(300)는 보정을 수행하기 위하여 선정된 N개 주파수 정보 및 송신 신호의 세기 정보가 포함되는 보정 주파수 목록 데이터를 생성하고 송신 신호 수신 장치(100)와 송신 신호 발생 장치(200)에 전송할 수 있다. 중앙 제어 장치(300)는 송신 신호 수신 장치(100)와 송신 신호 발생 장치(200)에 보정 데이터 수집 시작 명령 및 수집 종료 명령을 전송할 수 있으며, GPS 신호에 의하여 시간 동기화 된 송신 신호 수신 장치(100)와 송신 신호 발생 장치(200)는 기 수신된 주파수 목록 데이터에 의거하여 N개의 주파수에 대하여 송신 신호의 방사 및 보정 데이터 수집을 연속적으로 수행할 수 있다. The central control device 300 generates correction frequency list data including information on the N frequencies selected to perform the correction and information on the intensity of the transmission signal, and sends the data to the transmission signal receiving device 100 and the transmission signal generating device 200. Can be transmitted. The central control device 300 may transmit a correction data collection start command and a collection end command to the transmission signal reception device 100 and the transmission signal generation device 200, and the transmission signal reception device 100 synchronized in time by the GPS signal. ) And the transmission signal generation apparatus 200 may continuously perform emission of transmission signals and collection of correction data for N frequencies based on the previously received frequency list data.

중앙 제어 장치(300)는 송신 신호 수신 장치(100)로부터 지상 데이터 링크 장치(310)를 통하여 항법 데이터가 포함된 보정 데이터를 수신하고, 지향성 안테나(230)의 제어에 활용될 수 있도록 실시간으로 수신된 보정 데이터의 항법 데이터를 송신 신호 발생 장치(200)에 전달할 수 있다.The central control device 300 receives correction data including navigation data from the transmission signal reception device 100 through the ground data link device 310, and receives in real time so that it can be used for control of the directional antenna 230 The navigation data of the corrected correction data may be transmitted to the transmission signal generating apparatus 200.

송신 신호 수신 장치(100)로부터 수신된 보정 데이터는 수집될 당시의 비행체(1)의 자세에 따라서 품질이 달라질 수 있다. 중앙 제어 장치(300)는 보정 데이터가 수집될 당시의 비행체(1)의 자세정보 및 거리정보를 이용하여 보정 데이터에 대하여 필터링을 수행함으로써, 유효 보정 데이터를 획득할 수 있다. 중앙 제어 장치(300)는 유효 보정 데이터를 이용하여 시뮬레이션을 수행함으로써 방향 탐지의 정확도를 측정할 수 있다.The quality of the correction data received from the transmission signal receiving apparatus 100 may vary according to the posture of the aircraft 1 at the time of collection. The central control device 300 may obtain effective correction data by performing filtering on the correction data using the attitude information and distance information of the vehicle 1 at the time the correction data is collected. The central control device 300 may measure the accuracy of direction detection by performing a simulation using effective correction data.

보정 시스템(10)은 유효 보정 데이터의 신뢰성을 확보하기 위하여, 유효 보정 데이터를 획득하는 과정을 반복하여 수행함으로써, 보정 데이터 세트를 생성할 수 있다. 중앙 제어 장치(300)는 보정 데이터 세트를 누적함으로써, 최종 보정 데이터를 생성할 수 있다.The correction system 10 may generate a correction data set by repeatedly performing a process of obtaining valid correction data in order to secure the reliability of the effective correction data. The central control device 300 may generate final correction data by accumulating the correction data set.

중앙 제어 장치(300)는 최종 보정 데이터를 이용하여 방향 탐지 시뮬레이션을 수행함으로써 방향 탐지의 정확도를 측정할 수 있다. 또한 중앙 제어 장치(300)는 주파수별 베이스라인 조합을 최적화를 수행할 수 있다. 중앙 제어 장치(300)는 최적화된 베이스라인 조합과 최종 보정 데이터가 제공된 방향 탐지 장치에 대하여 방향 탐지의 정확도를 측정할 수 있다.The central control device 300 may measure the accuracy of direction detection by performing a direction detection simulation using the final correction data. In addition, the central control device 300 may optimize a baseline combination for each frequency. The central control device 300 may measure the accuracy of direction detection with respect to the direction detection device provided with the optimized baseline combination and final correction data.

지상 운용 처리기(320)는 기존의 보정 데이터와 수집된 보정 데이터를 비교 분석하는 데이터 분석 처리부, 보정이 필요하다고 식별된 주파수 및 송신 신호의 세기를 포함하는 보정 주파수 목록 데이터를 생성하는 목록 생성부, 보정을 수행하기 위하여 송신 신호 발생 장치(200)의 제어를 관장하는 송신 장치 제어부, 보정 수행 시 안정적인 위상 값을 수집하기 위하여 송신 신호 수신 장치(100)의 채널보정 명령을 발생시키고 생성된 채널보정데이터를 수신하여 채널보정데이터의 유효성을 확인 및 전시하는 채널보정 제어부, 보정을 수행하기 위하여 송신 신호 수신 장치(100)의 제어를 관장하는 수신 장치 제어부, 보정을 통하여 획득된 보정 데이터를 저장하는 저장부, 보정 데이터를 디스플레이하는 디스플레이부, 보정 데이터를 수집 당시 비행체(1)의 자세정보, 거리정보, 및 신호 수신 레벨을 고려하여 안정적인 보정 데이터 획득을 위한 필터링을 수행하는 데이터 후처리 수행부, 후처리된 보정 데이터를 이용하여 방향 탐지의 정확도를 산출하는 시뮬레이션을 수행하는 방향 탐지 정확도 산출부, 반복적으로 수집된 보정 데이터 세트를 이용하여 데이터 누적을 통하여 유효한 최종 보정 데이터를 산출하는 최종 보정 데이터 산출부, 및 시뮬레이션을 통한 방향 탐지의 정확도 결과를 분석하고 성능 개선을 위하여 방향 탐지 알고리즘의 주파수별 베이스라인 조합을 최적화하기 위한 베이스라인 선정부를 포함할 수 있다.The ground operation processor 320 includes a data analysis processing unit that compares and analyzes the existing correction data and the collected correction data, a list generation unit that generates correction frequency list data including a frequency identified as needing correction and a strength of a transmission signal, A transmission device control unit that controls the control of the transmission signal generation device 200 to perform correction, and generates a channel correction command of the transmission signal reception device 100 to collect a stable phase value when performing the correction, and the generated channel correction data A channel correction control unit that receives and checks and displays the validity of the channel correction data, a receiving device control unit that controls the control of the transmission signal receiving device 100 to perform correction, and a storage unit that stores correction data obtained through correction. , A display unit that displays correction data, a data post-processing unit that performs filtering for stable correction data acquisition in consideration of the attitude information, distance information, and signal reception level of the vehicle 1 at the time of collecting the correction data, and post-processing A direction detection accuracy calculation unit that performs a simulation that calculates the accuracy of direction detection using the corrected data, a final correction data calculation unit that calculates valid final correction data by accumulating data using a repetitively collected correction data set, And a baseline selector for analyzing an accuracy result of direction detection through simulation and optimizing a frequency-based baseline combination of the direction detection algorithm in order to improve performance.

송신 신호 수신 장치(100), 송신 신호 발생 장치(200), 및 중앙 제어 장치(300)는 각각 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다.The transmission signal reception apparatus 100, the transmission signal generation apparatus 200, and the central control apparatus 300 may each include a processor. The processor may be implemented as an array of a plurality of logic gates, and may be implemented as a combination of a general-purpose microprocessor and a memory in which a program executable in the microprocessor is stored.

또한 송신 신호 수신 장치(100), 송신 신호 발생 장치(200), 및 중앙 제어 장치(300)는 각각 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static random access memory) 등과 같은 RAM(random access memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), CD-ROM, 블루레이 또는 다른 광학 디스크 스토리지, HDD(hard disk drive), SSD(solid state drive), 또는 플래시 메모리를 포함할 수 있다.In addition, the transmission signal reception device 100, the transmission signal generation device 200, and the central control device 300 each include a random access memory (RAM) such as dynamic random access memory (DRAM) and static random access memory (SRAM), Includes read-only memory (ROM), electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), CD-ROM, Blu-ray or other optical disk storage, hard disk drive (HDD), solid state drive (SSD), or flash memory can do.

도 5는 사용자 운용 프로그램의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram illustrating an example of a user operation program.

중앙 제어 장치(300)는 사용자 운용 프로그램을 포함할 수 있으며, 사용자는 중앙 제어 장치(300)가 방향 탐지의 정확도를 시뮬레이션할 수 있도록 사용자 운용 프로그램을 조작할 수 있다. 또한 사용자는 중앙 제어 장치(300)가 보정 데이터를 후처리할 수 있도록 사용자 운용 프로그램을 조작할 수 있다.The central control device 300 may include a user operating program, and the user may manipulate the user operating program so that the central control device 300 can simulate the accuracy of direction detection. In addition, the user may manipulate a user operation program so that the central control device 300 may post-process the correction data.

도 6은 보정 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for describing an example of a correction method.

610 단계에서, 송신 신호 발생 장치는 송신 신호를 발생시키고, 방향 탐지 장치가 탑재된 비행체를 향하여 송신 신호를 방사할 수 있다.In step 610, the apparatus for generating a transmission signal may generate a transmission signal and emit a transmission signal toward an aircraft equipped with a direction detection device.

620 단계에서, 송신 신호 수신 장치는 송신 신호를 수신함으로써 수신 신호를 획득하고, 수신 신호를 이용하여 보정 데이터를 생성할 수 있다.In step 620, the apparatus for receiving a transmission signal may obtain a received signal by receiving a transmission signal, and may generate correction data using the received signal.

630 단계에서, 중앙 제어 장치는 보정 데이터를 처리하여 최종 보정 데이터를 생성할 수 있다.In step 630, the central control device may generate final correction data by processing the correction data.

도 7은 보정 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram for describing an example of a correction method.

710 단계에서, 중앙 제어 장치는 방향 탐지 장치의 안테나 배치를 고려하여, 수학적으로 보정 데이터를 생성하고, 생성된 보정 데이터를 분석할 수 있다.In step 710, the central control device may mathematically generate correction data in consideration of the antenna arrangement of the direction detection device and analyze the generated correction data.

720 단계에서, 중앙 제어 장치는 분석된 보정 데이터에 기초하여 보정이 필요한 주파수, 방위각, 및 고각의 범위를 선정할 수 있다.In step 720, the central control device may select a range of a frequency, azimuth angle, and elevation angle to be corrected based on the analyzed correction data.

730 단계에서, 중앙 제어 장치는 선정된 주파수, 방위각, 및 고각의 범위에 기초하여 비행체의 자세 및 이동 경로를 설정할 수 있다.In step 730, the central control device may set the attitude and movement path of the aircraft based on the selected frequency, azimuth angle, and elevation range.

740 단계에서, 비행체는 설정된 자세 및 이동 경로를 따라 비행하고, 송신 신호 발생 장치는 비행하는 비행체를 향하여 송신 신호를 방사하고, 송신 신호 수신 장치는 송신 신호를 수신하여 획득된 수신 신호로부터 보정 데이터를 생성하고, 중앙 제어 장치는 송신 신호 수신 장치로부터 생성된 보정 데이터를 수신할 수 있다.In step 740, the aircraft flies along the set posture and movement path, the transmission signal generating device radiates a transmission signal toward the flying vehicle, and the transmission signal receiving device receives the transmission signal and receives correction data from the received signal. Generated, and the central control device may receive the correction data generated from the transmission signal receiving device.

750 단계에서, 중앙 제어 장치는 비행체의 자세 정보, 안테나의 수신 레벨 등을 고려하여, 보정 데이터에 대하여 필터링 등과 같은 후처리를 수행함으로써, 유효 보정 데이터를 생성할 수 있다.In step 750, the central control device may generate effective correction data by performing post-processing such as filtering on the correction data in consideration of the attitude information of the aircraft and the reception level of the antenna.

760 단계에서, 중앙 제어 장치는 비행체 및 보정 시스템이 위치한 경도 및 위도의 좌표를 고려하여, 유효 보정 데이터의 방위각을 산출하고 방향 탐지의 정확도를 산출할 수 있다. 중앙 제어 장치는 유효 보정 데이터로부터 산출된 방위각을 이용하여 방향 탐지 장치의 방향 탐지의 정확도를 산출할 수 있다.In step 760, the central control device may calculate the azimuth angle of the effective correction data and calculate the accuracy of direction detection by considering the coordinates of the longitude and latitude in which the vehicle and the correction system are located. The central control device may calculate the accuracy of the direction detection of the direction detection device by using the azimuth angle calculated from the effective correction data.

740~760 단계는 복수회 수행될 수 있다. 740~760 단계가 복수회 수행됨에 따라, 유효 보정 데이터의 집합인 보정 데이터 세트가 획득될 수 있다.Steps 740 to 760 may be performed a plurality of times. As steps 740 to 760 are performed a plurality of times, a correction data set, which is a set of effective correction data, may be obtained.

770 단계에서, 중앙 제어 장치는 740~760 단계를 복수회 수행하며 획득된 보정 데이터 세트를 누적함으로써 최종 보정 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 중앙 제어 장치는 보정 데이터 세트에서 방향 탐지의 정확도가 기준값 이상인 유효 보정 데이터를 누적하여 최종 보정 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 중앙 제어 장치는 보정 데이터 세트를 누적함으로써 획득된 유효 보정 데이터의 평균값을 이용하여 최종 보정 데이터를 생성할 수 있다.In step 770, the central control device may generate final correction data by performing steps 740 to 760 a plurality of times and accumulating the obtained correction data set. For example, the central control device may generate final correction data by accumulating valid correction data whose accuracy of direction detection is greater than or equal to a reference value in the correction data set. For example, the central control device may generate final correction data using an average value of valid correction data obtained by accumulating the correction data set.

780 단계에서, 중앙 제어 장치는 최종 보정 데이터를 이용하여 방향 탐지의 정확도를 산출하고, 주파수 별 베이스라인 조합의 최적화를 수행할 수 있다.In step 780, the central control device may calculate the accuracy of direction detection by using the final correction data, and optimize a baseline combination for each frequency.

790 단계에서, 중앙 제어 장치는 최종 보정 데이터와 최적화된 베이스라인 조합이 제공된 방향 탐지 장치에 대하여, 방향 탐지의 정확도를 산출할 수 있다. 예를 들어, 중앙 제어 장치는 최종 보정 데이터로부터 산출된 방위각을 이용하여 방향 탐지 장치의 방향 탐지의 정확도를 산출할 수 있다.In step 790, the central control device may calculate the accuracy of direction detection for the direction detection device provided with the final correction data and the optimized baseline combination. For example, the central control device may calculate the accuracy of the direction detection of the direction detection device by using the azimuth angle calculated from the final correction data.

이상에서 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.Although the embodiments have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also included in the scope of the present invention. Belongs to.

1: 비행체 2: 항공 데이터 링크 장치
3: 항법장치 10: 보정 시스템
100: 송신 신호 수신 장치 110: 주파수 변환부
120: A/D 컨버터부 130: FFT 수행부
140: 신호측정부 150: 항법 데이터 생성부
160: 보정 데이터 생성부 200: 송신 신호 발생 장치
210: 신호발생기 220: 고출력 증폭기
230: 지향성 안테나 240: 지향성 안테나 제어기
250: GPS 수신기 260: GPS 수신안테나
300: 중앙 제어 장치 310: 지상 데이터 링크 장치
320: 지상 운용 처리기1: Vehicle 2: Aviation data link device
3: navigation system 10: correction system
100: transmission signal receiving device 110: frequency conversion unit
120: A/D converter unit 130: FFT performing unit
140: signal measurement unit 150: navigation data generation unit
160: correction data generation unit 200: transmission signal generation device
210: signal generator 220: high power amplifier
230: directional antenna 240: directional antenna controller
250: GPS receiver 260: GPS receiving antenna
300: central control unit 310: ground data link unit
320: ground operation processor

Claims (10)

방향 탐지 장치를 위한 보정 시스템에 있어서,
지상에 배치되고, 상기 방향 탐지 장치를 탑재하고 비행 중인 비행체를 향하여 송신 신호를 방사하는 송신 신호 발생 장치;
상기 비행체에 탑재되고, 상기 송신 신호 발생 장치로부터 상기 송신 신호를 수신함으로써 획득한 수신 신호를 이용하여 보정 데이터를 생성하는 송신 신호 수신 장치; 및
지상에 배치되고, 상기 송신 신호 발생 장치가 상기 송신 신호를 발생시키도록 제어하고, 상기 송신 신호 수신 장치로부터 수신한 상기 보정 데이터를 처리하여 최종 보정 데이터를 생성하는 중앙 제어 장치를 포함하고,
상기 중앙 제어 장치는 지상 운용처리기를 포함하고,
상기 지상 운용처리기는,
보정을 수행하기 위한 주파수 및 상기 송신 신호의 세기를 포함하는 수집 주파수 목록 데이터를 생성하는 수집 목록 생성부;
상기 보정 데이터를 필터링하여 유효 보정 데이터를 생성하는 데이터 후처리 수행부;
상기 유효 보정 데이터를 이용하여 상기 방향 탐지 장치의 방향 탐지의 정확도를 산출하는 방향 탐지 정확도 산출부; 및
상기 유효 보정 데이터를 반복하여 획득함으로써 보정 데이터 세트를 생성하고, 상기 보정 데이터 세트를 누적함으로써 최종 보정 데이터를 생성하는 최종 보정 데이터 산출부를 포함하고,
상기 송신 신호는 상기 수집 주파수 목록 데이터의 상기 보정을 수행하기 위한 주파수 및 상기 세기를 갖도록 발생된 신호이고,
상기 보정 데이터는 상기 수신 신호의 주파수 및 방위각 별 세기 및 위상 값으로 구성되고,
상기 중앙 제어 장치는 상기 비행체의 항공 데이터 링크 장치를 통하여 전송되는 상기 보정 데이터를 수신하도록 구성된 지상 데이터 링크 장치를 더 포함하는, 보정 시스템.In the correction system for a direction finding device,
A transmission signal generating device disposed on the ground, mounting the direction detection device, and emitting a transmission signal toward an in-flight vehicle;
A transmission signal reception device mounted on the aircraft and generating correction data using a reception signal obtained by receiving the transmission signal from the transmission signal generation device; And
A central control unit disposed on the ground, controlling the transmission signal generating device to generate the transmission signal, and processing the correction data received from the transmission signal receiving device to generate final correction data,
The central control device includes a ground operation processor,
The ground operation processor,
A collection list generator for generating collection frequency list data including a frequency for performing correction and a strength of the transmission signal;
A data post-processing unit configured to filter the correction data to generate effective correction data;
A direction detection accuracy calculator configured to calculate an accuracy of the direction detection of the direction detection device by using the effective correction data; And
A final correction data calculation unit generating a correction data set by repeatedly obtaining the effective correction data, and generating final correction data by accumulating the correction data set,
The transmission signal is a signal generated to have a frequency and the intensity for performing the correction of the collected frequency list data,
The correction data is composed of intensity and phase values for each frequency and azimuth angle of the received signal,
The central control device further comprises a ground data link device configured to receive the correction data transmitted through the aerial data link device of the vehicle. 제1항에 있어서,
상기 송신 신호 발생 장치는,
GPS 신호를 수신하는 GPS 안테나; 및
상기 GPS 신호로부터 1-PPS 신호를 획득하는 GPS 수신기를 포함하는, 보정 시스템.The method of claim 1,
The transmission signal generating device,
A GPS antenna for receiving a GPS signal; And
And a GPS receiver that obtains a 1-PPS signal from the GPS signal. 제2항에 있어서,
상기 송신 신호 발생 장치는,
상기 송신 신호를 발생시키는 신호발생기;
상기 발생된 송신 신호를 고출력으로 증폭시키는 고출력 증폭기;
상기 증폭된 송신 신호를 방사하는 지향성 안테나; 및
상기 중앙 제어 장치로부터 수신한 상기 비행체의 항법 데이터에 기초하여, 상기 지향성 안테나가 상기 증폭된 송신 신호를 상기 비행체를 향하여 방사하도록, 상기 지향성 안테나의 자세를 제어하는 지향성 안테나 제어기를 포함하는, 보정 시스템.The method of claim 2,
The transmission signal generating device,
A signal generator for generating the transmission signal;
A high-power amplifier for amplifying the generated transmission signal to high power;
A directional antenna radiating the amplified transmission signal; And
A correction system comprising a directional antenna controller for controlling the attitude of the directional antenna so that the directional antenna radiates the amplified transmission signal toward the vehicle based on the navigation data of the vehicle received from the central control device. . 제3항에 있어서,
상기 신호발생기는 상기 1-PPS 신호를 트리거로 하여, 상기 중앙 제어 장치로부터 수신한 수집 주파수 목록 데이터에 포함된 주파수의 개수의 상기 송신 신호를 매초마다 생성하는, 보정 시스템.The method of claim 3,
The signal generator generates the transmission signal of the number of frequencies included in the collected frequency list data received from the central control device every second by using the 1-PPS signal as a trigger. 제1항에 있어서,
상기 송신 신호 수신 장치는,
상기 비행체의 항법장치로부터 획득되는 1-PPS 신호를 트리거로 하여, 상기 중앙 제어 장치로부터 수신한 수집 주파수 목록 데이터에 포함된 주파수의 개수의 상기 수신 신호를 매초마다 고속 푸리에 변환(FFT)하는 FFT 수행부;
상기 1-PPS 신호를 트리거로 하여, 상기 주파수의 개수만큼 상기 고속 푸리에 변환된 수신 신호의 수신 채널 별 위상 및 세기를 측정하는 신호 측정부;
상기 FFT 수행부가 고속 푸리에 변환을 수행하는 시점의 클락 카운트 값과 상기 1-PPS 신호를 이용하여 시간 데이터를 생성하고, 상기 항법장치로부터 획득되는 상기 비행체의 자세정보를 이용하여 항법 데이터를 생성하는 항법 데이터 생성부; 및
상기 시간 데이터 및 상기 항법 데이터를 이용하여 보정 데이터를 생성하는 보정 데이터 생성부를 포함하는, 보정 시스템.The method of claim 1,
The transmission signal receiving device,
Perform FFT to perform Fast Fourier Transform (FFT) every second of the received signal of the number of frequencies included in the collected frequency list data received from the central control device by using the 1-PPS signal obtained from the navigation device of the aircraft as a trigger part;
A signal measuring unit configured to measure the phase and intensity of each reception channel of the fast Fourier transformed reception signal by the number of frequencies by using the 1-PPS signal as a trigger;
A navigation method in which time data is generated by using the 1-PPS signal and a clock count value at the time when the FFT performing unit performs a fast Fourier transform, and navigation data is generated by using the attitude information of the aircraft obtained from the navigation device. A data generation unit; And
And a correction data generator for generating correction data using the time data and the navigation data. 제1항에 있어서,
상기 송신 신호 발생 장치 및 상기 송신 신호 수신 장치는 각각이 획득한 GPS신호의 1-PPS 신호에 기초하여 서로 동기화되는, 보정 시스템.The method of claim 1,
The transmission signal generating device and the transmission signal receiving device are synchronized with each other based on the 1-PPS signal of the GPS signal each obtained. 송신 신호 발생 장치, 송신 신호 수신 장치, 및 중앙 제어 장치를 포함하는 보정 시스템이 비행체에 탑재된 방향 탐지 장치의 방향 탐지의 정확도를 향상시키기 위해 수행하는 보정 방법에 있어서,
(a) 상기 송신 신호 발생 장치가 미리 설정된 자세 및 이동 경로를 따라 비행하는 상기 비행체를 향하여 송신 신호를 방사하는 단계;
(b) 상기 송신 신호 수신 장치가 상기 송신 신호를 수신함으로써 획득된 수신 신호를 이용하여 보정 데이터를 생성하는 단계;
(c) 상기 중앙 제어 장치가 상기 송신 신호 수신 장치로부터 상기 보정 데이터를 수신하고 필터링함으로써 유효 보정 데이터를 생성하는 단계;
(d) 상기 중앙 제어 장치가 상기 유효 보정 데이터를 이용하여 방향 탐지의 정확도를 산출하는 단계;
(e) 단계(a) 내지 단계(d)를 반복하여 수행함으로써, 상기 유효 보정 데이터의 집합인 보정 데이터 세트를 획득하는 단계;
(f) 상기 중앙 제어 장치가 상기 보정 데이터 세트를 누적함으로써 최종 보정 데이터를 생성하는 단계;
(g) 상기 중앙 제어 장치가 상기 최종 보정 데이터를 이용하여 방향 탐지의 정확도를 산출하고, 주파수 별 베이스라인 조합을 최적화하는 단계; 및
(h) 상기 중앙 제어 장치가 상기 최종 보정 데이터 및 상기 최적화된 베이스라인 조합이 제공된 상기 방향 탐지 장치에 대하여 방향 탐지의 정확도를 산출하는 단계를 포함하고,
상기 송신 신호는 보정을 수행하기 위한 주파수 및 세기를 갖도록 발생된 신호이고,
상기 보정 데이터는 상기 수신 신호의 주파수 및 방위각 별 세기 및 위상 값으로 구성되는, 보정 방법.In the correction method performed by a correction system including a transmission signal generator, a transmission signal reception device, and a central control device to improve the accuracy of direction detection of a direction detection device mounted on an aircraft,
(a) the transmitting signal generating device radiating a transmission signal toward the vehicle flying along a predetermined posture and movement path;
(b) generating, by the transmission signal receiving apparatus, correction data using a received signal obtained by receiving the transmission signal;
(c) generating, by the central control device, effective correction data by receiving and filtering the correction data from the transmission signal receiving device;
(d) calculating, by the central control device, an accuracy of direction detection by using the valid correction data;
(e) obtaining a correction data set, which is a set of effective correction data, by repeatedly performing steps (a) to (d);
(f) generating, by the central control device, final correction data by accumulating the correction data set;
(g) calculating, by the central control device, accuracy of direction detection using the final correction data, and optimizing a baseline combination for each frequency; And
(h) calculating, by the central control device, an accuracy of direction detection for the direction detection device provided with the final correction data and the optimized baseline combination,
The transmission signal is a signal generated to have a frequency and intensity for performing correction,
The correction data is composed of intensity and phase values for each frequency and azimuth angle of the received signal. 제7항에 있어서,
상기 미리 설정된 자세 및 상기 이동 경로는 수학적으로 미리 산출된 보정 데이터에 기초하여 선정된 방위각 및 고각의 범위로부터 설정되는, 보정 방법.The method of claim 7,
The preset posture and the movement path are set from a range of an azimuth angle and an elevation angle selected based on mathematically pre-calculated correction data. 삭제delete 삭제delete
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