KR102492128B1 - 근접 방어 시스템의 격추율 산출 장치 및 방법 - Google Patents

근접 방어 시스템의 격추율 산출 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102492128B1
KR102492128B1 KR1020210046068A KR20210046068A KR102492128B1 KR 102492128 B1 KR102492128 B1 KR 102492128B1 KR 1020210046068 A KR1020210046068 A KR 1020210046068A KR 20210046068 A KR20210046068 A KR 20210046068A KR 102492128 B1 KR102492128 B1 KR 102492128B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
area
bullet
projected area
target
projected
Prior art date
Application number
KR1020210046068A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220139725A (ko
Inventor
전우중
김현승
박명훈
김상현
유성현
정회인
Original Assignee
엘아이지넥스원 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘아이지넥스원 주식회사 filed Critical 엘아이지넥스원 주식회사
Priority to KR1020210046068A priority Critical patent/KR102492128B1/ko
Publication of KR20220139725A publication Critical patent/KR20220139725A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102492128B1 publication Critical patent/KR102492128B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H11/00—Defence installations; Defence devices
    • F41H11/02—Anti-aircraft or anti-guided missile or anti-torpedo defence installations or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G7/00—Direction control systems for self-propelled missiles
    • F41G7/20—Direction control systems for self-propelled missiles based on continuous observation of target position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41J—TARGETS; TARGET RANGES; BULLET CATCHERS
    • F41J5/00—Target indicating systems; Target-hit or score detecting systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B15/00—Self-propelled projectiles or missiles, e.g. rockets; Guided missiles
    • F42B15/01—Arrangements thereon for guidance or control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

Abstract

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 근접 방어 시스템의 격추율 산출 장치 및 방법은, M&S(modeling & simulation) 분석 프로세스를 통해 근접 방어 시스템(close-in weapon system, CIWS)의 성능(명중률, 격추율 등)을 예측할 수 있다.

Description

근접 방어 시스템의 격추율 산출 장치 및 방법{Apparatus and method for calculating kill ratio of CIWS}
본 발명은 근접 방어 시스템의 격추율 산출 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 근접 방어 시스템(close-in weapon system, CIWS)의 성능을 예측하는, 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래에는 탄환의 대함 유도탄 명중률에 대해서만 판단하며, 격추율에 대해서 판단하는 기준이 없다. 신속한 격추 판단을 하지 못할 경우, 탄을 필요이상으로 많이 소모할 수 있으며, 추가적인 공격에 대한 방어 능력이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 목적은, M&S(modeling & simulation) 분석 프로세스를 통해 근접 방어 시스템(close-in weapon system, CIWS)의 성능(명중률, 격추율 등)을 예측하는, 근접 방어 시스템의 격추율 산출 장치 및 방법을 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 근접 방어 시스템의 격추율 산출 방법은, 표적을 탐지 및 추적하는 단계; 탐지 및 추적된 표적 정보를 이용하여 조준점(predicted hitting point, PHP)을 계산하고, 상기 조준점을 기반으로 탄의 궤적을 획득하며, 상기 탄의 궤적을 기반으로 상기 탄의 탄착점을 획득하는 단계; 및 상기 탄착점 및 격추 가능 영역을 기반으로 상기 탄의 격추 여부를 판단하는 단계;를 포함한다.
여기서, 상기 격추 여부 판단 단계는, 상기 탄착점과 상기 표적 사이의 오차 거리(miss distance)를 획득하고, 상기 탄을 발사한 함포에서 상기 표적을 바라본 사영(projection) 영역을 상기 격추 가능 영역으로 획득하며, 상기 오차 거리 및 상기 격추 가능 영역을 기반으로 상기 탄의 격추 여부를 판단하는 것으로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 격추 여부 판단 단계는, 상기 오차 거리를 이용한 상기 탄의 위치가 상기 격추 가능 영역 내에 위치하는 경우, 상기 탄이 상기 표적에 격추되는 것으로 판단하는 것으로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 격추 가능 영역은, 제1 사영 영역, 제2 사영 영역, 제3 사영 영역 및 제4 사영 영역을 기반으로 획득되고, 상기 제1 사영 영역은, 상기 탄의 탄두부의 뒷면의 사영 영역을 나타내고, 상기 제2 사영 영역은, 상기 탄의 탄두부의 앞면의 사영 영역을 나타내며, 상기 제3 사영 영역은, 상기 탄의 탄두부의 옆면의 사영 영역을 나타내고, 상기 제4 사영 영역은, 상기 탄의 탄두부의 다른 옆면의 사영 영역을 나타낼 수 있다.
여기서, 상기 격추 여부 판단 단계는, 상기 제3 사영 영역과 상기 제4 사영 영역의 교집합 영역을 획득하고, 상기 제1 사영 영역, 상기 제2 사영 영역 및 상기 교집합 영역의 합집합 영역을 상기 격추 가능 영역으로 획득하는 것으로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 격추 여부 판단 단계는, 상기 탄의 탄두부의 직경, 상기 탄의 탄두부의 길이, 상기 표적과 근접 방어 시스템(close-in weapon system, CIWS) 간의 방위각 및 상기 탄의 고각 방향 입사각을 기반으로 상기 제1 사영 영역, 상기 제2 사영 영역, 상기 제3 사영 영역 및 상기 제4 사영 영역을 획득하는 것으로 이루어질 수 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장되어 상기한 근접 방어 시스템의 격추율 산출 방법 중 어느 하나를 컴퓨터에서 실행시킨다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 근접 방어 시스템의 격추율 산출 장치는, 표적을 탐지 및 추적하는 센서 체계 M&S 분석부; 탐지 및 추적된 표적 정보를 이용하여 조준점(predicted hitting point, PHP)을 계산하고, 상기 조준점을 기반으로 탄의 궤적을 획득하며, 상기 탄의 궤적을 기반으로 상기 탄의 탄착점을 획득하는 사격 통제 M&S 분석부; 및 상기 탄착점 및 격추 가능 영역을 기반으로 상기 탄의 격추 여부를 판단하는 격추 M&S 분석부;를 포함한다.
여기서, 상기 격추 M&S 분석부는, 상기 탄착점과 상기 표적 사이의 오차 거리(miss distance)를 획득하고, 상기 탄을 발사한 함포에서 상기 표적을 바라본 사영(projection) 영역을 상기 격추 가능 영역으로 획득하며, 상기 오차 거리 및 상기 격추 가능 영역을 기반으로 상기 탄의 격추 여부를 판단할 수 있다.
여기서, 상기 격추 M&S 분석부는, 상기 오차 거리를 이용한 상기 탄의 위치가 상기 격추 가능 영역 내에 위치하는 경우, 상기 탄이 상기 표적에 격추되는 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 상기 격추 가능 영역은, 제1 사영 영역, 제2 사영 영역, 제3 사영 영역 및 제4 사영 영역을 기반으로 획득되고, 상기 제1 사영 영역은, 상기 탄의 탄두부의 뒷면의 사영 영역을 나타내고, 상기 제2 사영 영역은, 상기 탄의 탄두부의 앞면의 사영 영역을 나타내며, 상기 제3 사영 영역은, 상기 탄의 탄두부의 옆면의 사영 영역을 나타내고, 상기 제4 사영 영역은, 상기 탄의 탄두부의 다른 옆면의 사영 영역을 나타낼 수 있다.
여기서, 상기 격추 M&S 분석부는, 상기 제3 사영 영역과 상기 제4 사영 영역의 교집합 영역을 획득하고, 상기 제1 사영 영역, 상기 제2 사영 영역 및 상기 교집합 영역의 합집합 영역을 상기 격추 가능 영역으로 획득할 수 있다.
여기서, 상기 격추 M&S 분석부는, 상기 탄의 탄두부의 직경, 상기 탄의 탄두부의 길이, 상기 표적과 근접 방어 시스템(close-in weapon system, CIWS) 간의 방위각 및 상기 탄의 고각 방향 입사각을 기반으로 상기 제1 사영 영역, 상기 제2 사영 영역, 상기 제3 사영 영역 및 상기 제4 사영 영역을 획득할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 근접 방어 시스템의 격추율 산출 장치 및 방법에 의하면, M&S(modeling & simulation) 분석 프로세스를 통해 근접 방어 시스템(close-in weapon system, CIWS)의 성능(명중률, 격추율 등)을 예측할 수 있다.
또한, 본 발명은 시험이 불가능하거나 한계가 많은 조건의 시험을 대체할 수 있다.
또한, 본 발명은 다양한 부체계 성능의 변화에 따른 체계 성능을 예측하여 최적화, Trade-off 등 설계에 활용할 수 있다.
또한, 본 발명은 다양한 표적에 대해 근접 방어 시스템의 교전 조건을 변화시켜 분석함으로써 최적화된 운용법을 도출할 수 있다.
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 근접 방어 시스템의 격추율 산출 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표적 거리(target range)별 탐지 확률(probability of detection)의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조준점 계산 과정의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄의 궤적의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄착점의 일레를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 격추 가능 영역의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 M&S 분석 과정의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 격추 여부 판단 과정의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 근접 방어 시스템의 격추율 산출 과정의 결과의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 근접 방어 시스템의 격추율 산출 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 근접 방어 시스템의 격추율 산출 장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 근접 방어 시스템의 격추율 산출 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 근접 방어 시스템의 격추율 산출 장치를 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표적 거리(target range)별 탐지 확률(probability of detection)의 일례를 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조준점 계산 과정의 일례를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄의 궤적의 일례를 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄착점의 일레를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 격추 가능 영역의 일례를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 근접 방어 시스템의 격추율 산출 장치(이하 '격추율 산출 장치'라 한다)(100)는 M&S(modeling & simulation) 분석 프로세스를 통해 근접 방어 시스템(close-in weapon system, CIWS)의 성능(명중률, 격추율 등)을 예측할 수 있다.
즉, 개틀링 건이 탑재된 함정의 근접 방어 시스템은 관통 탄을 발사하여 항공기 또는 대함 유도탄, 함정으로부터 자함을 방어한다. 개틀링 건은 2개 이상의 총열(포신)을 구비하고 회전을 통해 탄약을 고속 발사하는 직사화기의 한 종류이다. 개틀링 건은 다수의 총열이 회전을 통해 6000발~6600발/분(M61 Vulcan), 4200 발/분(GAU/8A) 이상의 고속 발사하며, 발사된 탄환은 0.0mrad의 분산도를 갖는다. 특히, 개틀링 건으로 대함 유도탄을 방어할 경우, 발사된 탄환의 분산도와 대상 표적인 대함 유도탄의 면적으로부터 확률적으로 명중률을 예측할 수 있다.
그러나, 발사된 탄환이 대함 유도탄에 명중이 되었다고 해서, 대함 유도탄으로부터 자함을 방어할 수 있다고 판단을 할 수는 없다. 발사된 탄환의 관통자가 대함 유도탄을 관통했는지 여부를 알 수 없고, 관통했다 하더라도 대함 유도탄의 기능이 상실되어 격추됐는지를 알 수 없기 때문이다. 또한, 요격 무기 체계 시험은 실제 시험 및 결과 분석을 수행하기 어렵기 때문에, 이러한 과정을 M&S 분석 프로세스를 통해 대체할 필요가 있다.
근접 방어 시스템은 함정에 접근해 오는 표적을 무력화시키는 최후의 방어 체계이다. 표적으로는 대공, 대함, 미사일 등이 있으며 특히 Sea-Skimmer와 같은 대함 미사일이 주요 방어 대상이다. 미사일의 경우 속도가 빠르고 시험을 하기 어려워 이를 대상으로 하는 무기 체계 개발 시 어려움이 따른다.
본 발명은 근접 방어 시스템의 분석 및 시험의 어려움을 극복하기 위해, 근접 방어 시스템의 성능(명중률, 격추율 등)을 M&S 분석 프로세스를 통해 평가할 수 있다. M&S 분석 프로세스는 센서 체계에 대한 M&S 분석 과정, 사격 통제에 대한 M&S 분석 과정 및 명중/격추에 대한 M&S 분석 과정으로 이루어질 수 있다.
이를 위해, 격추율 산출 장치(100)는 센서 체계 M&S 분석부(110), 사격 통제 M&S 분석부(130) 및 격추 M&S 분석부(150)를 포함할 수 있다.
센서 체계 M&S 분석부(110)는 센서 체계에 대한 M&S 분석을 수행할 수 있다.
즉, 센서 체계 M&S 분석부(110)는 표적을 탐지 및 추적할 수 있다.
보다 자세히 설명하면, 센서 체계 M&S 분석부(110)는 정해진 탐색 빔 스케쥴링에 따라 운용 중에 기동하고 있는 표적이 빔 안으로 들어오면, 레이다 성능 및 표적 특성에 따라 탐지 확률(도 2 참조)을 계산하고 포착 여부를 결정할 수 있다. 센서 체계 M&S 분석부(110)는 탐색에 포착된 표적 정보를 추적 레이다로 인계하여 추적을 시작할 수 있다. 이때, 센서 체계 M&S 분석부(110)는 아래의 [수학식 1]을 이용하여 센서 체계에 대한 M&S 분석을 수행할 수 있다.
Figure 112021041428747-pat00001
Figure 112021041428747-pat00002
Figure 112021041428747-pat00003
Figure 112021041428747-pat00004
Figure 112021041428747-pat00005
Figure 112021041428747-pat00006
Figure 112021041428747-pat00007
Figure 112021041428747-pat00008
Figure 112021041428747-pat00009
여기서, Pd는 탐지 확률(probability of detection)을 나타낸다. N은 비코히어런트 집적 넘버(noncoherent integration number)를 나타낸다. Pfa는 오탐지율을 나타낸다. SNR은 신호 대 잡음 비를 나타낸다.
사격 통제 M&S 분석부(130)는 사격 통제에 대한 M&S 분석을 수행할 수 있다.
즉, 사격 통제 M&S 분석부(130)는 센서 체계 M&S 분석부(110)를 통해 탐지 및 추적된 표적 정보를 이용하여 방위각 구동 명령 및 고각 구동 명령을 산출할 수 있다.
그리고, 사격 통제 M&S 분석부(130)는 센서 체계 M&S 분석부(110)를 통해 탐지 및 추적된 표적 정보를 이용하여 도 3에 도시된 바와 같이, 조준점(predicted hitting point, PHP)을 계산할 수 있다.
그리고, 사격 통제 M&S 분석부(130)는 조준점을 기반으로 탄을 발사하고, 조준점을 기반으로 탄의 궤적(도 4 참조)을 획득할 수 있다.
그리고, 사격 통제 M&S 분석부(130)는 탄의 궤적을 기반으로 탄의 탄착점(도 5 참조)을 획득할 수 있다. 탄의 궤적을 따라 발사된 탄은 탄의 형상 및 재질 등의 특성을 반영하여 비행하게 되며, 고유의 방위각 방향, 고각 방향의 분산을 가지게 되고, 이를 통해 탄?M 최종적인 탄착점을 결절할 수 있다.
이때, 사격 통제 M&S 분석부(130)는 아래의 [수학식 2]를 이용하여 사격 통제에 대한 M&S 분석을 수행할 수 있다.
Figure 112021041428747-pat00010
Figure 112021041428747-pat00011
Figure 112021041428747-pat00012
Figure 112021041428747-pat00013
Figure 112021041428747-pat00014
여기서, tf는 비과 시간을 나타낸다. γ는 발사 각도를 나타낸다. x 및 y는 표적 위치를 나타낸다. t는 탄의 발사 후 경과 시간을 나타낸다. r은 표적 거리를 나타낸다. Rtarget은 표적 거리를 나타낸다. V0은 탄의 초기 속도를 나타낸다. θ는 표적 고각을 나타낸다. β는 항력 계수(0.087)를 나타낸다. v는
Figure 112021041428747-pat00015
이다. g는 중력 가속도를 나타낸다.
격추 M&S 분석부(150)는 명중/격추에 대한 M&S 분석을 수행할 수 있다.
즉, 격추 M&S 분석부(150)는 사격 통제 M&S 분석부(130)를 통해 획득된 탄착점 및 격추 가능 영역을 기반으로 탄의 격추 여부를 판단할 수 있다.
보다 자세히 설명하면, 격추 M&S 분석부(150)는 탄착점과 표적 사이의 오차 거리(miss distance)를 획득할 수 있다. 예컨대, 격추 M&S 분석부(150)는 탄착점 내의 각 탄의 예상 탄착 위치와 표적 사이의 오차 거리를 각 탄별로 계산하고, 각 탄별로 계산한 오차 거리의 평균값을 탄착점과 표적 사이의 오차 거리로 결정할 수 있다.
그리고, 격추 M&S 분석부(150)는 탄을 발사한 함포에서 표적을 바라본 사영(projection) 영역을 격추 가능 영역으로 획득할 수 있다.
여기서, 격추 가능 영역은 제1 사영 영역, 제2 사영 영역, 제3 사영 영역 및 제4 사영 영역을 기반으로 획득될 수 있다. 즉, 격추 M&S 분석부(150)는 제3 사영 영역과 제4 사영 영역의 교집합 영역을 획득하고, 제1 사영 영역, 제2 사영 영역 및 교집합 영역의 합집합 영역을 격추 가능 영역으로 획득할 수 있다.
제1 사영 영역은 탄의 탄두부의 뒷면의 사영 영역을 나타낼 수 있다. 제2 사영 영역은 탄의 탄두부의 앞면의 사영 영역을 나타낼 수 있다. 제3 사영 영역은 탄의 탄두부의 옆면의 사영 영역을 나타낼 수 있다. 제4 사영 영역은 탄의 탄두부의 다른 옆면의 사영 영역을 나타낼 수 있다.
이때, 격추 M&S 분석부(150)는 탄의 탄두부의 직경 r, 탄의 탄두부의 길이 H, 표적과 근접 방어 시스템 간의 방위각 φ및 탄의 고각 방향 입사각 θ을 기반으로 제1 사영 영역, 제2 사영 영역, 제3 사영 영역 및 제4 사영 영역을 획득할 수 있다. 즉, 격추 M&S 분석부(150)는 아래의 [수학식 3]을 이용하여 도 6에 도시된 바와 같은 제1 사영 영역 S1, 제2 사영 영역 S2, 제3 사영 영역 S3 및 제4 사영 영역 S4를 획득할 수 있다.
Figure 112021041428747-pat00016
Figure 112021041428747-pat00017
Figure 112021041428747-pat00018
Figure 112021041428747-pat00019
Figure 112021041428747-pat00020
Figure 112021041428747-pat00021
그리고, 격추 M&S 분석부(150)는 오차 거리 및 격추 가능 영역을 기반으로 탄의 격추 여부를 판단할 수 있다.
이때, 격추 M&S 분석부(150)는 오차 거리를 이용한 탄의 위치가 격추 가능 영역 내에 위치하는 경우, 탄이 표적에 격추되는 것으로 판단할 수 있다. 예컨대, 탄착점 내의 각 탄의 예상 탄착 위치를 중심으로 하여 오차 거리를 반경으로 하는 영역이 격추 가능 영역에 포함되면, 해당 탄은 표적에 격추되는 것으로 판단할 수 있다. 물론, 탄착점 내의 각 탄의 예상 탄착 위치를 중심으로 하여 오차 거리를 반경으로 하는 영역이 격추 가능 영역에 미리 설정된 임계값(50% 등) 이상 포함되면, 해당 탄은 표적에 격추되는 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 격추 M&S 분석부(150)는 각 탄별 격추 여부를 기반으로 격추율을 계산할 수 있다.
그러면, 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 근접 방어 시스템의 격추율 산출 과정의 일례에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 M&S 분석 과정의 일례를 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 격추 여부 판단 과정의 일례를 설명하기 위한 도면이며, 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 근접 방어 시스템의 격추율 산출 과정의 결과의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 근접 방어 시스템이 탑재된 함정을 향해 정해진 시나리오로 표적이 접근한다. 이때, 탐색 레이다는 전방위 탐색 중 표적이 인-빔 처리가 되면 탐지 판단을 수행한다. 표적 탐색이 이어지면 일정 시간 이후 추적 레이다로 정보가 넘어가 추적을 시작한다. 이때, 추적 레이다가 설치된 개틀링 건이 구동하게 된다. 추적 레이다에 락-온이 되면 추적을 진행하다가 사거리 안에 표적이 들어오게 되면 조준점(PHP)을 계산하여 예상된 위치로 포를 구동한다. 이후, 포를 통해 탄을 발사하며, 이때 탄은 해당 탄 궤적을 생성하며 날아간다. 날아간 탄은 탄착 분산을 형성하여 표적을 명중한다.
도 8을 참조하면, 날아간 탄은 탄 특성이 반영되어 탄 분산을 가진 탄착점이 형성된다. 이렇게 형성된 탄착점과 표적 사이의 오차 거리를 획득한다. 표적과 함포 사이의 상대 위치와 자세 등에 따라 격추 가능 영역을 함포에서 표적을 바라본 사영 영역으로 계산하게 된다. 앞서 획득한 오차 거리를 고려하여 격추 가능 영역에 탄이 위치한 경우 표적이 격추 되는 것으로 판단한다.
본 발명은 이와 같은 근접 방어 시스템의 표적 정보 획득부터 격추까지의 프로세스를 분석하기 위한 M&S 분석 기능을 제공하는 것이다.
그리고, 본 발명을 통해 레이다 센서 등 부체계 성능 변화(도 9 참조)와 표적 기동 시나리오에 따른 격추 여부를 판단할 수 있다.
그러면, 도 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 근접 방어 시스템의 격추율 산출 방법에 대하여 설명한다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 근접 방어 시스템의 격추율 산출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 격추율 산출 장치(100)는 표적을 탐지 및 추적할 수 있다(S110).
보다 자세히 설명하면, 격추율 산출 장치(100)는 정해진 탐색 빔 스케쥴링에 따라 운용 중에 기동하고 있는 표적이 빔 안으로 들어오면, 레이다 성능 및 표적 특성에 따라 탐지 확률을 계산하고 포착 여부를 결정할 수 있다.
그리고, 격추율 산출 장치(100)는 탐색에 포착된 표적 정보를 추적 레이다로 인계하여 추적을 시작할 수 있다.
이때, 격추율 산출 장치(100)는 위의 [수학식 1]을 이용하여 센서 체계에 대한 M&S 분석을 수행할 수 있다.
그런 다음, 격추율 산출 장치(100)는 탐지 및 추적된 표적 정보를 이용하여 조준점을 계산하고, 조준점을 기반으로 탄의 궤적을 획득하며, 탄의 궤적을 기반으로 탄의 탄착점을 획득할 수 있다(S130).
보다 자세히 설명하면, 격추율 산출 장치(100)는 탐지 및 추적된 표적 정보를 이용하여 방위각 구동 명령 및 고각 구동 명령을 산출할 수 있다.
그리고, 격추율 산출 장치(100)는 탐지 및 추적된 표적 정보를 이용하여 조준점을 계산할 수 있다.
그리고, 격추율 산출 장치(100)는 조준점을 기반으로 탄을 발사하고, 조준점을 기반으로 탄의 궤적을 획득할 수 있다.
그리고, 격추율 산출 장치(100)는 탄의 궤적을 기반으로 탄의 탄착점을 획득할 수 있다. 탄의 궤적을 따라 발사된 탄은 탄의 형상 및 재질 등의 특성을 반영하여 비행하게 되며, 고유의 방위각 방향, 고각 방향의 분산을 가지게 되고, 이를 통해 탄?M 최종적인 탄착점을 결절할 수 있다.
이때, 격추율 산출 장치(100)는 위의 [수학식 2]를 이용하여 사격 통제에 대한 M&S 분석을 수행할 수 있다.
그런 다음, 격추율 산출 장치(100)는 탄착점 및 격추 가능 영역을 기반으로 탄의 격추 여부를 판단할 수 있다(S150).
보다 자세히 설명하면, 격추율 산출 장치(100)는 탄착점과 표적 사이의 오차 거리를 획득할 수 있다.
그리고, 격추율 산출 장치(100)는 탄을 발사한 함포에서 표적을 바라본 사영 영역을 격추 가능 영역으로 획득할 수 있다. 여기서, 격추 가능 영역은 제1 사영 영역, 제2 사영 영역, 제3 사영 영역 및 제4 사영 영역을 기반으로 획득될 수 있다. 즉, 격추율 산출 장치(100)는 제3 사영 영역과 제4 사영 영역의 교집합 영역을 획득하고, 제1 사영 영역, 제2 사영 영역 및 교집합 영역의 합집합 영역을 격추 가능 영역으로 획득할 수 있다. 이때, 격추율 산출 장치(100)는 탄의 탄두부의 직경 r, 탄의 탄두부의 길이 H, 표적과 근접 방어 시스템 간의 방위각 φ및 탄의 고각 방향 입사각 θ을 기반으로 제1 사영 영역, 제2 사영 영역, 제3 사영 영역 및 제4 사영 영역을 획득할 수 있다. 즉, 격추율 산출 장치(100)는 위의 [수학식 3]을 이용하여 제1 사영 영역 S1, 제2 사영 영역 S2, 제3 사영 영역 S3 및 제4 사영 영역 S4를 획득할 수 있다.
그리고, 격추율 산출 장치(100)는 오차 거리 및 격추 가능 영역을 기반으로 탄의 격추 여부를 판단할 수 있다. 이때, 격추율 산출 장치(100)는 오차 거리를 이용한 탄의 위치가 격추 가능 영역 내에 위치하는 경우, 탄이 표적에 격추되는 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 격추율 산출 장치(100)는 각 탄별 격추 여부를 기반으로 격추율을 계산할 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 : 격추율 산출 장치,
110 : 센서 체계 M&S 분석부,
130 : 사격 통제 M&S 분석부,
150 : 격추 M&S 분석부

Claims (13)

  1. 표적을 탐지 및 추적하는 단계;
    탐지 및 추적된 표적 정보를 이용하여 조준점(predicted hitting point, PHP)을 계산하고, 상기 조준점을 기반으로 탄의 궤적을 획득하며, 상기 탄의 궤적을 기반으로 상기 탄의 탄착점을 획득하는 단계; 및
    상기 탄착점 및 격추 가능 영역을 기반으로 상기 탄의 격추 여부를 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 격추 여부 판단 단계는, 상기 탄착점과 상기 표적 사이의 오차 거리(miss distance)를 획득하고, 상기 탄을 발사한 함포에서 상기 표적을 바라본 사영(projection) 영역을 상기 격추 가능 영역으로 획득하며, 상기 오차 거리 및 상기 격추 가능 영역을 기반으로 상기 탄의 격추 여부를 판단하는 것으로 이루어지는,
    근접 방어 시스템의 격추율 산출 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 격추 여부 판단 단계는,
    상기 오차 거리를 이용한 상기 탄의 위치가 상기 격추 가능 영역 내에 위치하는 경우, 상기 탄이 상기 표적에 격추되는 것으로 판단하는 것으로 이루어지는,
    근접 방어 시스템의 격추율 산출 방법.
  4. 제1항에서,
    상기 격추 가능 영역은,
    제1 사영 영역, 제2 사영 영역, 제3 사영 영역 및 제4 사영 영역을 기반으로 획득되고,
    상기 제1 사영 영역은,
    상기 탄의 탄두부의 뒷면의 사영 영역을 나타내고,
    상기 제2 사영 영역은,
    상기 탄의 탄두부의 앞면의 사영 영역을 나타내며,
    상기 제3 사영 영역은,
    상기 탄의 탄두부의 옆면의 사영 영역을 나타내고,
    상기 제4 사영 영역은,
    상기 탄의 탄두부의 다른 옆면의 사영 영역을 나타내는,
    근접 방어 시스템의 격추율 산출 방법.
  5. 제4항에서,
    상기 격추 여부 판단 단계는,
    상기 제3 사영 영역과 상기 제4 사영 영역의 교집합 영역을 획득하고, 상기 제1 사영 영역, 상기 제2 사영 영역 및 상기 교집합 영역의 합집합 영역을 상기 격추 가능 영역으로 획득하는 것으로 이루어지는,
    근접 방어 시스템의 격추율 산출 방법.
  6. 제4항에서,
    상기 격추 여부 판단 단계는,
    상기 탄의 탄두부의 직경, 상기 탄의 탄두부의 길이, 상기 표적과 근접 방어 시스템(close-in weapon system, CIWS) 간의 방위각 및 상기 탄의 고각 방향 입사각을 기반으로 상기 제1 사영 영역, 상기 제2 사영 영역, 상기 제3 사영 영역 및 상기 제4 사영 영역을 획득하는 것으로 이루어지는,
    근접 방어 시스템의 격추율 산출 방법.
  7. 제1항, 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 근접 방어 시스템의 격추율 산출 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위하여 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  8. 표적을 탐지 및 추적하는 센서 체계 M&S 분석부;
    탐지 및 추적된 표적 정보를 이용하여 조준점(predicted hitting point, PHP)을 계산하고, 상기 조준점을 기반으로 탄의 궤적을 획득하며, 상기 탄의 궤적을 기반으로 상기 탄의 탄착점을 획득하는 사격 통제 M&S 분석부; 및
    상기 탄착점 및 격추 가능 영역을 기반으로 상기 탄의 격추 여부를 판단하는 격추 M&S 분석부를 포함하고,
    상기 격추 M&S 분석부는, 상기 탄착점과 상기 표적 사이의 오차 거리(miss distance)를 획득하고, 상기 탄을 발사한 함포에서 상기 표적을 바라본 사영(projection) 영역을 상기 격추 가능 영역으로 획득하며, 상기 오차 거리 및 상기 격추 가능 영역을 기반으로 상기 탄의 격추 여부를 판단하는,
    근접 방어 시스템의 격추율 산출 장치.
  9. 삭제
  10. 제8항에서,
    상기 격추 M&S 분석부는,
    상기 오차 거리를 이용한 상기 탄의 위치가 상기 격추 가능 영역 내에 위치하는 경우, 상기 탄이 상기 표적에 격추되는 것으로 판단하는,
    근접 방어 시스템의 격추율 산출 장치.
  11. 제8항에서,
    상기 격추 가능 영역은,
    제1 사영 영역, 제2 사영 영역, 제3 사영 영역 및 제4 사영 영역을 기반으로 획득되고,
    상기 제1 사영 영역은,
    상기 탄의 탄두부의 뒷면의 사영 영역을 나타내고,
    상기 제2 사영 영역은,
    상기 탄의 탄두부의 앞면의 사영 영역을 나타내며,
    상기 제3 사영 영역은,
    상기 탄의 탄두부의 옆면의 사영 영역을 나타내고,
    상기 제4 사영 영역은,
    상기 탄의 탄두부의 다른 옆면의 사영 영역을 나타내는,
    근접 방어 시스템의 격추율 산출 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 격추 M&S 분석부는,
    상기 제3 사영 영역과 상기 제4 사영 영역의 교집합 영역을 획득하고, 상기 제1 사영 영역, 상기 제2 사영 영역 및 상기 교집합 영역의 합집합 영역을 상기 격추 가능 영역으로 획득하는,
    근접 방어 시스템의 격추율 산출 장치.
  13. 제11항에서,
    상기 격추 M&S 분석부는,
    상기 탄의 탄두부의 직경, 상기 탄의 탄두부의 길이, 상기 표적과 근접 방어 시스템(close-in weapon system, CIWS) 간의 방위각 및 상기 탄의 고각 방향 입사각을 기반으로 상기 제1 사영 영역, 상기 제2 사영 영역, 상기 제3 사영 영역 및 상기 제4 사영 영역을 획득하는,
    근접 방어 시스템의 격추율 산출 장치.
KR1020210046068A 2021-04-08 2021-04-08 근접 방어 시스템의 격추율 산출 장치 및 방법 KR102492128B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210046068A KR102492128B1 (ko) 2021-04-08 2021-04-08 근접 방어 시스템의 격추율 산출 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210046068A KR102492128B1 (ko) 2021-04-08 2021-04-08 근접 방어 시스템의 격추율 산출 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220139725A KR20220139725A (ko) 2022-10-17
KR102492128B1 true KR102492128B1 (ko) 2023-01-26

Family

ID=83809966

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210046068A KR102492128B1 (ko) 2021-04-08 2021-04-08 근접 방어 시스템의 격추율 산출 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102492128B1 (ko)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101462380B1 (ko) * 2013-03-12 2014-11-19 국방과학연구소 모의분석용 고속비행 위협 대응요격 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220139725A (ko) 2022-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2393419C2 (ru) Устройство самозащиты для боевых транспортных средств или других защищаемых объектов
AU2020267163B2 (en) Firearm with automatic target acquiring and shooting
US20020149510A1 (en) Method and apparatus for the protection of mobile military facilities
KR101462380B1 (ko) 모의분석용 고속비행 위협 대응요격 장치 및 방법
US8573110B2 (en) RPG launcher deterrent
KR102396924B1 (ko) 요격방법, 필터링 방법 및 요격장치
KR102303941B1 (ko) 근접방어무기체계의 표적 식별 방법 및 표적 식별 장치
KR102492128B1 (ko) 근접 방어 시스템의 격추율 산출 장치 및 방법
KR101392337B1 (ko) 망각형 유도무기 훈련 시뮬레이터 및 이의 운용방법
KR102494977B1 (ko) 근접 방어 시스템의 격추율 분석 방법 및 장치
KR102492125B1 (ko) 근접 고속 표적에 대한 위협 평가 방법 및 그를 위한 장치
CN113959268B (zh) 一种顺轨拦截毁伤高超声速目标的后侧向引战配合方法
IL258066A (en) Missile defense method
CN112182501B (zh) 巡航导弹的突防概率计算方法和装置
KR102489645B1 (ko) 탄착군 확률 모델 기반 대공표적 실시간 명중평가 방법 및 장치
RU2595813C1 (ru) Способ стрельбы ракетами и артиллерийскими снарядами с лазерными полуактивными головками самонаведения и в телеметрическом исполнении
KR101956657B1 (ko) 발포 탄환의 빗나간 거리 및 탄알 속도 결정 방법 및 시스템
KR102494978B1 (ko) 딥러닝을 이용한 근접 방어 시스템의 사격 통제 방법 및 그를 위한 장치
JP3226983B2 (ja) 小火器射撃評価システムにおける射撃手弁別方法
JP2000338236A (ja) 目標追随装置
RU2799292C1 (ru) Способ повышения эффективности обнаружения цели в условиях воздействия аэрозольных помех неконтактным датчиком цели
RU2019109511A (ru) Способ поражения морской цели торпедами
KR101683178B1 (ko) 표적 확인을 통한 유도 무기 발사 방법 및 유도 무기 발사 시스템
RU2191974C1 (ru) Способ управления вооружением зенитного комплекса с комбинированным ракетно-пушечным вооружением и устройство для его осуществления
KR102494975B1 (ko) 근접 방어 시스템의 사격 거리와 사격 시간 예측 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant