KR102492127B1 - 추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 방법 및 장치는, 근접 방어 시스템(close-in weapon system, CIWS)의 분산도를 최소화하여 표적의 무력화 능력을 높이기 위해, 사격을 통한 추적 센서로 포의 방위각(bearing)/고각(elevation) 오차를 결정하는 자동 탄착 수정 기능을 수행할 수 있다.

Description

추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 방법 및 장치{Method and apparatus for correcting automatically impact point of CIWS using tracking radar}

본 발명은 추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 근접 방어 시스템(close-in weapon system, CIWS)의 탄착을 수정하는, 방법 및 장치에 관한 것이다.

근접 방어 시스템(close-in weapon system, CIWS)은 호위함급 이상 함정에 탑재하여 적 항공기, 대함 유도탄 등 대공 위협과 소형/고속 침투정 등 수상 위협으로부터 최종 방어 단계에서 자함을 방어하기 위한 무기 체계이다.

근접 방어 시스템은 30mm 탄을 사용하는 7연장 개틀링 포 사격을 통하여 소형/고속의 대공/대함 표적을 무력화시키기 위하여 화망을 형성하는 사격이 아닌 표적을 직접 격추하여 관통을 통한 사격을 수행하는 무기 체계이다. 따라서, 근접 방어 시스템은 추적 센서(추적 레이더)의 추적 오차를 최소화하여 표적의 정확한 추적 정보를 제공하여 사격 통제에서 정확한 예상 명중점(predicted hitting point, PHP)를 산출하도록 하며, 자동 탄착 수정 기능(사격 조정(Fire Calibration))을 통하여 포신과 추적 레이더의 배열 오차를 최소화할 필요가 있다. 또한, 사격 제원(내탄도학적 요소)과 환경적 요소(외탄도학적 요소)를 고려한 탄도 적분을 수행하여 시스템의 분산도를 최소화할 필요가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 목적은, 근접 방어 시스템(close-in weapon system, CIWS)의 분산도를 최소화하여 표적의 무력화 능력을 높이기 위해, 사격을 통한 추적 센서로 포의 방위각(bearing)/고각(elevation) 오차를 결정하는 자동 탄착 수정 기능을 수행하는, 추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 방법은, 탄착 수정 모드에 따른 자동 탄착 수정 동작의 수행 여부를 확인하는 단계; 및 상기 자동 탄착 수정 동작이 수행되는 경우, 상기 탄착 수정 모드에 따라 미리 지정된 위치에 설정된 게이트(gate)에서의 탄 정보를 획득하고, 획득한 상기 탄 정보를 기반으로 탄착을 자동으로 수정하는 단계;를 포함한다.

여기서, 상기 탄착 수정 모드는, 미리 지정된 거리에 위치하는 가상 표적에 대한 실 사격을 통해 탄착을 수정하는 사전 조정 사격(pre-action calibration, PAC) 모드; 실제 표적이 추적되면서 실제 표적이 유효 사격 거리 밖에 있는 동안, 미리 지정된 거리에 위치하는 가상의 예상 명중점(predicted hitting point, PHP)에 대한 실 사격을 통해 탄착을 수정하는 자동 조정 사격(automatic calibration, AC) 모드; 및 실제 표적에 대한 실 사격을 통해 탄착을 수정하는 자동 명중점 수정 사격(automatic hitting pointing correctiuon, AHPC) 모드; 중 하나일 수 있다.

여기서, 상기 탄착 자동 수정 단계는, 상기 탄착 수정 모드가 상기 사전 조정 사격(PAC) 모드인 경우, 미리 설정된 고각과 북쪽을 기준으로 입력된 방위각을 기반으로 미리 지정된 거리에 위치하는 가상 표적에 대해 미리 설정된 시간 동안 복수개의 탄을 집중 사격하고, 탄이 상기 게이트를 통과할 때의 위치 및 속도를 포함하는 상기 탄 정보를 획득하고, 복수개의 탄에 대해 획득한 상기 탄 정보를 기반으로 방위각(bearing, B) 오차, 고각(elevation, E) 오차, 거리 오차, 포구 속도(muzzle velocity, VO) 및 표준 포구 속도 편차(standard muzzle velocity deviation, SDVO)를 획득하며, 획득한 방위각(B) 오차, 고각(E) 오차 및 거리 오차를 기반으로 추적 레이더와 포신 간 조준 오차를 보상하는 것으로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 게이트는, 가상 표적이 위치하는 지점에 설정되는 제1 게이트 및 상기 제1 게이트보다 미리 설정된 제1 거리만큼 포신과 가까운 지점에 설정되는 제2 게이트를 포함하고, 상기 자동 탄착 수정 단계는, 복수개의 탄이 상기 제2 게이트를 통과할 때 획득한 속도를 기반으로 포구 속도(VO) 및 표준 포구 속도 편차(SDVO)를 획득하고, 복수개의 탄이 상기 제1 게이트를 통과할 때 획득한 위치를 기반으로 방위각(B) 오차, 고각(E) 오차 및 거리 오차를 획득하는 것으로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 게이트는, 상기 제1 게이트보다 미리 설정된 제2 거리만큼 포신과 가까운 지점에 설정되고, 클러터(clutter)의 진폭과 주파수를 측정하기 위한 제3 게이트;를 더 포함하며, 상기 제2 거리는, 상기 제1 거리보다 클 수 있다.

여기서, 상기 탄착 자동 수정 단계는, 상기 탄착 수정 모드가 상기 자동 조정 사격(AC) 모드인 경우, 실제 표적의 추적 정보를 기반으로 설정된 고각과 방위각을 기반으로 미리 지정된 거리에 위치하는 가상의 예상 명중점(PHP)에 대해 미리 설정된 시간 동안 복수개의 탄을 집중 사격하고, 탄이 상기 게이트를 통과할 때의 위치를 포함하는 상기 탄 정보를 획득하고, 복수개의 탄에 대해 획득한 상기 탄 정보를 기반으로 거리 오차를 획득하며, 획득한 거리 오차를 기반으로 포신의 조준점을 수정하는 것으로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 게이트는, 가상의 예상 명중점(PHP)이 위치하는 지점에 설정될 수 있다.

여기서, 상기 탄착 자동 수정 단계는, 상기 탄착 수정 모드가 상기 자동 명중점 수정 사격(AHPC) 모드인 경우, 실제 표적의 추적 정보를 기반으로 획득한 예상 명중점(PHP)에 대해 미리 설정된 시간 동안 복수개의 탄을 집중 사격하고, 탄이 상기 게이트를 통과할 때의 위치를 포함하는 상기 탄 정보를 획득하고, 복수개의 탄에 대해 획득한 상기 탄 정보를 기반으로 거리 오차를 획득하며, 획득한 거리 오차를 기반으로 포신의 조준점을 수정하는 것으로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 게이트는, 예상 명중점(PHP)이 위치하는 지점에 설정될 수 있다.

여기서, 상기 탄착 자동 수정 단계는, 상기 사전 조정 사격(PAC) 모드에 따라 탄착을 자동으로 수정하는 단계; 상기 자동 조정 사격(AC) 모드에 따라 탄착을 자동으로 수정하는 단계; 및 상기 자동 명중점 수정 사격(AHPC) 모드에 따라 탄착을 자동으로 수정하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장되어 상기한 추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 방법 중 어느 하나를 컴퓨터에서 실행시킨다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 장치는, 탄착 수정 모드에 따른 자동 탄착 수정 동작의 수행 여부를 확인하는 확인부; 및 상기 확인부를 통해 상기 자동 탄착 수정 동작이 수행되는 것으로 확인된 경우, 상기 탄착 수정 모드에 따라 미리 지정된 위치에 설정된 게이트(gate)에서의 탄 정보를 획득하고, 획득한 상기 탄 정보를 기반으로 탄착을 자동으로 수정하는 탄착 수정부;를 포함한다.

여기서, 상기 탄착 수정 모드는, 미리 지정된 거리에 위치하는 가상 표적에 대한 실 사격을 통해 탄착을 수정하는 사전 조정 사격(pre-action calibration, PAC) 모드; 실제 표적이 추적되면서 실제 표적이 유효 사격 거리 밖에 있는 동안, 미리 지정된 거리에 위치하는 가상의 예상 명중점(predicted hitting point, PHP)에 대한 실 사격을 통해 탄착을 수정하는 자동 조정 사격(automatic calibration, AC) 모드; 및 실제 표적에 대한 실 사격을 통해 탄착을 수정하는 자동 명중점 수정 사격(automatic hitting pointing correctiuon, AHPC) 모드; 중 하나일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 방법 및 장치에 의하면, 자동 탄착 수정 기능을 통해 임의의 표적 예상 명중점(predicted hitting point, PHP)에 대한 편차를 직접 얻을 수 있어 특정 분산도를 갖는 직사화기의 정확도를 크게 향상할 수 있다.

그리고, 본 발명은 발사된 탄약의 대표 구간(자동 탄착 수정 기능을 수행 시 임의로 설정된 사격된 탄의 탄도 특성을 추적 센서로 획득하는 구간)의 정보를 통해 실제 탄도 궤적을 추정할 수 있다.

그리고, 본 발명은 실 교전 직전 교정이 가능하여 최초 표적 교전 시 최상의 사격 정확도로 표적을 대응할 수 있다.

또한, 본 발명은 육/해/공 모든 군 분야의 근접 방어 시스템 또는 함포와 추적 센서(레이더, 광학 장비 등)를 구비하는 사격 통제 시스템에서 시스템의 분산도를 최소화할 필요가 있어 자동 탄착 수정 기능이 요구되는 시스템에서 활용 가능하다.

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

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동 탄착 수정 동작이 적용된 근접 방어 시스템의 사격 통제 장치의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시한 사격 통제 장치의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄과 표적간 오차를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄착 수정 모드인 사전 조정 사격(PAC) 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사전 조정 사격(PAC) 모드에 따른 자동 탄착 수정 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄착 수정 모드인 자동 조정 사격(AC) 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동 조정 사격(AC) 모드에 따른 자동 탄착 수정 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄착 수정 모드인 자동 명중점 수정 사격(AHPC) 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 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 명세서에서 "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 명세서에서 각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.

본 명세서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다" 또는 "포함할 수 있다"등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

또한, 본 명세서에 기재된 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터 구조들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다.

이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 방법 및 장치의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 장치에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 장치(이하 '자동 탄착 수정 장치'라 한다)(100)는 근접 방어 시스템(close-in weapon system, CIWS)의 분산도를 최소화하여 표적의 무력화 능력을 높이기 위해, 사격을 통한 추적 센서로 포의 방위각(bearing)/고각(elevation) 오차를 결정하는 자동 탄착 수정 기능을 수행한다.

이를 위해, 자동 탄착 수정 장치(100)는 확인부(110) 및 탄착 수정부(130)를 포함할 수 있다.

확인부(110)는 탄착 수정 모드에 따른 자동 탄착 수정 동작의 수행 여부를 확인할 수 있다.

여기서, 탄착 수정 모드는 사전 조정 사격(pre-action calibration, PAC) 모드, 자동 조정 사격(automatic calibration, AC) 모드 및 자동 명중점 수정 사격(automatic hitting pointing correctiuon, AHPC) 모드 중 하나일 수 있다.

사전 조정 사격(PAC) 모드는 미리 지정된 거리에 위치하는 가상 표적에 대한 실 사격을 통해 탄착을 수정하는 모드를 말한다.

자동 조정 사격(AC) 모드는 실제 표적이 추적되면서 실제 표적이 유효 사격 거리 밖에 있는 동안, 미리 지정된 거리에 위치하는 가상의 예상 명중점(predicted hitting point, PHP)에 대한 실 사격을 통해 탄착을 수정하는 모드를 말한다.

자동 명중점 수정 사격(AHPC) 모드는 실제 표적에 대한 실 사격을 통해 탄착을 수정하는 모드를 말한다.

이때, 확인부(110)는 탄착 수정 모드별로 자동 탄착 수정 동작의 수행 여부를 확인할 수 있다. 즉, 확인부(110)는 사전 조정 사격(PAC) 모드에 따라 자동 탄착 수정 동작을 수행하는 지 여부를 확인하고, 자동 조정 사격(AC) 모드에 따라 자동 탄착 수정 동작을 수행하는 지 여부를 확인하며, 자동 명중점 수정 사격(AHPC) 모드에 따라 자동 탄착 수정 동작을 수행하는 지 여부를 확인할 수 있다.

여기서, 자동 탄착 수정 동작의 수행 여부는 탄착 수정 모드별로 미리 설정되어 있을 수 있다. 이 경우, 확인부(110)는 미리 설정되어 있는 정보를 기반으로 각각의 탄착 수정 모드에 따른 자동 탄착 수정 동작의 수행 여부를 확인할 수 있다. 물론, 관리자의 수동 조작에 의해 탄착 수정 모드에 따른 자동 탄착 수정 동작의 수행 여부를 결정할 수도 있다.

탄착 수정부(130)는 확인부(110)를 통해 자동 탄착 수정 동작이 수행되는 것으로 확인된 경우, 탄착 수정 모드에 따라 미리 지정된 위치에 설정된 게이트(gate)에서의 탄 정보를 획득하고, 획득한 탄 정보를 기반으로 탄착을 자동으로 수정할 수 있다.

여기서, 탄 정보는 탄의 위치, 탄의 속도 등의 정보를 포함할 수 있다.

보다 자세히 설명하면, 탄착 수정 모드가 사전 조정 사격(PAC) 모드인 경우, 탄착 수정부(130)는 게이트에서 획득한 탄 정보를 기반으로 추적 레이더와 포신 간 조준 오차를 보상하여, 탄착을 자동으로 수정할 수 있다.

즉, 탄착 수정부(130)는 미리 설정된 고각과 북쪽을 기준으로 입력된 방위각을 기반으로 미리 지정된 거리(500m 등)에 위치하는 가상 표적에 대해 미리 설정된 시간 동안 복수개의 탄을 집중 사격할 수 있다.

그리고, 탄착 수정부(130)는 탄이 게이트를 통과할 때의 위치 및 속도를 포함하는 탄 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 게이트는 제1 게이트, 제2 게이트 및 제3 게이트를 포함할 수 있다. 제1 게이트는 가상 표적이 위치하는 지점에 설정될 수 있다. 제2 게이트는 제1 게이트보다 미리 설정된 제1 거리(30m 등)만큼 포신과 가까운 지점에 설정될 수 있다. 제3 게이트는 클러터(clutter)의 진폭과 주파수를 측정하기 위한 것으로, 제1 게이트보다 미리 설정된 제2 거리(160m 등)만큼 포신과 가까운 지점에 설정될 수 있다. 이때, 제2 거리는 제1 거리보다 클 수 있다.

그리고, 탄착 수정부(130)는 복수개의 탄에 대해 획득한 탄 정보를 기반으로 방위각(bearing, B) 오차, 고각(elevation, E) 오차, 거리 오차, 포구 속도(muzzle velocity, VO) 및 표준 포구 속도 편차(standard muzzle velocity deviation, SDVO)를 획득할 수 있다. 즉, 탄착 수정부(130)는 복수개의 탄이 제2 게이트를 통과할 때 획득한 속도를 기반으로 포구 속도(VO) 및 표준 포구 속도 편차(SDVO)를 획득하고, 복수개의 탄이 제1 게이트를 통과할 때 획득한 위치를 기반으로 방위각(B) 오차, 고각(E) 오차 및 거리 오차를 획득할 수 있다.

그리고, 탄착 수정부(130)는 획득한 방위각(B) 오차, 고각(E) 오차 및 거리 오차를 기반으로 추적 레이더와 포신 간 조준 오차를 보상할 수 있다.

또한, 탄착 수정 모드가 자동 조정 사격(AC) 모드인 경우, 탄착 수정부(130)는 게이트에서 획득한 탄 정보를 기반으로 포신의 조준점을 수정하여, 탄착을 자동으로 수정할 수 있다.

즉, 탄착 수정부(130)는 실제 표적의 추적 정보를 기반으로 설정된 고각과 방위각을 기반으로 미리 지정된 거리(500m 등)에 위치하는 가상의 예상 명중점(PHP)에 대해 미리 설정된 시간 동안 복수개의 탄을 집중 사격할 수 있다.

그리고, 탄착 수정부(130)는 탄이 게이트를 통과할 때의 위치를 포함하는 탄 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 게이트는 가상의 예상 명중점(PHP)이 위치하는 지점에 설정될 수 있다.

그리고, 탄착 수정부(130)는 복수개의 탄에 대해 획득한 탄 정보를 기반으로 거리 오차를 획득할 수 있다.

그리고, 탄착 수정부(130)는 획득한 거리 오차를 기반으로 포신의 조준점을 수정할 수 있다.

또한, 탄착 수정 모드가 자동 명중점 수정 사격(AHPC) 모드인 경우, 탄착 수정부(130)는 게이트에서 획득한 탄 정보를 기반으로 포신의 조준점을 수정하여, 탄착을 자동으로 수정할 수 있다.

즉, 탄착 수정부(130)는 실제 표적의 추적 정보를 기반으로 획득한 예상 명중점(PHP)에 대해 미리 설정된 시간 동안 복수개의 탄을 집중 사격할 수 있다.

그리고, 탄착 수정부(130)는 탄이 게이트를 통과할 때의 위치를 포함하는 탄 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 게이트는 예상 명중점(PHP)이 위치하는 지점에 설정될 수 있다.

그리고, 탄착 수정부(130)는 복수개의 탄에 대해 획득한 탄 정보를 기반으로 거리 오차를 획득할 수 있다.

그리고, 탄착 수정부(130)는 획득한 거리 오차를 기반으로 포신의 조준점을 수정할 수 있다.

한편, 탄착 수정부(130)는 실제 표적을 추적하고 있지 않을 때 사전 조정 사격(PAC) 모드에 따라 탄착을 자동으로 수정하는 동작을 수행하고, 실제 표적을 추적하면서 실제 표적이 유효 사격 거리 밖에 있을 때 자동 조정 사격(AC) 모드에 따라 탄착을 자동으로 수정하는 동작을 수행하며, 실제 표적을 대상을 실 사격이 이루어지는 동안 자동 명중점 수정 사격(AHPC) 모드에 따라 탄착을 자동으로 수정하는 동작을 수행할 수도 있다. 즉, 탄착 수정부(130)는 모든 탄착 수정 모드에 따른 자동 탄착 수정 동작을 수행할 수 있다.

그러면, 도 2 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 동작의 일례에 대하여 보다 자세하게 설명한다.

근접 방어 시스템의 분산도

포 사격에 영향을 미치는 요소는 추적 센서의 정확도(추적 레이더의 추적 정확도), 포의 구동 정확도, 사격 제원(내탄도학적 요소), 환경적 요소(외탄도학적 요소) 등으로 분류되고, 이들 표준 편차의 총합이 근접 방어 시스템의 사격 통제 시스템의 분산도이다. 여기서, 외탄도학은 사출 탄이 포구를 떠난 후부터 탄착점까지의 운동하는 것을 다루는 학문을 말한다. 환경적 요소는 온도, 습도, 기압, 풍형, 풍속 등을 말한다.

시스템 표준 편차(=시스템 분산도)는 아래의 [수학식 1]과 같다.

근접 방어 시스템의 사격 통제 장치

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동 탄착 수정 동작이 적용된 근접 방어 시스템의 사격 통제 장치의 일례를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시한 사격 통제 장치의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 따른 자동 탄착 수정 장치(100)는 도 2 및 도 3에 도시한 센서 및 사격 통제부에 탑재되어, 본 발명에 따른 자동 탄착 수정 동작을 수행할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 센서 및 사격 통제부는 추적 센서(추적 레이더)로부터 표적 정보(표적의 방위각/고각/거리)를 수집할 수 있다.

센서 및 사격 통제부는 표적 정밀 추적 필터를 통해 표적 기동 상태(위치/속력/가속도)를 예측할 수 있다.

센서 및 사격 통제부는 예측된 표적 기동 상태를 기반으로 예상 명중점(PHP)을 산출, 즉 표적의 미래 위치를 예측할 수 있다.

센서 및 사격 통제부는 외부에서 제공되는 환경적 요소(외탄도학적 요소), 사격 제원(내탄도학적 요소) 및 예상 명중점 산출 결과를 기반으로 탄도 적분을 수행, 즉 예상 명중점까지의 탄도 궤적 계산과 포 명령을 산출할 수 있다.

센서 및 사격 통제부는 자함의 자세 정보를 기반으로 포 명령 안정화를 통한 함포의 안정적 제어로 사격을 수행할 수 있다.

근접 방어 시스템에서 탄과 표적간 오차에 기여하는 오차 성분

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄과 표적간 오차를 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 근접 방어 시스템에서 표적을 향해 사격을 수행 시 탄과 표적간 오차 거리(miss distance, MD)에 기여하는 오차 성분이 존재하며, 근접 방어 시스템의 포 지향 프로세스의 목적은 표적에 대하여 사격된 탄들과 표적 사이의 전반적인 오차 거리(MD)를 최소화하는 것이다.

본 발명에 따른 근접 방어 시스템은 이 오차 거리(MD)를 최소화하여 표적의 무력화 능력을 높이기 위하여 사격을 통한 추적 센서(추적 레이더)로 포의 방위각(B)/고각(E) 오차 성분을 획득하여 포의 구동을 조정(calibration)하는 자동 탄착 수정 동작을 수행한다.

본 발명에 따른 사격 조정(fire calibration)을 위한 탄착 수정 모드

사격 조정은 추적 모드의 하위 모드인 사전 조정 사격(PAC), 자동 조정 사격(AC), 자동 명중점 수정 사격(AHPC) 동안 수행된다.

사전 조정 사격(PAC)은 운용자 선택에 의해 수동으로 진입할 수 있다.

자동 조정 사격(AC)과 자동 명중점 수정 사격(AHPC)은 운용 시 필요 시점에 자동 진입을 위해 운용자가 적용 여부를 미리 선택할 수 있다.

이들은 추적 레이더로 포의 방위각(B)/고각(E) 오차를 결정하기 위해 사용하는 사격 기능이다.

사전 조정 사격(PAC) : 고정된 가상 표적을 추적하고 사격을 수행

자동 조정 사격(AC) : 포의 유효 거리 이내에 실 표적이 아직 진입하지 않았을 때 수행. 이때, 일제 사격(Salvo)은 500m의 고정된 거리에서 시선을 따라 가상 표적에 대하여 수행

자동 명중점 수정 사격(AHPC) : 실 표적에 사격하는 동안 사격 조정을 위해 수행

본 발명에 따른 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 동작의 요약

본 발명은 추적 정확도가 우수한(안테나 빔폭이 좁은) 정밀 교전용 추적 레이더를 활용하여 탄약의 발사 시점 이후 인위적으로 설정한 복수의 레이더 게이트에서 획득한 탄약의 위치/속도 정보를 활용하여 탄도 방정식을 실시간 보정하고 관련 정보를 제공할 수 있다(사전 조정 사격(PAC) 모드 / 자동 조정 사격(AC) 모드).

그리고, 본 발명은 탄약을 탐지/추적할 수 있는 추적 레이더를 통해 사격 후 탄약을 추적하면서 특정된 지점(거리, 방향)의 가상 게이트에서 해당하는 수신 신호만 필터링하여 탄역의 군집 위치 정보를 평균(averaging)하여 예상 명중점(PHP) 대비 현재 사격 결과의 편차를 획득하고, 즉시 포신에 구동 명령(고각/방위각)하여 표적의 명중점(PHP)을 조정하여 표적 격추 정확도를 향상할 수 있다(사전 조정 사격(PAC) 모드 / 자동 조정 사격(AC) 모드).

그리고, 본 발명은 가상 게이트 위치 정보를 활용하여 실제 교전 수 초 전에 예비 사격을 통해 실시하는 교정 방식에 활용하여, 탄도 방정식 보정을 통해 정확도를 향상할 수 있다(자동 조정 사격(AC) 모드).

그리고, 본 발명은 실 사격 전 예비 사격(AC)을 통한 최초 교정 이후 실 사격 이후부터는 예비 사격 마지막 데이터를 활용하여 예측된 표적의 기동 상태를 기반(추적 센서로 부터 획득된 표적 정보)으로 예상 명중점(PHP)을 산출(표적의 미래 위치 예측)하는 근 실시간 교정을 수행할 수 있다(자동 조정 사격(AC) 모드).

그리고, 본 발명은 사전 조정 사격(PAC) 모드와 같이 가상 표적에 사격하는 대신 실제 표적을 사용하여 탄착을 교정할 수 있다(자동 명중점 수정 사격(AHPC) 모드). 즉, 추적 레이더가 원거리를 추적하는 동안 포신은 실제 추적 레이더 빔의 한 지점으로 탄환을 발사한다. 추적 레이더 표적 탐지의 경우 예상된 도플러 주파수의 양쪽 옆에 -8 ~ +4 도플러 채널의 주파수 윈도우가 사용되며, 예상된 주파수는 레이더 신호 처리부에서 제공하는 표적 속도로부터 결정되고, 센서 및 사격통제부에서 교정된다.

본 발명에 따른 사전 조정 사격(PAC) 모드에 따른 자동 탄착 수정 동작

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄착 수정 모드인 사전 조정 사격(PAC) 모드를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사전 조정 사격(PAC) 모드에 따른 자동 탄착 수정 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 사전 조정 사격(PAC)은 탄도와 시스템의 오차를 확인하기 위하여 사전에 정의된 방향으로 가상의 표적에 사격을 실시하는 것이다(추적 레이더와 포신 간 조준 오차 보상).

근접 방어 시스템의 임무(탐색/추적/교전) 수행 전, 가상 표적에 대하여 1회의 Burst(집중 사격)를 실시(1초 약 70발)하며 사격 동안 추적 레이더는 shell(30mm 탄)의 위치를 측정하는 것이다.

측정된 Shell의 위치 데이터는 추적 레이더와 포신 간의 방위각(B)/고각(E) 조준 오차 값이며, 이는 운용자 선택에 의한 시스템 입력으로 포신의 사격 조정값(calibration value)으로 사용한다.

측정 항목 : 방위각(B)/고각(E), 포구 속도(VO), 표준 포구 속도 편차(SDVO)

즉, 예상치 못한 순간에 포 동작(사격)이 필요한 경우, 시스템 오차 뿐만 아니라 탄도 및 포구 속도(VO) 설정의 부정확성들은 사격 조정(fire calibration) 일제 사격을 통해 보상된다. 이러한 목적을 위해 본 발명은 사전 조정 사격(PAC) 모드를 제공한다.

이 모드는 도 3에 도시된 운용 통제 콘솔에서의 조작으로 개시되며, 본 발명에 따른 시스템은 수동(manual) 운용 모드와 능동 위상 배열 레이더 부체계 대기(stand-by) 모드에 있어야 한다. 사격 방향은 운용 통제 콘솔에서 수동으로 설정한다. 또한, 사전 조정 사격(PAC) 수행 시 도 3에 도시된 능동 위상 배열 레이더 신호 처리부(신호 처리/통제 장치)는 다른 표적이 추적되지 않도록 대공 표적 추적모드에 있어야 한다.

본 발명에 따른 시스템(마운트 및 추적 안테나)은 고정된 고각 2°와 500m의 고정된 거리에서 북쪽을 기준으로 설정된 방위각에서 가상의 표적에 대하여 운용된다. 운용 통제 콘솔에서 사격 버튼을 누를 시 수동으로 사격은 개시되며, Burst(집중 사격) 시간은 1초로 고정된다.

- 안테나는 우선 육지와 해상 클러터(clutter)로 부터 자유로운 영역에서 가상 표적으로 향한다.

- 사전 조정 사격(PAC) 모드는 사격 지점에서, 클러터의 진폭과 주파수를 측정하기 위해 최소 100ms 추적 모드를 선행한다(클러터의 진폭과 주파수를 측정하기 위해 100ms의 추적 모드를 유지). 이를 위해, 클러터 게이트(도 5의 signal noise gate)는 추적 게이트(도 5의 추적 gate)보다 160 미터 전에 설정된다.

- 능동 위상 배열 레이더에서 탄의 반사 신호(레이더 수신 신호) 처리 시 도 3에 도시된 ADC(analog to digital converter)에서 포화되지 않도록 수신기의 AGC(auto gain control)는 사전에 설정되어 동작된다.

- 탄이 발사되면, 도 3에 도시된 신호 처리부는 탄의 반사 신호가 Auto Spot 게이트(= 추적 게이트보다 30 미터 앞에 위치, 20 미터 길이를 갖는)에서 탐지 될 때 탄의 속도를 계산한다. 다시 Auto Spot 게이트는 추적 게이트 거리로 이동하고, 신호 처리부는 탄들이 추적 게이트를 통과할 때 탄 반사 신호의 방위각, 고각 및 거리 추적 오차를 측정한다. 계산된 방위각, 고각 및 거리 오차는 탄과 가상 표적 간의 오차 거리(MD) 정보이다. 오차 거리 정보는 포신 교정을 위해 도 3에 도시된 센서 및 사격 통제부로 전송된다.

발사된 30mm 탄들의 위치는 방위각 및 고각에 대한 조정 값(calibration value)을 제공하기 위해 사격 중에 측정되며, 위치 차이의 평균값은 운용 통제 콘솔에 표시된다. 또한, 500m에서 측정된 탄의 속도로부터 계산된 포구 속도(VO)와 표준 포구 속도 편차(SDVO)도 사후 점검을 위해 운용 통제 콘솔에 표시된다.

사전 조정 사격(PAC) 데이터는 유효성 확인(=Confirm)을 위해 운용 통제 콘솔에 표시되는 것이며, 이 데이터는 본 발명에 따른 시스템의 컴퓨터에 저장된다(운용 모드가 전환 되어도).

사전 조정 사격(PAC) 수행과 현재 사격 행위 사이의 시간 간격이 제한된 시간 간격값 이내일 때, 사격 행위 동안 사전 조정 사격(PAC) 데이터는 사격 조정 값으로 사용한다.

도 6을 참조하여 사전 조정 사격(PAC) 과정을 설명하면 아래와 같다.

① 시스템 설정 : 수동(manual) 운용 모드, 능동 위상 배열 레이더 대기(stand-by) 모드

② 날짜와 시간 : 시스템 설정 날짜와 시간을 자동 적용

③ 운용 통제 콘솔에서 요구되는 방위각(B) 값을 입력한다.

④ 운용 통제 콘솔에서 PAC-On을 활성화한다.

⑤ 추적 안테나와 포신은 입력된 방위각(B), 고각 2°및 500m 거리 "게이트"에서 가상 표적 추적이 가능하도록 회전. 이때, BT/SB[Break Track/Stand-by] 램프는 Off, AF[Auto Fallow] 및 Ready To Fire 램프는 On.

⑥ (운용 총괄의) 명령에 의해 사격이 승인되면 "FIRE" 푸시 버튼을 누른다.

⑦ Burst(집중 사격) 시간은 1초로 고정 수행되고, "게이트"에서 탄들의 평균 위치는 측정되며, 다음과 같은 결과 값들이 운용 통제 콘솔에 표시된다.

- Bearing(B)

- Elevation(E)

- Muzzle Velocity(VO) : 게이트에서의 속도로부터 파생된 포구 속도

- Standard muzzle velocity deviation(SDVO) : 표준 포구 속도 편차

⑧ Burst(집중 사격) 후 Ready To Fire 램프는 Off 된다.

⑨ 사전 조정 사격(PAC) 값의 확인(Confirm) 및 저장을 수행한다.

- 만약 요구되면, 측정된 조정 값은 사전 조정 사격(PAC) 모드가 종료되기 전에 메모리에 저장되며, 조정 값은 날짜/시간을 포함하여 10세트까지 저장 가능하다.

- 총 10세트의 조정 값이 저장된 이후에 조정 값이 추가 입력되면 "가장 오래된" 측정 데이터는 삭제된다. 사전 조정 사격(PAC) 값은 시스템이 꺼졌다가 다시 켜진 경우에도 유지된다.

⑩ 운용자는 사전 조정 사격(PAC) 값의 확인 후 사전 조정 사격(PAC)을 종료한다. 종료 방법은 다음 3가지가 있다.

- PAC-On 버튼 누름, BT/SB(Break Track/Stand-by) 버튼 누름, 다른 모드 선택 등 총 3종

- 저장된 사전 조정 사격(PAC) 값의 획득과 현재 운용 사격 사이의 시간 경과가 짧으면 획득하여 저장된 사전 조정 사격(PAC) 조정 값이 현재 운용 사격에 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 자동 조정 사격(AC) 모드에 따른 자동 탄착 수정 동작

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄착 수정 모드인 자동 조정 사격(AC) 모드를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동 조정 사격(AC) 모드에 따른 자동 탄착 수정 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 자동 조정 사격(AC)은 조정 데이터를 얻고 이러한 조정을 자동으로 사용하기 위해 표적 추적 중에 가상의 지점에 사격을 실시한다.

자동 조정 사격(AC) 절차를 수행하기 위하여(=자동 조정 사격(AC)을 통한 교정 데이터를 얻기 위하여), 표적이 유효 사격 거리 밖에 있으면서 표적이 추적되는 동안 다수의 탄들은 사격이 실시된다.

표적에 대하여 자동 추적(운용)하는 동안 예측된 표적 추적 지점에 Burst(집중 사격)가 실시되며, 레이더에 의해 측정된 사격 조정값(calibration value)은 자동으로 처리된다.

즉, 자동 조정 사격(AC) 기능은 도 3에 도시된 운용 통제 콘솔에서 사전에 운용 여부가 설정되어야 자동 추적(운용)하는 중에 자동으로 개시되며, 본 발명에 따른 시스템은 자동(Auto)과 반자동(Semi-Auto) 운용 모드와 능동 위상 배열 레이더 AF(Auto Fallow) 모드에서 표적 추적 중에 있어야 한다.

약 1 초의 길이로 Burst(집중 사격)를 시작하고, 도 7에 도시된 Auto Spot 게이트는 약 500m 거리에서 가상의 예상 명중점(PHP)으로 설정된다(빠른 반응 시간과 정확성을 위해 500m 범위가 선택됨).

- 자동 조정 사격(AC) 모드는 사전 조정 사격(PAC) 모드와 유사하다. 추적 레이더를 사용하여 원거리에서 표적을 추적하는 동안, 포신은 추적 레이더 빔의 한 지점으로 사격을 실시한다. 따라서, 사격의 정확도는 Auto Spot 게이트를 사용하여 측정되고, 사격 지점 거리는 도 3에 도시된 센서 및 사격 통제부에 의해 200미터 ~ 1000미터 사이로 설정된다(표적 거리와 자동 조정 사격(AC) 사격 지점 거리 차이는 400m 이상 이어야 함).

추적 레이더는 탄과 가상의 예상 명중점(PHP)의 차이를 측정한다. 센서 및 사격 통제부는 탄들의 위치에서 평균 차이를 결정하며, 이 가상의 예상 명중점(PHP)에 대한 조정을 계산한 후 표적 예상 명중점(PHP)에 대한 결과를 계산한다. 자동 조정 사격(AC) 동안 본 발명에 따른 시스템은 여전히 표적을 추적하지만 추적안테나는 가상의 예상 명중점(PHP)을 조향한다.

발사되는 탄의 정확도는 도 3에 도시된 모노 펄스 추적 배열 안테나와 신호 처리부에서 FFT를 사용하여 Auto Spot 게이트(표적를 추적하는 동일한 게이트가 아님)에서 측정된다. 능동 위상 배열 레이더 신호 처리부(신호 처리/통제 장치)는 자동 조정 사격(AC) 절차 동안 버스트 길이(평균 50 탄알)를 결정하고, 조정은 자동으로 적용되며, 결과는 운용 통제 콘솔에 표시된다.

자동 조정 사격(AC)은 추적 모드에서와 같이 추적 게이트를 위해 설정되며, Auto Spot 게이트에서 자동 조정 사격(AC)은 사전 조정 사격(PAC) 모드처럼 동일하게 설정된다. 펄스 반복 시간은 자동 조정 사격(AC) 모드에 관계없이 신호 처리부에서 최적의 표적 추적을 위해 결정된다.

도 8을 참조하여 자동 조정 사격(AC) 과정을 설명하면 아래와 같다.

- 자동 조정 사격(AC)의 사격 절차는 드럼 및 슈트에 남아있는 탄약을 계산하는 센서 및 사격 통제부의 제어 하에서 작동된다.

- 표적에 대하여 실제 사격 이전 시간 내에 자동 조정 사격(AC) 발사가 반복되지 않는 한, 자동 조정 사격(AC) 실시를 통해 획득된 조정 값은 표적에 대한 실제 사격 동안 사용하기 위하여 자동 조정 사격(AC)의 사격 후 최대 60초 동안 유효하다. 단, 60초 경과 후에는 운용 통제 콘솔에서 수동으로 입력된 값이 사용되며, 자동 조정 절차는 운용 통제 콘솔에서 비활성화할 수 있다.

① 자동 조정 사격(AC) 모드의 수행 여부를 사전에 운용 통제 콘솔을 통해 선택(미 선택 시 미 수행 가능)

② 본 발명에 따른 시스템의 자동(Auto)과 반자동(Semi-Auto) 운용 모드에서 다음 조건이 만족되면 자동 조정 사격(AC)은 자동 수행

- AF(Auto Fallow) 모드에서 표적이 추적중

- 표적이 유효 사격 거리 이내에 들어오기(=Open Fire) 3초 ~ 4초 전

- 추적 안테나의 가상 표적(AC PHP)에 지향 완료

③ 모든 조건이 충족되면 표적 방위각 라인(Bearing line)의 500m 거리에서 1초 Burst(집중 사격)를 수행

④ 탄의 위치는 레이더에 의해 측정되고, 센서 및 사격 통제부는 표적의 평균 조정 값을 계산

⑤ 계산된 조정 값은 운용 통제 콘솔에 표시

※ 추적 표적이 변경되거나 표적 기동으로 인해 표적이 안테나 빔을 벗어나는 것을 방지하기 위해 자동 조정 사격(AC)은 중단 가능하다.

본 발명에 따른 자동 명중점 수정 사격(AHPC) 모드에 따른 자동 탄착 수정 동작

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄착 수정 모드인 자동 명중점 수정 사격(AHPC) 모드를 설명하기 위한 도면이다.

도 9를 참조하면, 자동 명중점 수정 사격(AHPC)은 측정된 탄과 표적의 예상 명중점(PHP) 사이의 거리를 기반으로 하는 온라인 사격 수정이다.

표적 교전 동안 표적에 대한 30mm 탄들의 오차 거리를 측정하고, 그 결과를 사용하여 포의 조준점을 수정한다.

자동 명중점 수정 사격(AHPC) 절차는 사격 일제 사격들(salvos)이 탄과 예상 명중점(PHP) 사이에서 측정된 (평균) 오차 거리(Miss-range)에 대하여 보정하는 폐루프(closed-loop) 프로세스이다.

표적에 대한 30mm 탄들의 편차(탄의 벗어난 정도)를 발사 중에 추적 레이더가 온라인으로 측정하고 자동으로 처리하며, 조정 절차는 약 50탄알들이 측정된 후 활성화된다.

자동 명중점 수정 사격(AHPC)은 오히려 자동 조정 사격(AC)이 선행하는 것이 바람직하다. 측정된 데이터는 운용 통제 콘솔에 전시된다.

자동 명중점 수정 사격(AHPC) 모드는 사전 조정 사격(PAC) 모드와 유사하다. 모드 수행 여부를 사전에 운용 통제 콘솔을 통해 선택 가능하며, 사격 중에 자동으로 수행된다(미 선택 시 미 수행 가능). 사전 조정 사격(PAC)과의 차이점은 가상 표적에 사격하는 대신 실제 표적을 사용하는 점이다. 추적 레이더가 원거리를 추적하는 동안 포신은 실제 추적 레이더 빔의 한 지점으로 탄환을 발사한다. 추적 레이더 표적 탐지의 경우 예상된 도플러 주파수의 양쪽 옆에 -8 ~ +4 도플러 채널의 주파수 윈도우가 사용된다. 예상된 주파수는 표적 속도로부터 결정되고, 도 3에 도시된 신호 처리부에서 교정된다.

표적의 반사 신호가 예상되는 도플러 주파수 윈도우가 탄환의 반사 신호를 검출하지 않는 점을 제외하면, 탄환은 사전 조정 사격(PAC) 모드와 동일한 방식으로 탐지된다.

그러면, 도 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 방법에 대하여 설명한다.

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 10을 참조하면, 자동 탄착 수정 장치(100)는 탄착 수정 모드에 따른 자동 탄착 수정 동작의 수행 여부를 확인할 수 있다(S110).

여기서, 탄착 수정 모드는 사전 조정 사격(PAC) 모드, 자동 조정 사격(AC) 모드 및 자동 명중점 수정 사격(AHPC) 모드 중 하나일 수 있다.

이때, 자동 탄착 수정 장치(100)는 탄착 수정 모드별로 자동 탄착 수정 동작의 수행 여부를 확인할 수 있다. 즉, 자동 탄착 수정 장치(100)는 사전 조정 사격(PAC) 모드에 따라 자동 탄착 수정 동작을 수행하는 지 여부를 확인하고, 자동 조정 사격(AC) 모드에 따라 자동 탄착 수정 동작을 수행하는 지 여부를 확인하며, 자동 명중점 수정 사격(AHPC) 모드에 따라 자동 탄착 수정 동작을 수행하는 지 여부를 확인할 수 있다.

여기서, 자동 탄착 수정 동작의 수행 여부는 탄착 수정 모드별로 미리 설정되어 있을 수 있다. 이 경우, 자동 탄착 수정 장치(100)는 미리 설정되어 있는 정보를 기반으로 각각의 탄착 수정 모드에 따른 자동 탄착 수정 동작의 수행 여부를 확인할 수 있다. 물론, 관리자의 수동 조작에 의해 탄착 수정 모드에 따른 자동 탄착 수정 동작의 수행 여부를 결정할 수도 있다.

자동 탄착 수정 동작이 수행되는 경우, 자동 탄착 수정 장치(100)는 탄착 수정 모드에 따라 미리 지정된 위치에 설정된 게이트에서의 탄 정보를 획득하고, 획득한 탄 정보를 기반으로 탄착을 자동으로 수정할 수 있다(S130).

보다 자세히 설명하면, 탄착 수정 모드가 사전 조정 사격(PAC) 모드인 경우, 자동 탄착 수정 장치(100)는 게이트에서 획득한 탄 정보를 기반으로 추적 레이더와 포신 간 조준 오차를 보상하여, 탄착을 자동으로 수정할 수 있다. 즉, 자동 탄착 수정 장치(100)는 미리 설정된 고각과 북쪽을 기준으로 입력된 방위각을 기반으로 미리 지정된 거리(500m 등)에 위치하는 가상 표적에 대해 미리 설정된 시간 동안 복수개의 탄을 집중 사격할 수 있다. 그리고, 자동 탄착 수정 장치(100)는 탄이 게이트를 통과할 때의 위치 및 속도를 포함하는 탄 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 게이트는 제1 게이트, 제2 게이트 및 제3 게이트를 포함할 수 있다. 그리고, 자동 탄착 수정 장치(100)는 복수개의 탄에 대해 획득한 탄 정보를 기반으로 방위각(B) 오차, 고각(E) 오차, 거리 오차, 포구 속도(VO) 및 표준 포구 속도 편차(SDVO)를 획득할 수 있다. 즉, 자동 탄착 수정 장치(100)는 복수개의 탄이 제2 게이트를 통과할 때 획득한 속도를 기반으로 포구 속도(VO) 및 표준 포구 속도 편차(SDVO)를 획득하고, 복수개의 탄이 제1 게이트를 통과할 때 획득한 위치를 기반으로 방위각(B) 오차, 고각(E) 오차 및 거리 오차를 획득할 수 있다. 그리고, 자동 탄착 수정 장치(100)는 획득한 방위각(B) 오차, 고각(E) 오차 및 거리 오차를 기반으로 추적 레이더와 포신 간 조준 오차를 보상할 수 있다.

또한, 탄착 수정 모드가 자동 조정 사격(AC) 모드인 경우, 자동 탄착 수정 장치(100)는 게이트에서 획득한 탄 정보를 기반으로 포신의 조준점을 수정하여, 탄착을 자동으로 수정할 수 있다. 즉, 자동 탄착 수정 장치(100)는 실제 표적의 추적 정보를 기반으로 설정된 고각과 방위각을 기반으로 미리 지정된 거리(500m 등)에 위치하는 가상의 예상 명중점(PHP)에 대해 미리 설정된 시간 동안 복수개의 탄을 집중 사격할 수 있다. 그리고, 자동 탄착 수정 장치(100)는 탄이 게이트를 통과할 때의 위치를 포함하는 탄 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 게이트는 가상의 예상 명중점(PHP)이 위치하는 지점에 설정될 수 있다. 그리고, 자동 탄착 수정 장치(100)는 복수개의 탄에 대해 획득한 탄 정보를 기반으로 거리 오차를 획득할 수 있다. 그리고, 자동 탄착 수정 장치(100)는 획득한 거리 오차를 기반으로 포신의 조준점을 수정할 수 있다.

또한, 탄착 수정 모드가 자동 명중점 수정 사격(AHPC) 모드인 경우, 자동 탄착 수정 장치(100)는 게이트에서 획득한 탄 정보를 기반으로 포신의 조준점을 수정하여, 탄착을 자동으로 수정할 수 있다. 즉, 자동 탄착 수정 장치(100)는 실제 표적의 추적 정보를 기반으로 획득한 예상 명중점(PHP)에 대해 미리 설정된 시간 동안 복수개의 탄을 집중 사격할 수 있다. 그리고, 자동 탄착 수정 장치(100)는 탄이 게이트를 통과할 때의 위치를 포함하는 탄 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 게이트는 예상 명중점(PHP)이 위치하는 지점에 설정될 수 있다. 그리고, 자동 탄착 수정 장치(100)는 복수개의 탄에 대해 획득한 탄 정보를 기반으로 거리 오차를 획득할 수 있다. 그리고, 자동 탄착 수정 장치(100)는 획득한 거리 오차를 기반으로 포신의 조준점을 수정할 수 있다.

한편, 탄착 자동 수정 단계(S130)는 실제 표적을 추적하고 있지 않을 때 사전 조정 사격(PAC) 모드에 따라 탄착을 자동으로 수정하는 단계, 실제 표적을 추적하면서 실제 표적이 유효 사격 거리 밖에 있을 때 자동 조정 사격(AC) 모드에 따라 탄착을 자동으로 수정하는 단계, 및 실제 표적을 대상을 실 사격이 이루어지는 동안 자동 명중점 수정 사격(AHPC) 모드에 따라 탄착을 자동으로 수정하는 단계를 포함할 수도 있다. 즉, 자동 탄착 수정 장치(100)는 모든 탄착 수정 모드에 따른 자동 탄착 수정 동작을 수행할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록 매체로서는 자기기록매체, 광 기록매체 등이 포함될 수 있다.

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 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 자동 탄착 수정 장치,
110 : 확인부,
130 : 탄착 수정부

Claims (13)

1. 탄착 수정 모드에 따른 자동 탄착 수정 동작의 수행 여부를 확인하는 단계; 및
   상기 자동 탄착 수정 동작이 수행되는 경우, 상기 탄착 수정 모드에 따라 미리 지정된 위치에 설정된 게이트(gate)에서의 탄 정보를 획득하고, 획득한 상기 탄 정보를 기반으로 탄착을 자동으로 수정하는 단계;
   를 포함하는 추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 방법.
2. 제1항에서,
   상기 탄착 수정 모드는,
   미리 지정된 거리에 위치하는 가상 표적에 대한 실 사격을 통해 탄착을 수정하는 사전 조정 사격(pre-action calibration, PAC) 모드;
   실제 표적이 추적되면서 실제 표적이 유효 사격 거리 밖에 있는 동안, 미리 지정된 거리에 위치하는 가상의 예상 명중점(predicted hitting point, PHP)에 대한 실 사격을 통해 탄착을 수정하는 자동 조정 사격(automatic calibration, AC) 모드; 및
   실제 표적에 대한 실 사격을 통해 탄착을 수정하는 자동 명중점 수정 사격(automatic hitting pointing correctiuon, AHPC) 모드;
   중 하나인,
   추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 방법.
3. 제2항에서,
   상기 탄착 자동 수정 단계는,
   상기 탄착 수정 모드가 상기 사전 조정 사격(PAC) 모드인 경우,
   미리 설정된 고각과 북쪽을 기준으로 입력된 방위각을 기반으로 미리 지정된 거리에 위치하는 가상 표적에 대해 미리 설정된 시간 동안 복수개의 탄을 집중 사격하고, 탄이 상기 게이트를 통과할 때의 위치 및 속도를 포함하는 상기 탄 정보를 획득하고, 복수개의 탄에 대해 획득한 상기 탄 정보를 기반으로 방위각(bearing, B) 오차, 고각(elevation, E) 오차, 거리 오차, 포구 속도(muzzle velocity, VO) 및 표준 포구 속도 편차(standard muzzle velocity deviation, SDVO)를 획득하며, 획득한 방위각(B) 오차, 고각(E) 오차 및 거리 오차를 기반으로 추적 레이더와 포신 간 조준 오차를 보상하는 것으로 이루어지는,
   추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 방법.
4. 제3항에서,
   상기 게이트는,
   가상 표적이 위치하는 지점에 설정되는 제1 게이트 및 상기 제1 게이트보다 미리 설정된 제1 거리만큼 포신과 가까운 지점에 설정되는 제2 게이트를 포함하고,
   상기 자동 탄착 수정 단계는,
   복수개의 탄이 상기 제2 게이트를 통과할 때 획득한 속도를 기반으로 포구 속도(VO) 및 표준 포구 속도 편차(SDVO)를 획득하고, 복수개의 탄이 상기 제1 게이트를 통과할 때 획득한 위치를 기반으로 방위각(B) 오차, 고각(E) 오차 및 거리 오차를 획득하는 것으로 이루어지는,
   추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 방법.
5. 제4항에서,
   상기 게이트는,
   상기 제1 게이트보다 미리 설정된 제2 거리만큼 포신과 가까운 지점에 설정되고, 클러터(clutter)의 진폭과 주파수를 측정하기 위한 제3 게이트;
   를 더 포함하며,
   상기 제2 거리는,
   상기 제1 거리보다 큰,
   추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 방법.
6. 제2항에서,
   상기 탄착 자동 수정 단계는,
   상기 탄착 수정 모드가 상기 자동 조정 사격(AC) 모드인 경우,
   실제 표적의 추적 정보를 기반으로 설정된 고각과 방위각을 기반으로 미리 지정된 거리에 위치하는 가상의 예상 명중점(PHP)에 대해 미리 설정된 시간 동안 복수개의 탄을 집중 사격하고, 탄이 상기 게이트를 통과할 때의 위치를 포함하는 상기 탄 정보를 획득하고, 복수개의 탄에 대해 획득한 상기 탄 정보를 기반으로 거리 오차를 획득하며, 획득한 거리 오차를 기반으로 포신의 조준점을 수정하는 것으로 이루어지는,
   추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 방법.
7. 제6항에서,
   상기 게이트는,
   가상의 예상 명중점(PHP)이 위치하는 지점에 설정되는,
   추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 방법.
8. 제2항에서,
   상기 탄착 자동 수정 단계는,
   상기 탄착 수정 모드가 상기 자동 명중점 수정 사격(AHPC) 모드인 경우,
   실제 표적의 추적 정보를 기반으로 획득한 예상 명중점(PHP)에 대해 미리 설정된 시간 동안 복수개의 탄을 집중 사격하고, 탄이 상기 게이트를 통과할 때의 위치를 포함하는 상기 탄 정보를 획득하고, 복수개의 탄에 대해 획득한 상기 탄 정보를 기반으로 거리 오차를 획득하며, 획득한 거리 오차를 기반으로 포신의 조준점을 수정하는 것으로 이루어지는,
   추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 방법.
9. 제8항에서,
   상기 게이트는,
   예상 명중점(PHP)이 위치하는 지점에 설정되는,
   추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 방법.
10. 제2항에서,
    상기 탄착 자동 수정 단계는,
    상기 사전 조정 사격(PAC) 모드에 따라 탄착을 자동으로 수정하는 단계;
    상기 자동 조정 사격(AC) 모드에 따라 탄착을 자동으로 수정하는 단계; 및
    상기 자동 명중점 수정 사격(AHPC) 모드에 따라 탄착을 자동으로 수정하는 단계;
    를 포함하는 추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위하여 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
12. 탄착 수정 모드에 따른 자동 탄착 수정 동작의 수행 여부를 확인하는 확인부; 및
    상기 확인부를 통해 상기 자동 탄착 수정 동작이 수행되는 것으로 확인된 경우, 상기 탄착 수정 모드에 따라 미리 지정된 위치에 설정된 게이트(gate)에서의 탄 정보를 획득하고, 획득한 상기 탄 정보를 기반으로 탄착을 자동으로 수정하는 탄착 수정부;
    를 포함하는 추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 장치.
13. 제12항에서,
    상기 탄착 수정 모드는,
    미리 지정된 거리에 위치하는 가상 표적에 대한 실 사격을 통해 탄착을 수정하는 사전 조정 사격(pre-action calibration, PAC) 모드;
    실제 표적이 추적되면서 실제 표적이 유효 사격 거리 밖에 있는 동안, 미리 지정된 거리에 위치하는 가상의 예상 명중점(predicted hitting point, PHP)에 대한 실 사격을 통해 탄착을 수정하는 자동 조정 사격(automatic calibration, AC) 모드; 및
    실제 표적에 대한 실 사격을 통해 탄착을 수정하는 자동 명중점 수정 사격(automatic hitting pointing correctiuon, AHPC) 모드;
    중 하나인,
    추적 레이더를 이용한 근접 방어 시스템의 자동 탄착 수정 장치.
    

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