KR102480563B1

KR102480563B1 - 함포 대공 사격 탄착점 산출 및 전시 시스템, 및 그 방법

Info

Publication number: KR102480563B1
Application number: KR1020220076533A
Authority: KR
Inventors: 이장희
Original assignee: 한화시스템(주)
Priority date: 2022-06-23
Filing date: 2022-06-23
Publication date: 2022-12-22

Abstract

본 발명은 함정에서 함포 대공 사격 시 사격 제원 계산과 탄도계산을 통해 탄착점을 산출하고 전시하는 함포 대공 사격 탄착점 산출 및 전시 시스템, 및 그 방법에 관한 것으로서, 상기 시스템은, 탐지된 다수의 표적 중 교전을 위한 표적을 향한 함포의 탄도를 계산하고, 계산된 탄도에 따라 탄의 탄착점을 산출한 후, 산출된 탄착점 정보를 생성하여 전시하며, 전시된 탄착점 정보 및 제3의 표적들의 이동 상태의 분석에 따른 사격 명령에 따라 함포의 사격을 제어하는 사격 제어장치; 및 상기 사격 제어장치에서 생성된 탄착점 정보 및 다수의 표적 정보를 전시하는 전시장치를 포함한다.

Description

함포 대공 사격 탄착점 산출 및 전시 시스템, 및 그 방법{Calculation and display method of the impact point of anti-air firing of naval gun, and method therefor}

본 발명은 함포 대공 사격 탄착점 산출 및 전시 시스템, 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 함정에서 함포 대공 사격 시 사격 제원 계산과 탄도계산을 통해 탄착점을 산출하고 전시하는 함포 대공 사격 탄착점 산출 및 전시 시스템, 및 그 방법에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 함포 대공 사격 시 탄착점을 산출 및 전시함으로써 전투관리체계 운용자가 탄착점을 인지할 수 있게 되며, 이를 통해 함포 대공 사격 시 아군 생존성을 향상시키고 제 3의 개체에 대한 안전을 더욱 강화할 수 있도록 한 함포 대공 사격 탄착점 산출 및 전시 시스템, 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전투관리체계는 함포를 이용하여 교전 시 대함, 대지, 대공 표적에 대해 교전을 수행한다.

함포를 이용한 교전이 시작되면 BCU(Ballistic Computing Unit, 사격 제원 계산 장치)는 표적의 기동 및 특성, 자함의 운동정보, 대기 및 풍향풍속 등의 환경정보, 발사하고자 하는 탄의 특성 등의 다양한 정보를 반영하여 사격 제원 계산을 수행하며, 계산 결과 최종적으로 명중시키고자 하는 표적에 대한 함포의 고각과 선회각을 산출한다.

이와 같이 사격 제원 계산을 수행함으로 인해 고각 및 선회각과 더불어 사격과 관련하여 여러가지 정보가 산출되며, 이 중에 몇몇 정보들을 전투관리체계 운용자가 인지할 수 있도록 전시함으로써, 함정에서 효과적으로 함포 교전을 수행할 수 있도록 한다. 여기서, 해당 정보의 예시로는 함포 포신이 표적을 향해 가리키는 방향을 전시하는 포축선 라인 정보, 표적에 대한 함포의 명중 예상 지점을 전시하는 예상 명중점 정보, 및 고기동 대함 표적에 대한 표적 이동 예상 구역 정보를 포함할 수 있다.

이 외에도 전투관리체계에서는 BCU에서 수행하는 사격 제원 계산과 관계없이 교전 및 함포 운용을 위해 여러 정보를 관리 및 전시하기도 하며, 해당 정보의 예시로는, 대함 표적에 대한 함포 대응가능영역 정보, 대지 표적에 대한 함포 대응가능영역 정보, 대공 표적에 대한 함포 대응가능영역 정보를 포함할 수 있다.

상기와 같이 함정에서 사격 시 BCU에서 사격 제원 계산을 수행하는데, 종래에는 상기 계산은 표적을 명중시키기 위한 고각과 선회각을 산출하는 것이 목적이므로 탄이 표적에 도달하는 지점인 예상 명중점 까지만 계산을 수행하게 된다.

따라서, 대함/대지 표적에 대한 사격의 경우 표적이 해수면/대지에 존재하므로 탄이 해수면/대지에 도착하는 지점인 탄착점이 예상 명중점과 동일하지만, 대공 표적 사격 시 사격 제원 계산의 결과로 예상 명중점이 산출되지만 공중 표적을 대상하므로 예상 명중점은 공중에 위치하게 되고, 별도의 탄착점이 산출되지 않는다.

그리고, 전투관리체계 운용자는 대함/대지 사격 시 예상 명중점을 통하여 탄착점 위치를 알 수 있으며, 해당 탄착점을 통해 탄착점 주변에 표적이 아닌 아군 함정/비행체 혹은 다른 제 3의 선박 및 물체나 시설 등이 존재하는지 식별할 수 있지만, 대공 사격 시에는 탄착점이 산출되지 않으므로 대공 사격 수행 시, 아군 혹은 제3의 개체가 사격에 대해 안전상 문제가 없는지를 확인 및 판단하는 것이 어렵고, 대공 사격 시 아군이나 다른 개체가 큰 피해를 입을 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 함포 대공 사격 시 탄도계산을 추가로 진행하여 탄착점을 산출하고 전투관리체계 운용자에게 탄착점을 제공함으로써 운용자가 함포 대공 사격 시 아군의 생존성을 향상시키고 제 3의 개체에 대한 안전을 강화할 수 있도록 한 함포 대공 사격 탄착점 산출 및 전시 시스템, 및 그 방법을 제공함에 있다.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기된 바와 같은 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 과제들이 존재할 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 함포 대공 사격 탄착점 산출 및 전시 시스템은, 탐지된 다수의 표적 중 교전을 위한 표적을 향한 함포의 탄도를 계산하고, 계산된 탄도에 따라 탄의 탄착점을 산출한 후, 산출된 탄착점 정보를 생성하여 전시하며, 전시된 탄착점 정보 및 제3의 표적들의 이동 상태의 분석에 따른 사격 명령에 따라 함포의 사격을 제어하는 사격 제어장치; 및 상기 사격 제어장치에서 생성된 탄착점 정보 및 다수의 표적 정보를 전시하는 전시장치를 포함할 수 있다.

상기 탄착점 정보는, 탄의 해수면 또는 대지까지 도달하는 지점의 위치 정보(X, Y, Z좌표 정보) 및 탄이 탄착점에 도달하기까지의 시간 정보(TOF:Time of Flight 정보)를 포함할 수 있다.

상기 교전을 위한 표적은 대공 표적이고, 상기 제 3의 표적들은 대공, 대지, 대함 표적일 수 있다.

상기 사격 제어장치는, 교전 대상 표적 이외의 다른 제3의 표적이 탄착점으로 이동하지 않고 고정되어 있고, 제3의 개체가 아군이며, 탄착점 근처에 위치하는 경우에는 함포 발사를 수행하지 않도록 함포를 제어할 수 있다.

상기 사격 제어장치는, 교전 대상 표적으로 함포 발사를 위한 사격 제원을 계산하는 사격 제원 계산부; 상기 사격 제원 계산부에서 함포 사격 제원에 따라 함포의 고각/선회각을 산출하는 고각/선회각 산출부; 상기 고각/선회각 산출부를 통해 산출된 함포의 고각/선회각에 따라 교전 대상 표적에 탄이 도달하는 지점인 예상 명중점을 산출하는 예상 명중점 산출부; 상기 예상 명중점 산출부를 통해 예상 명중점이 산출되면, 상기 고각/선회각 산출부로부터 산출된 함포의 고각/선회각 정보를 이용하여 탄도를 계산하는 탄도 계산부; 상기 탄도 계산부에서 계산된 탄도값을 이용하여 탄착점을 산출하는 탄착점 산출부; 상기 탄착점 산출부에서 산출된 탄착점 및 탄이 탄착점까지 비행하는 시간을 상기 전시장치에 전시 제어하고, 전시된 탄착점 정보 및 제3의 표적들의 이동 상태의 분석에 따른 사격 명령에 따라 함포의 사격을 제어를 수행하는 탄착점 전시 및 사격 제어부를 포함할 수 있다.

상기 탄착점 산출부는, 탄착점의 Z값(고도값)은 해수면일 경우 0, 대지일 경우 대지의 고도값이 되며, X, Y값은 고각과 선회각에 따라 가변적으로 산출할 수 있다.

상기 탄착점 산출부는, 자함이 기동하는 경우 자함의 기동에 따른 탄착점을 계산하여 전시하는 것인 함포의 제어에 따라 탄을 발사한 경우, 탄착점을 다시 계산하여 전시장치에 전시할 수 있다.

상기 탄착점 전시 및 사격 제어부는, 탄이 발사되는 경우 발사된 탄의 탄착점은 그대로 유지되고 TOF가 감소하여 탄이 도달하기까지 걸리는 시간을 실시간으로 전시하고, 다음 발사에 대한 탄착점 계산을 실시간으로 전시할 수 있다.

상기 탄착점 전시 및 사격 제어부는, 상기 교전 대상 표적 이외의 제3의 표적들의 이동 상태(이동 방향, 이동 시간 등) 및 제3의 표적들의 아군 또는 적군에 따라 함포를 제어하여 함포 발사 여부를 결정할 수 있다.

상기 탄착점 전시 및 사격 제어부는, 상기 계산된 TOF와 기동하는 제3의 표적들이 탄착점까지 이동하는 시간을 비교 분석을 통해 함포 발사 여부를 결정할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 함포 대공 사격 탄착점 산출 및 전시 방법은, 탐지된 다수의 표적 중 교전을 위한 표적을 향한 함포의 탄도를 계산하고, 계산된 탄도에 따라 탄의 탄착점을 산출하는 단계; 상기 산출된 탄착점 정보 및 탄이 탄착점까지 비행하는 시간(TOF)을 생성하여 전시장치에 전시하는 단계; 및 상기 전시된 탄착점 정보 및 제3의 표적들의 이동 상태의 분석에 따른 사격 명령에 따라 함포의 사격을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 사격을 제어하는 단계는, 상기 교전 대상 표적 이외의 다른 제3의 표적이 탄착점으로 이동하지 않고 고정되어 있고, 제3의 개체가 아군이며, 탄착점 근처에 위치하는 경우에는 함포 발사를 수행하지 않도록 함포를 제어할 수 있다.

상기 탄착점을 산출하는 단계는, 교전 대상 표적으로 함포 발사를 위한 사격 제원을 계산하는 단계; 상기 계산된 함포 사격 제원에 따라 함포의 고각/선회각을 산출하는 단계; 상기 산출된 함포의 고각/선회각에 따라 교전 대상 표적에 탄이 도달하는 지점인 예상 명중점을 산출하는 단계; 상기 예상 명중점이 산출되면, 상기 산출된 함포의 고각/선회각 정보를 이용하여 탄도를 계산하는 단계; 및 상기 계산된 탄도값을 이용하여 탄착점을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 탄착점을 산출하는 단계는, 탄착점의 Z값(고도값)은 해수면일 경우 0, 대지일 경우 대지의 고도값이 되며, X, Y값은 고각과 선회각에 따라 가변적으로 산출할 수 있다.

상기 탄착점을 산출하는 단계는, 자함이 기동하는 경우 자함의 기동에 따른 탄착점을 계산하여 전시하는 것인 함포의 제어에 따라 탄을 발사한 경우, 탄착점을 다시 계산하여 전시장치에 전시할 수 있다.

상기 전시하는 단계는, 탄이 발사되는 경우 발사된 탄의 탄착점은 그대로 유지되고 TOF가 감소하여 탄이 도달하기까지 걸리는 시간을 실시간으로 전시하고, 다음 발사에 대한 탄착점 계산을 실시간으로 전시할 수 있다.

상기 함포의 사격을 제어하는 단계는, 상기 교전 대상 표적 이외의 제3의 표적들의 이동 상태(이동 방향, 이동 시간 등) 및 제3의 표적들의 아군 또는 적군에 따라 함포를 제어하여 함포 발사 여부를 결정할 수 있다.

상기 함포 사격을 제어하는 단계는, 상기 계산된 TOF와 기동하는 제3의 표적들이 탄착점까지 이동하는 시간을 비교 분석을 통해 함포 발사 여부를 결정할 수 있다.

그리고, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 컴퓨터 프로그램은, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 상기 저궤도 위성의 RF 신호 처리 방법을 실행하며, 컴퓨터 판독가능 기록매체에 저장될 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 본 발명에 따르면, 함정 전투관리체계의 함포를 이용하여 대공 사격 시, 사격 제원 계산 이후 추가 탄도계산을 통하여 탄착점을 산출하여 전투관리체계 운용자에게 전시하고, 운용자는 전시된 함포 탄착점을 인지함으로써 탄착점 근방에 아군 존재 여부를 확인하여 함포 사격을 진행하므로 아군의 생존성을 향상시키게 되며, 제3의 개체에 대한 존재 여부 확인을 통하여 더욱 안전하게 사격을 수행할 수 있게 된다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 실시 예의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 함포 대공 사격 탄착점 산출 및 전시 시스템에 대한 블록 구성을 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시된 사격 제어장치에 대한 상세 블록 구성을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 탄도 계산 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 탄착점 및 탄착점 TOF(Time of Flight)의 전시 방법의 일 예를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 자함 기동 시, 탄착점의 전시 방법의 일 예를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 자함 기동 중 함포 발사 후의 탄척점 및 TOF 전시 방법의 일 예를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 탐지된 제3의 개체의 이동 상태 및 탄착점 전시 방법의 일 예를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 탐지된 고정된 제3의 개체 위치 및 탄착점 전시 방법의 일 예를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명에 따른 함포 대공 사격 탄착점 산출 및 전시 방법에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 함포 대공 사격 탄착점 산출 및 전시 시스템, 및 그 방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 함포 대공 사격 탄착점 산출 및 전시 시스템에 대한 블록 구성을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 함포 대공 사격 탄착점 산출 및 전시 시스템은 탐지장치(100), 사격 제어장치(200), 전시장치(300) 및 함포(400)를 포함할 수 있다.

탐지장치(100)는 함정 전투관리체계에 장착되어, 다수의 표적(대함, 대지, 대공 표적; 아군 및 적군 포함)을 탐지한 후, 탐지된 표적 정보(예를 들면, 위치 정보 및 아군/적군 식별 정보)를 사격 제어장치(200)로 제공한다. 그리고, 탐지장치(100)에서 탐지된 표적 탐지 정보를 전시장치(300)에 전시할 수 있다.

사격 제어장치(200)는 탐지장치(100)으로부터 제공되는 표적 정보를 이용하여 교전을 수행할 표적(대공 표적)을 결정하고, 표적과 교전을 수행하기 위하여 함포를 할당한 후, 표적으로 함포 발사를 위한 사격 제원을 계산한다. 여기서, 사격 제원은 표적의 기동 및 특성, 자함의 운동정보, 대기 및 풍향풍속 등의 환경정보, 발사하고자 하는 탄의 특성 등의 다양한 정보를 반영하여 계산될 수 있다.

그리고, 사격 제어장치(200)는 사격 제원 계산에 따라 함포 발사를 위한 고각 및 선회각을 산출하고, 산출된 고각 및 선회각을 이용하여 표적의 예상 명중점을 산출하게 된다.

또한, 사격 제어장치(200)는 표적의 예상 명중점에 대응하는 고각 및 선회각을 이용하여 탄도를 계산하고, 계산된 탄도에 따라 탄착점을 산출하는 것이다. 여기서, 탄착점이란, 상기 고각 및 선회각에 따라 함포 발사 후, 탄이 예상 명중점에 명중되지 않을 경우, 탄의 착지점을 의미한다.

또한, 사격 제어장치(200)는 상기 산출된 탄착점을 상기 전시장치(300)에 전시한다. 여기서, 전시 장치(300)에 전시되는 정보는 표적 정보, 탄착점 정보, 탄의 TOF(Time of Flight) 정보를 포함할 수 있다.

또한, 사격 제어장치(200)는 제3의 개체의 이동 상태(이동 방향, 이동 시간 등) 및 제3의 개체가 아군인지 적군인지를 분석한 후, 분석 결과에 따라 함포(400)를 제어하여 함포 발사 여부를 결정한다.

만약, 상기 제3의 개체가 탄착점으로 이동하고 있고, 제3의 개체가 아군일 경우에는 함포 발사를 중지하고, 제3의 개체가 탄착점으로 이동하고 있고, 해당 제3의 개체가 적군일 경우에는 함포 발사를 수행하는 것이다.

한편, 사격 제어장치(200)는 제3의 개체가 아군 적군에 관계없이 탄착점 근처에 위치하지 않을 경우에 함포 발사를 제어한다. 여기서, 상기 사격 대상인 표적 이외의 제3의 개체가 탄착점으로 이동하고 있고, 해당 제3의 개체가 아군일 경우에는 함포 발사를 중지하고, 상기 계산된 TOF와 기동하는 제3의 개체가 탄착점까지 이동하는 시간을 비교 분석을 통해 위험여부를 판단한 후 함포 발사 여부를 결정할 수 있다.

상기한 본 발명에 따른 함포 대공 사격 탄착점 산출 및 전시 시스템에서, 사격 제어장치(200)의 구체적인 구성 및 해당 구성에 대한 구체적인 동작에 대하여 도 2 내지 도 8을 참조하여 상세하게 설명해 보기로 한다.

도 2는 도 1에 도시된 사격 제어장치에 대한 상세 블록 구성을 나타낸 도면, 도 3은 본 발명에 따른 탄도 계산 방법을 설명하기 위한 도면, 도 4는 본 발명에 따른 탄착점 및 탄착점 TOF(Time of Flight)의 전시 방법의 일 예를 나타낸 도면, 도 5는 본 발명에 따른 자함 기동 시, 탄착점의 전시 방법의 일 예를 나타낸 도면, 도 6은 본 발명에 따른 자함 기동 중 함포 발사 후의 탄착점 및 TOF 전시 방법의 일 예를 나타낸 도면, 도 7은 본 발명에 따른 탐지된 제3의 개체의 이동 상태 및 탄착점 전시 방법의 일 예를 나타낸 도면, 도 8은 본 발명에 따른 탐지된 고정된 제3의 개체 위치 및 탄착점 전시 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 사격 제어장치(200)는 사격 제원 계산부(210), 고각/선회각 산출부(220), 예상 명중점 산출부(230), 탄도 계산부(240), 탄착점 산출부(250) 및 탄착점 전시 및 사격 제어부(260)를 포함할 수 있다.

상기 사격 제원 계산부(210)는 대상 표적으로 함포 발사를 위한 사격 제원을 계산하고, 계산된 사격 제원 정보를 고각/선회각 산출부(220)로 제공한다. 여기서, 사격 제원 계산부(210)는 표적의 기동 및 특성, 자함의 운동정보, 대기 및 풍향풍속 등의 환경정보, 발사하고자 하는 탄의 특성 등의 다양한 정보를 반영하여 계산될 수 있다.

상기 고각/선회각 산출부(220)는 상기 사격 제원 계산부(210)에서 계산된 함포 사격 제원에 따라 함포의 고각/선회각을 산출한 후, 산출된 함포의 고각/선회각 정보를 예상 명중점 산출부(230)로 제공한다.

상기 예상 명중점 산출부(230)는 상기 고각/선회각 산출부(220)를 통해 산출된 함포의 고각/선회각에 따라 표적에 탄이 도달하는 지점인 예상 명중점을 산출한다.

상기 탄도 계산부(240)는 상기 예상 명중점 산출부(230)를 통해 예상 명중점이 산출되면, 상기 고각/선회각 산출부(220)로부터 산출된 함포의 고각/선회각 정보를 이용하여 탄도 계산을 수행한다. 여기서, 탄도 계산은 도 3에 도시된 바와 같이 자함으로부터 출발한 탄의 해수면/대지 도착지점까지를 기준으로 계산될 수 있다.

상기 탄착점 산출부(250)는 상기 탄도 계산부(240)에서 계산된 탄도값을 이용하여 탄착점을 산출한다. 즉, 상기 탄도 계산부(240)를 통해 탄도계산이 종료되면 탄이 해수면/대지까지 도달한 지점이 산출되는데, 이 값이 탄착점이 된다. 탄착점의 Z값(고도값)은 해수면일 경우 0, 대지일 경우 대지의 고도값이 되며, X/Y값은 고각과 선회각에 따라 가변적으로 산출될 수 있다.

한편, 사격 제어장치(260)은 표적 이외의 다른 제3의 개체가 탄착점으로 이동하지 않고, 고정되어 있고 제3의 개체가 아군이며, 탄착점 근처에 위치하는 경우에는 함포 발사를 수행하지 않도록 제어한다.

상기 탄착점 전시 및 사격 제어부(260)는 산출된 함포 탄착점을 전투관리체계 운용자에게 도 4의 (a)와 같이 2차원 X, Y축으로 전시장치(300)에 전시될 수 있으며, 도 4의 (b)와 같이 탄도계산 시 자함에서 탄착점까지 탄이 비행하는 시간인 TOF(Time of flight) 값을 산출하여 탄착점과 함께 전시할 수 있다.

여기서, 상기 탄착점 전시 및 사격 제어부(260)의 탄착점 전시 동작 및 함포 발사 제어 동작에 대하여 구체적으로 살펴보자.

먼저, 자함이 기동하여 일정거리 이동하는 경우, 탄착점 산출부(250)를 통해 산출된 탄착점 또한 도 5에 도시된 바와 같이 이동하여 전시된다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 탄이 발사되는 경우 발사된 탄의 탄착점은 그대로 유지되고 TOF가 감소하여 탄이 도달하기까지 걸리는 시간을 실시간으로 전시할 수 있고, 다음 발사에 대한 탄착점 계산 또한 실시간으로 전시할 수 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 함포가 발사된 이후 TOF 감소 동안 개체 1이 탄착점을 향해 기동하는 경우, 개체 1이 사격에 대해 상당히 큰 위험에 노출되는 경우이므로 사격이 수행되지 않아야 한다.

반대로 개체 2의 경우 탄착점이 아닌 다른 방향으로 기동하므로 문제없이 사격을 진행할 수 있다. 이처럼 운용자는 TOF를 통해 탄이 탄착점에 도달하기까지 걸리는 시간을 인지함으로써 탄착점 근방의 아군이나 제3의 개체의 이동을 고려하여 안전하게 사격을 수행할 수 있다.

마찬가지로 사격 시 운용자는 도 8과 같이 기동하지 않는 개체에 대해서도 탄착점 구역에 대해 사격 안전성을 확인할 수 있는데, 도 8 (a)와 같이 탄착점 근방에 기동하지 않는 아군이나 제3의 개체가 존재하는 경우 사격이 안전상 문제가 있음을 인지하여 사격이 수행되지 않아야 하며, 도 8 (b)와 같이 탄착점 근방에 아군이나 제3의 개체가 존재하지 않을 경우 안전하게 사격을 수행할 수 있다.

즉, 탄착점이 전시된 상태에서, 탄착점 전시 및 사격 제어부(260)는 표적 이외의 제3의 개체의 이동 상태(이동 방향, 이동 시간 등) 및 제3의 개체가 아군인지 적군인지를 분석한 후, 분석 결과에 따라 함포(400)를 제어하여 함포 발사 여부를 결정한다.

만약, 상기 제3의 개체가 탄착점으로 이동하고 있고, 해당 표적이 아군일 경우에는 함포 발사를 중지하고, 제3의 개체가 탄착점으로 이동하고 있으며, 해당 표적이 적군일 경우에 탄착점 전시 및 사격 제어부(260)는 함포 발사를 수행하는 것이다.

한편, 탄착점 전시 및 사격 제어부(260)는 제3의 개체가 탄착점으로 이동하지 않고, 고정되어 있고 제3의 개체가 아군이며, 탄착점 근처에 위치하는 경우에는 함포 발사를 수행하지 않도록 제어한다.

또한, 탄착점 전시 및 사격 제어부(260)는 제3의 개체가 아군 적군에 관계없이 제3의 개체가 탄착점 근처에 위치하지 않을 경우에 함포 발사를 제어한다. 여기서, 상기 사격 대상인 표적 이외의 제3의 개체가 탄착점으로 이동하고 있고, 해당 제3의 개체가 아군일 경우에는 함포 발사를 중지하고, 상기 계산된 TOF와 기동하는 제3의 개체가 탄착점까지 이동하는 시간을 비교 분석을 통해 위험여부를 판단한 후 함포 발사 여부를 결정할 수 있다.

상기한 본 발명에 따른 함포 대공 사격 탄착점 산출 및 전시 시스템의 동작에 상응하는 본 발명에 따른 함포 대공 사격 탄착점 산출 및 전시 방법에 대하여 첨부한 도 9를 참조하여 단계적으로 설명해 보기로 한다.

도 9는 본 발명에 따른 함포 대공 사격 탄착점 산출 및 전시 방법에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, 먼저 도 1에 도시된 탐지장치(100)를 통해 다수의 표적(대함, 대지, 대공 표적; 아군 및 적군 포함)을 탐지한 후, 탐지된 표적 정보(예를 들면, 위치 정보 및 아군/적군 식별 정보)를 이용하여 교전을 수행할 표적(대공 표적)을 결정한다.

이와 같이 교전을 수행할 대공 표적이 결정되면, 표적과 교전을 수행하기 위하여 함포를 할당한다(S901).

이어, 대상 표적으로 함포 발사를 위한 사격 제원을 계산하고, 계산된 함포 사격 제원에 따라 함포의 고각/선회각을 산출한다(S902, S903). 여기서, 사격 제원은 표적의 기동 및 특성, 자함의 운동정보, 대기 및 풍향풍속 등의 환경정보, 발사하고자 하는 탄의 특성 등의 다양한 정보를 반영하여 계산할 수 있다.

이어, 상기 산출된 함포의 고각/선회각에 따라 표적에 탄이 도달하는 지점인 예상 명중점을 산출한다(S904).

이어, 상기 S904 단계를 통해 예상 명중점이 산출되면, 상기 S903 단계를 통해 산출된 함포의 고각/선회각 정보를 이용하여 탄도 계산을 수행한다(S905). 여기서, 탄도 계산은 도 3에 도시된 바와 같이 자함으로부터 출발한 탄의 해수면/대지 도착지점까지를 기준으로 계산될 수 있다.

이어, 상기 S905 단계를 통해 계산된 탄도값을 이용하여 탄착점을 산출한다(S906). 즉, 상기 S905 단계를 통해 탄도계산이 종료되면 탄이 해수면/대지까지 도달한 지점이 산출되는데, 이 값이 탄착점이 된다. 탄착점의 Z값(고도값)은 해수면일 경우 0, 대지일 경우 대지의 고도값이 되며, X/Y값은 고각과 선회각에 따라 가변적으로 산출될 수 있다.

이어, 상기 S906 단계를 통해 산출된 함포 탄착점은 전투관리체계 운용자에게 도 4의 (a)와 같이 2차원 X, Y축으로 전시될 수 있으며, 도 4의 (b)와 같이 탄도계산 시 자함에서 탄착점까지 탄이 비행하는 시간인 TOF(Time of flight) 값을 산출하여 탄착점과 함께 전시할 수 있다.

여기서, 상기 탄착점 전시 동작 및 함포 발사 제어 동작에 대하여 구체적으로 살펴보자.

먼저, 자함이 기동하여 일정거리 이동하는 경우, 상기 S906단계를 통해 산출된 탄착점 또한 도 5에 도시된 바와 같이 이동하여 전시된다.

상기 S907단계를 통해 탄착점과 표적, 및 다수의 개체들이 전시된 상태에서, 개체들의 이동상태 및 개체들의 피아식별(적군, 아군)을 수행한다(S908).

이어, 개체들의 이동 상태에 따라 그리고 개체의 피아식별 결과에 따라 함포 사격 요청이 있는지를 판단한다(S909).

상기 S908 단계 및 S909 단계의 동작을 좀 더 구체적으로 살펴보면, 도 7에 도시된 바와 같이, 함포가 발사된 이후 TOF 감소 동안 개체 1이 탄착점을 향해 기동하는 경우, 개체 1이 사격에 대해 상당히 큰 위험에 노출되는 경우이므로 사격이 수행되지 않아야 한다.

즉, 탄착점이 전시된 상태에서, 표적 이외의 제3의 개체의 이동 상태(이동 방향, 이동 시간 등) 및 제3의 개체가 아군인지 적군인지를 분석한 후, 분석 결과에 따라 함포 발사 여부를 결정한다.

만약, 상기 제3의 개체가 탄착점으로 이동하고 있고, 해당 표적이 아군일 경우에는 함포 발사를 중지하고, 제3의 개체가 탄착점으로 이동하고 있으며, 해당 표적이 적군일 경우에 함포 발사를 수행하는 것이다.

한편, 제3의 개체가 탄착점으로 이동하지 않고, 고정되어 있고 제3의 개체가 아군이며, 탄착점 근처에 위치하는 경우에는 함포 발사를 수행하지 않도록 제어한다.

또한, 제3의 개체가 아군 적군에 관계없이 제3의 개체가 탄착점 근처에 위치하지 않을 경우에 함포 발사를 제어한다. 여기서, 상기 사격 대상인 표적 이외의 제3의 개체가 탄착점으로 이동하고 있고, 해당 제3의 개체가 아군일 경우에는 함포 발사를 중지하고, 상기 계산된 TOF와 기동하는 제3의 개체가 탄착점까지 이동하는 시간을 비교 분석을 통해 위험여부를 판단한 후 함포 발사 여부를 결정할 수 있다.

이와 같은 개체들의 이동상황 및 피아 식별 결과에 따라 함포 사격 요청이 있는 경우, 할당된 함포를 이용하여 표적으로의 탄을 발사한 후, 함포 할당을 해제하여 교전을 종료하게 된다(S910).

상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 함포 대공 사격 탄착점 산출 및 전시 방법은 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.

상기 전술한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, Ruby, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.

상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 탐지장치
200 : 사격 제어장치
210 : 사격 제원 계산부
220 : 고각/선회각 산출부
230 : 예상 명중점 산출부
240 : 탄도 계산부
250 : 탄착점 산출부
260 : 탄착점 전시 및 함포 제어부
300 : 전시장치
400 : 함포

Claims

함포 대공 사격 탄착점 산출 및 전시 시스템에 있어서,
탐지된 다수의 표적 중 교전을 위한 표적을 향한 함포의 탄도를 계산하고, 계산된 탄도에 따라 탄의 탄착점을 산출한 후, 산출된 탄착점 정보를 생성하여 전시하며, 전시된 탄착점 정보 및 제3의 표적들의 이동 상태의 분석에 따른 사격 명령에 따라 함포의 사격을 제어하는 사격 제어장치; 및
상기 사격 제어장치에서 생성된 탄착점 정보 및 다수의 표적 정보를 전시하는 전시장치를 포함하고,
상기 탄착점 정보는, 탄의 해수면 또는 대지까지 도달하는 지점의 위치 정보(X, Y, Z좌표 정보) 및 탄이 탄착점에 도달하기까지의 시간 정보(TOF:Time of Flight 정보)를 포함하며,
상기 교전을 위한 표적은 대공 표적이고, 상기 제 3의 표적들은 대공, 대지, 대함 표적이고,
상기 사격 제어장치는, 교전 대상 표적 이외의 다른 제3의 표적이 탄착점으로 이동하지 않고 고정되어 있고, 제3의 개체가 아군이며, 탄착점 근처에 위치하는 경우에는 함포 발사를 수행하지 않도록 함포를 제어하며,
상기 사격 제어장치는,
교전 대상 표적으로 함포 발사를 위한 사격 제원을 계산하는 사격 제원 계산부;
상기 사격 제원 계산부에서 함포 사격 제원에 따라 함포의 고각/선회각을 산출하는 고각/선회각 산출부;
상기 고각/선회각 산출부를 통해 산출된 함포의 고각/선회각에 따라 교전 대상 표적에 탄이 도달하는 지점인 예상 명중점을 산출하는 예상 명중점 산출부;
상기 예상 명중점 산출부를 통해 예상 명중점이 산출되면, 상기 고각/선회각 산출부로부터 산출된 함포의 고각/선회각 정보를 이용하여 탄도를 계산하는 탄도 계산부;
상기 탄도 계산부에서 계산된 탄도값을 이용하여 탄착점을 산출하는 탄착점 산출부;
상기 탄착점 산출부에서 산출된 탄착점 및 탄이 탄착점까지 비행하는 시간을 상기 전시장치에 전시 제어하고, 전시된 탄착점 정보 및 제3의 표적들의 이동 상태의 분석에 따라 함포의 사격여부를 결정하는 탄착점 전시 및 사격 제어부를 포함하고,
상기 탄착점 산출부는,
탄착점의 Z값(고도값)은 해수면일 경우 0, 대지일 경우 대지의 고도값이 되며, X, Y값은 고각과 선회각에 따라 가변적으로 산출하며,
상기 탄착점 산출부는,
자함이 기동하는 경우 자함의 기동에 따른 탄착점을 계산하여 전시하는 것인 함포의 제어에 따라 탄을 발사한 경우, 탄착점을 다시 계산하여 전시장치에 전시하고,
상기 탄착점 전시 및 사격 제어부는,
탄이 발사되는 경우 발사된 탄의 탄착점은 그대로 유지되고 TOF가 감소하여 탄이 도달하기까지 걸리는 시간을 실시간으로 전시하고, 다음 발사에 대한 탄착점 계산을 실시간으로 전시하며,
상기 탄착점 전시 및 사격 제어부는,
상기 교전 대상 표적 이외의 제3의 표적들의 이동 상태(이동 방향, 이동 시간 등) 및 제3의 표적들의 아군 또는 적군에 따라 함포를 제어하여 함포 발사 여부를 결정하고,
상기 탄착점 전시 및 사격 제어부는,
상기 계산된 TOF와 기동하는 제3의 표적들이 탄착점까지 이동하는 시간을 비교 분석을 통해 함포 발사 여부를 결정하는 것인 함포 대공 사격 탄착점 산출 및 전시 시스템.
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함포 대공 사격 탄착점 산출 및 전시 방법에 있어서,
탐지된 다수의 표적 중 교전을 위한 표적을 향한 함포의 탄도를 계산하고, 계산된 탄도에 따라 탄의 탄착점을 산출하는 단계;
상기 산출된 탄착점 정보 및 탄이 탄착점까지 비행하는 시간(TOF)을 생성하여 전시장치에 전시하는 단계; 및
상기 전시된 탄착점 정보 및 제3의 표적들의 이동 상태의 분석에 따른 사격 명령에 따라 함포의 사격을 제어하는 단계를 포함하고,
상기 탄착점 정보는, 탄의 해수면 또는 대지까지 도달하는 지점의 위치 정보(X, Y, Z좌표 정보) 및 탄이 탄착점에 도달하기까지의 시간 정보(TOF:Time of Flight 정보)를 포함하고,
상기 교전을 위한 표적은 대공 표적이고, 상기 제 3의 표적들은 대공, 대지, 대함 표적이며,
상기 사격을 제어하는 단계는,
교전 대상 표적 이외의 다른 제3의 표적이 탄착점으로 이동하지 않고 고정되어 있고, 제3의 개체가 아군이며, 탄착점 근처에 위치하는 경우에는 함포 발사를 수행하지 않도록 함포를 제어하고,
상기 탄착점을 산출하는 단계는,
교전 대상 표적으로 함포 발사를 위한 사격 제원을 계산하는 단계;
상기 계산된 함포 사격 제원에 따라 함포의 고각/선회각을 산출하는 단계;
상기 산출된 함포의 고각/선회각에 따라 교전 대상 표적에 탄이 도달하는 지점인 예상 명중점을 산출하는 단계;
상기 예상 명중점이 산출되면, 상기 산출된 함포의 고각/선회각 정보를 이용하여 탄도를 계산하는 단계; 및
상기 계산된 탄도값을 이용하여 탄착점을 산출하는 단계를 포함며,
상기 탄착점을 산출하는 단계는,
탄착점의 Z값(고도값)은 해수면일 경우 0, 대지일 경우 대지의 고도값이 되며, X, Y값은 고각과 선회각에 따라 가변적으로 산출하고,
상기 탄착점을 산출하는 단계는,
자함이 기동하는 경우 자함의 기동에 따른 탄착점을 계산하여 전시하는 것인 함포의 제어에 따라 탄을 발사한 경우, 탄착점을 다시 계산하여 전시장치에 전시하며,
상기 전시하는 단계는,
탄이 발사되는 경우 발사된 탄의 탄착점은 그대로 유지되고 TOF가 감소하여 탄이 도달하기까지 걸리는 시간을 실시간으로 전시하고, 다음 발사에 대한 탄착점 계산을 실시간으로 전시하고,
상기 함포의 사격을 제어하는 단계는,
상기 교전 대상 표적 이외의 제3의 표적들의 이동 상태(이동 방향, 이동 시간 등) 및 제3의 표적들의 아군 또는 적군에 따라 함포를 제어하여 함포 발사 여부를 결정며,
상기 함포 사격을 제어하는 단계는,
상기 계산된 TOF와 기동하는 제3의 표적들이 탄착점까지 이동하는 시간을 비교 분석을 통해 함포 발사 여부를 결정하는 것인 함포 대공 사격 탄착점 산출 및 전시 방법.
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