KR102612606B1 - Method and apparatus of angle compensation for flight dynamics, flying attitude simulation system and flying attitude simulation method of ground station by using angle compensation for flight dynamics - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비행자세 보상 장치를 이용한 비행체의 비행자세 보상 방법에 관한 것으로, 지상국의 방위각과 상기 비행체의 비행 방향 간의 내각을 계산하는 단계; 상기 내각을 기초로 상기 지상국 기준에서의 지구 곡률에 따른 상기 비행체의 롤(roll) 자세 및 피치(pitch) 자세 각각에 대한 각도 보상값을 계산하는 단계; 및 상기 각각의 각도 보상값을 상기 비행체로부터 획득된 자세정보에 반영하는 단계;를 포함할 수 있다.The present invention relates to a method of compensating the flight attitude of an aircraft using a flight attitude compensation device, comprising: calculating an interior angle between the azimuth of a ground station and the flight direction of the aircraft; Calculating angle compensation values for each of the roll attitude and pitch attitude of the aircraft according to the curvature of the earth based on the ground station based on the interior angle; and reflecting each of the angle compensation values to attitude information obtained from the aircraft.
Description
본 발명은 비행체의 비행자세에 대한 시뮬레이션과 관련이 있고, 특히 비행체의 비행자세를 정확히 분석하기 위한 기술과 관련이 있다.The present invention is related to simulation of the flight attitude of an aircraft, and particularly relates to technology for accurately analyzing the flight attitude of an aircraft.
통상, 유도무기 비행시험을 수행하기 전에 위도/경도/고도와 같은 비행궤적, 롤(roll)/피치(pitch)/요(yaw)와 같은 비행자세에 대한 데이터를 바탕으로 지상국과 비행체 간의 RF 전파 송/수신 특성, 가시선(line of sight, LOS) 확보 유/무, 추적거리 및 방위각/고각에 대한 속도변화, RF 통신두절 유/무 등을 확인하기 위하여 시뮬레이션을 수행한다.Normally, before conducting a guided weapon flight test, RF propagation between the ground station and the aircraft is based on data on flight trajectory such as latitude/longitude/altitude and flight attitude such as roll/pitch/yaw. Simulation is performed to check transmission/reception characteristics, presence/absence of line of sight (LOS), speed change in tracking distance and azimuth/elevation, presence/absence of RF communication interruption, etc.
그리고, 실시간으로 비행체에서 획득된 비행자세 및 비행궤적을 후처리(post-processing)하여 비행체의 실시간 비행특성을 분석하는 업무를 수행한다. 예컨대, 지상국에 따른 지상국과 비행체 간의 가시선 확보 유/무를 판단하고, 비행 초기/중기/종말 구간에서 RF 전파 송/수신이 유효한지를 판단할 수 있다.In addition, the task of analyzing the real-time flight characteristics of the aircraft is performed by post-processing the flight attitude and flight trajectory obtained from the aircraft in real time. For example, it is possible to determine whether line-of-sight is secured between the ground station and the aircraft according to the ground station, and whether RF radio wave transmission/reception is effective in the initial/middle/end sections of the flight.
유도무기 비행체의 내부에는 원격측정장치(S밴드), 비콘(X밴드), 비행종단명령(flight termination command) 수신 장치(UHF대역) 등을 포함하고 있고, 비행체 외부에는 S밴드 안테나, X밴드 안테나, UHF대역 안테나 등이 장착되어 있다.The interior of the guided weapon vehicle includes a telemetry device (S-band), a beacon (X-band), and a flight termination command reception device (UHF band), while the outside of the vehicle includes an S-band antenna and an X-band antenna. , UHF band antenna, etc. are installed.
원격측정장치(telemetry)는 비행체 내부에 있는 GPS(global positioning system) 수신 센서, 관성항법장치(inertial navigation system, INS), 적외선/RF 탐색기(seeker), 전파고도계(radio altimeter) 등의 각종 센서 정보를 지상국으로 송신하는 장치이다. 비콘은 비행체 내부에 탑재되어, 모노펄스 레이더에서 수신된 신호를 증폭시켜 지상국으로 재송신 함으로써 비행체의 위치정보에 대한 정확도를 높여주는 장치이다. 비행종단시스템(flight termination system, FTS)은 비행체가 비정상 비행을 하거나, 비행 성능에 문제가 발생하였을 경우에 지상국에서 비상종료(emergency destruction, ED) 명령을 송신하여, 비행체의 비행을 강제로 종료시키는 장치이다. 따라서, 유도무기 비행 시험평가를 정상적으로 수행하기 위해서는 지상국과 비행체 간의 가시선(LOS) 확보 유/무, RF 전파 송/수신 특성, RF 통신두절 유/무, 비행체 화염 영향 정도 등을 사전에 파악할 필요가 있다.Telemetry refers to information from various sensors inside the aircraft, such as GPS (global positioning system) reception sensors, inertial navigation system (INS), infrared/RF seeker, and radio altimeter. It is a device that transmits to the ground station. A beacon is a device that is mounted inside an aircraft and improves the accuracy of the aircraft's location information by amplifying the signal received from the monopulse radar and retransmitting it to the ground station. The flight termination system (FTS) is a system that forcibly terminates the flight of an aircraft by sending an emergency destruction (ED) command from the ground station when the aircraft is flying abnormally or a problem occurs in flight performance. It is a device. Therefore, in order to properly perform guided weapon flight test evaluation, it is necessary to determine in advance the presence/absence of line-of-sight (LOS) between the ground station and the aircraft, the RF wave transmission/reception characteristics, the presence/absence of RF communication interruption, and the extent of flame impact on the aircraft. there is.
본 발명의 실시예에서는, 지상국(ground station) 기준에서 지구 곡률(earth curvature)을 고려한 비행체의 비행자세를 보상하기 위한 기술을 제안하고자 한다.In an embodiment of the present invention, we would like to propose a technology for compensating the flight attitude of an aircraft considering the earth curvature on a ground station basis.
본 발명의 실시예에서는, 지구 곡률을 고려한 비행체의 비행자세에 대한 각도 보상값을 반영하여 지상국의 비행자세 시뮬레이션을 수행하기 위한 기술을 제안하고자 한다.In an embodiment of the present invention, we would like to propose a technology for performing flight attitude simulation of a ground station by reflecting the angle compensation value for the flight attitude of the aircraft considering the curvature of the Earth.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재들로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에 의해 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems to be solved that are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.
본 발명의 실시예에 따르면, 비행자세 보상 장치를 이용한 비행체의 비행자세 보상 방법에 있어서, 지상국의 방위각과 상기 비행체의 비행 방향 간의 내각을 계산하는 단계; 상기 내각을 기초로 상기 지상국 기준에서의 지구 곡률에 따른 상기 비행체의 롤(roll) 자세 및 피치(pitch) 자세 각각에 대한 각도 보상값을 계산하는 단계; 및 상기 각각의 각도 보상값을 상기 비행체로부터 획득된 자세정보에 반영하는 단계;를 포함하는 비행체의 비행자세 보상 방법을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a method of compensating the flight attitude of an aircraft using a flight attitude compensation device includes the steps of calculating an interior angle between the azimuth of a ground station and the flight direction of the aircraft; Calculating angle compensation values for each of the roll attitude and pitch attitude of the aircraft according to the curvature of the earth based on the ground station based on the interior angle; and reflecting each of the angle compensation values to attitude information obtained from the aircraft.
여기서, 상기 방법은, 상기 비행체와 상기 지상국 간의 이격 거리를 측정하는 단계; 상기 이격 거리와 임계치를 비교하는 단계; 및 상기 이격 거리가 상기 임계치를 초과하는 경우에 상기 내각을 계산하는 단계;를 더 포함할 수 있다.Here, the method includes measuring the separation distance between the aircraft and the ground station; comparing the separation distance with a threshold; and calculating the interior angle when the separation distance exceeds the threshold.
또한, 상기 방법은, 상기 내각을 기초로 상기 이격 거리를 빗면으로 하는 직각삼각형의 높이 및 밑변 길이를 계산하는 단계; 및 상기 높이 및 밑변 길이를 기초로 상기 각도 보상값을 계산하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, the method includes calculating the height and base length of a right triangle with the separation distance as an inclined plane based on the interior angles; and calculating the angle compensation value based on the height and base length.
또한, 상기 내각은 상기 지상국의 방위각과 상기 비행체의 비행 방향의 차에 대한 절대값으로 표현될 수 있다.Additionally, the interior angle may be expressed as an absolute value of the difference between the azimuth of the ground station and the flight direction of the aircraft.
또한, 상기 내각을 계산하기 전에 상기 비행체의 자세정보를 획득하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, the method may further include obtaining attitude information of the aircraft before calculating the internal angle.
본 발명의 실시예에 따르면, 비행체의 비행자세 보상 장치에 있어서, 지상국의 방위각과 상기 비행체의 비행 방향 간의 내각을 계산하는 내각 계산부; 및 상기 내각을 기초로 상기 지상국 기준에서의 지구 곡률에 따른 상기 비행체의 롤 자세 및 피치 자세 각각에 대한 각도 보상값을 계산하고, 상기 각각의 각도 보상값을 상기 비행체로부터 획득된 자세정보에 반영하는 비행자세 보상부;를 포함하는 비행체의 비행자세 보상 장치를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a flight attitude compensation device for an aircraft includes: an interior angle calculation unit that calculates an interior angle between an azimuth of a ground station and a flight direction of the airplane; And calculating angle compensation values for each of the roll attitude and pitch attitude of the aircraft according to the curvature of the earth based on the ground station based on the interior angle, and reflecting each angle compensation value in the attitude information obtained from the aircraft. It is possible to provide a flight attitude compensation device for an aircraft including a flight attitude compensation unit.
여기서, 상기 장치는, 상기 비행체와 상기 지상국 간의 이격 거리를 측정하는 거리 측정부;를 더 포함하고, 상기 내각 계산부는, 상기 이격 거리와 임계치를 비교하여 상기 이격 거리가 상기 임계치를 초과하는 경우에 상기 내각을 계산할 수 있다.Here, the device further includes a distance measuring unit that measures the separation distance between the aircraft and the ground station, and the interior angle calculation unit compares the separation distance with a threshold and determines that the separation distance exceeds the threshold. The interior angles can be calculated.
또한, 상기 비행자세 보상부는, 상기 내각을 기초로 상기 이격 거리를 빗면으로 하는 직각삼각형의 높이 및 밑변 길이를 계산하고, 상기 높이 및 밑변 길이를 기초로 상기 각도 보상값을 계산할 수 있다.In addition, the flight attitude compensation unit may calculate the height and base length of a right triangle with the separation distance as an inclined plane based on the interior angle, and calculate the angle compensation value based on the height and base length.
또한, 상기 내각은 상기 지상국의 방위각과 상기 비행체의 비행 방향의 차에 대한 절대값으로 표현될 수 있다.Additionally, the interior angle may be expressed as an absolute value of the difference between the azimuth of the ground station and the flight direction of the aircraft.
본 발명의 실시예에 따르면, 지상국의 비행자세 시뮬레이션 시스템에 있어서, 비행체에서 측정된 상기 비행체의 자세정보를 획득하는 자세정보 획득부; 상기 지상국의 방위각과 상기 비행체의 비행 방향 간의 내각을 기초로 상기 지상국 기준에서의 지구 곡률에 따른 상기 비행체의 각도 보상값을 계산하고, 상기 각도 보상값을 상기 자세정보에 반영하는 비행자세 보상 장치; 및 상기 각도 보상값이 반영된 자세정보를 입사각 계산식에 적용하여 상기 지상국과 상기 비행체 간의 신호 송수신 특성을 시뮬레이션하는 시뮬레이터;를 포함하는 지상국의 비행자세 시뮬레이션 시스템을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a flight attitude simulation system of a ground station includes: an attitude information acquisition unit that acquires attitude information of the aircraft measured from the aircraft; A flight attitude compensation device that calculates an angle compensation value of the aircraft according to the curvature of the earth based on the ground station based on the internal angle between the azimuth of the ground station and the flight direction of the aircraft, and reflects the angle compensation value in the attitude information; And a simulator that simulates signal transmission and reception characteristics between the ground station and the aircraft by applying attitude information reflecting the angle compensation value to the angle of incidence calculation formula. It is possible to provide a flight attitude simulation system for a ground station including a.
여기서, 상기 비행자세 보상 장치는, 상기 비행체와 상기 지상국 간의 이격 거리가 임계치를 초과하는 경우에 상기 내각을 계산하고, 상기 내각을 기초로 상기 이격 거리를 빗면으로 하는 직각삼각형의 높이 및 밑변 길이를 계산하며, 상기 높이 및 밑변 길이를 기초로 상기 각도 보상값을 계산할 수 있다.Here, the flight attitude compensation device calculates the interior angle when the separation distance between the aircraft and the ground station exceeds a threshold, and calculates the height and base length of a right triangle with the separation distance as an inclined plane based on the interior angle. The angle compensation value can be calculated based on the height and base length.
여기서, 상기 각도 보상값은, 상기 비행체의 롤 자세 및 피치 자세 각각에 대한 각도 보상값을 포함할 수 있다.Here, the angle compensation value may include angle compensation values for each of the roll attitude and pitch attitude of the aircraft.
본 발명의 실시예에 따르면, 지상국의 비행자세 시뮬레이션 시스템의 비행자세 시뮬레이션 방법에 있어서, 비행체에서 측정된 상기 비행체의 자세정보를 획득하는 단계; 상기 지상국의 방위각과 상기 비행체의 비행 방향 간의 내각을 기초로 상기 지상국 기준에서의 지구 곡률에 따른 상기 비행체의 각도 보상값을 계산하는 단계; 상기 각도 보상값을 상기 자세정보에 반영하는 단계; 및 상기 각도 보상값이 반영된 자세정보를 입사각 계산식에 적용하여 상기 지상국과 상기 비행체 간의 신호 송수신 특성을 시뮬레이션하는 단계;를 포함하는 지상국의 비행자세 시뮬레이션 방법을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a flight attitude simulation method of a flight attitude simulation system of a ground station includes the steps of acquiring attitude information of the aircraft measured from the aircraft; Calculating an angle compensation value of the aircraft according to the curvature of the earth based on the ground station based on an interior angle between the azimuth of the ground station and the flight direction of the aircraft; reflecting the angle compensation value to the posture information; and simulating signal transmission/reception characteristics between the ground station and the aircraft by applying the attitude information reflecting the angle compensation value to the angle of incidence calculation formula.
여기서, 상기 각도 보상값을 계산하는 단계는, 상기 비행체와 상기 지상국 간의 이격 거리가 임계치를 초과하는 경우에 상기 내각을 계산하는 단계; 상기 내각을 기초로 상기 이격 거리를 빗면으로 하는 직각삼각형의 높이 및 밑변 길이를 계산하는 단계; 및 상기 높이 및 밑변 길이를 기초로 상기 각도 보상값을 계산하는 단계;를 포함할 수 있다.Here, calculating the angle compensation value includes calculating the interior angle when the separation distance between the aircraft and the ground station exceeds a threshold; calculating the height and base length of a right triangle with the separation distance as an inclined plane based on the interior angles; and calculating the angle compensation value based on the height and base length.
또한, 상기 각도 보상값은, 상기 비행체의 롤 자세 및 피치 자세 각각에 대한 각도 보상값을 포함할 수 있다.Additionally, the angle compensation value may include angle compensation values for each of the roll attitude and pitch attitude of the aircraft.
본 발명의 실시예에 따르면, 컴퓨터 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독 가능 기록매체로서, 상기 컴퓨터 프로그램은, 비행자세 보상 장치를 이용한 비행체의 비행자세 보상 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하고, 상기 방법은, 지상국의 방위각과 상기 비행체의 비행 방향 간의 내각을 계산하는 단계; 상기 내각을 기초로 상기 지상국 기준에서의 지구 곡률에 따른 상기 비행체의 롤 자세 및 피치 자세 각각에 대한 각도 보상값을 계산하는 단계; 및 상기 각각의 각도 보상값을 상기 비행체로부터 획득된 자세정보에 반영하는 단계;를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a computer-readable recording medium storing a computer program, wherein the computer program includes instructions for causing a processor to perform a method of compensating the flight attitude of an aircraft using a flight attitude compensation device, The method includes calculating an interior angle between the azimuth of a ground station and the flight direction of the aircraft; Calculating angle compensation values for each of the roll attitude and pitch attitude of the aircraft according to the curvature of the earth based on the ground station based on the interior angle; and reflecting each angle compensation value to attitude information obtained from the aircraft.
본 발명의 실시예에 따르면, 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램은, 비행자세 보상 장치를 이용한 비행체의 비행자세 보상 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하고, 상기 방법은, 지상국의 방위각과 상기 비행체의 비행 방향 간의 내각을 계산하는 단계; 상기 내각을 기초로 상기 지상국 기준에서의 지구 곡률에 따른 상기 비행체의 롤 자세 및 피치 자세 각각에 대한 각도 보상값을 계산하는 단계; 및 상기 각각의 각도 보상값을 상기 비행체로부터 획득된 자세정보에 반영하는 단계;를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a computer program stored in a computer-readable recording medium, the computer program includes instructions for causing a processor to perform a method of compensating the flight attitude of an aircraft using a flight attitude compensation device, the method Calculating the internal angle between the azimuth of the ground station and the flight direction of the aircraft; Calculating angle compensation values for each of the roll attitude and pitch attitude of the aircraft according to the curvature of the earth based on the ground station based on the interior angle; and reflecting each of the angle compensation values to attitude information obtained from the aircraft.
본 발명의 실시예에 의하면, 지구 곡률에 따른 지상국에서 바라본 비행체의 비행자세(롤/피치) 각도 보상값을 정확히 계산할 수 있다. 본 발명으로부터 계산된 비행자세(롤/피치) 보상값은 비행체에 대한 지상국 입사각 계산에 적용될 수 있으며, 장거리 비행체에 대한 지상국과 비행체 간의 RF 전파 송/수신 특성(비행체→지상국, 지상국→비행체)에 대한 시뮬레이션 정확도를 높이는데에 활용될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to accurately calculate the flight attitude (roll/pitch) angle compensation value of the aircraft as seen from the ground station according to the curvature of the earth. The flight attitude (roll/pitch) compensation value calculated from the present invention can be applied to the calculation of the ground station incidence angle for the aircraft, and can be applied to the RF wave transmission/reception characteristics (aircraft → ground station, ground station → air vehicle) between the ground station and the aircraft for a long-distance aircraft. It can be used to increase simulation accuracy.
도 1은 비행체의 비행자세, 예컨대 롤 자세 변화와 피치 자세 변화를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지상국(1)의 비행자세 시뮬레이션 시스템(10)을 설명하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 비행자세 보상 장치, 예컨대 도 2의 비행자세 보상 장치(100)의 구체적인 기능을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지상국(1)의 비행자세 시뮬레이션 시스템(10)에서 수행되는 비행자세 시뮬레이션 방법을 예시적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 비행자세 보상 방법, 예컨대 도 4의 비행자세 보상 과정(S102)의 구체적인 동작을 예시적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 도 5의 내각 계산 과정(S204)을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 5의 높이 및 밑변 길이를 계산하는 과정(S206)을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 5의 각도 보상값 계산 과정(S208), 예컨대 롤 비행자세에 대한 각도 보상값 계산 과정을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 5의 각도 보상값 계산 과정(S208), 예컨대 피치 비행자세에 대한 각도 보상값 계산 과정을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram illustrating the flight attitude of an aircraft, such as roll attitude change and pitch attitude change.
Figure 2 is a block diagram illustrating the flight attitude simulation system 10 of the
FIG. 3 is a block diagram for explaining specific functions of a flight attitude compensation device for an aircraft according to an embodiment of the present invention, for example, the flight
FIG. 4 is a flowchart illustrating an exemplary flight attitude simulation method performed in the flight attitude simulation system 10 of the
FIG. 5 is a flowchart illustrating a specific operation of the flight attitude compensation method of an aircraft according to an embodiment of the present invention, for example, the flight attitude compensation process (S102) of FIG. 4.
FIG. 6 is a diagram illustrating the interior angle calculation process (S204) of FIG. 5 by way of example.
FIG. 7 is a diagram illustrating the process (S206) of calculating the height and base length of FIG. 5 by way of example.
FIG. 8 is a diagram for exemplarily explaining the angle compensation value calculation process (S208) of FIG. 5, for example, the angle compensation value calculation process for the roll flight attitude.
FIG. 9 is a diagram illustrating the angle compensation value calculation process (S208) of FIG. 5, for example, the angle compensation value calculation process for the pitch flight attitude.
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 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범주는 청구항에 의해 정의될 뿐이다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and can be implemented in various forms. The present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to those skilled in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person of the scope of the invention, and the scope of the invention is only defined by the claims.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 실제로 필요한 경우 외에는 생략될 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the embodiments of the present invention, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted except when actually necessary. The terms described below are terms defined in consideration of functions in the embodiments of the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.
유도무기 비행체 내부에는 관성항법장치(INS)가 설치된다. 관성항법장치(INS)는 3축 자이로스코프(gyroscope)와 3방향 가속도계로 구성되어 3차원 공간에서 비행체의 각속도와 가속도를 측정한 다음에 비행체의 자세를 계산한다. 이때, 3축 자이로스코프는 지구 중력가속도 방향을 기준으로 비행자세(롤/피치/요)를 실시간 측정한다. 기존 기술에서는 비행체의 자세변화를 고려하여 비행체에서 지상국을 바라보았을 때의 입사각을 계산하고, 이를 시뮬레이션으로 검증하였다. 하지만, 기존에는 지구 곡률이 반영되지 않아, 지상국과 비행체 간의 거리가 멀어질수록 오차가 크게 발생한다.An inertial navigation system (INS) is installed inside the guided weapon vehicle. The inertial navigation system (INS) consists of a 3-axis gyroscope and a 3-way accelerometer to measure the angular velocity and acceleration of the aircraft in three-dimensional space and then calculate the aircraft's attitude. At this time, the 3-axis gyroscope measures the flight attitude (roll/pitch/yaw) in real time based on the direction of the Earth's gravitational acceleration. In existing technology, the angle of incidence when looking at the ground station from the aircraft was calculated by considering the change in attitude of the aircraft, and this was verified through simulation. However, existing curvatures of the Earth are not reflected, so errors occur as the distance between the ground station and the aircraft increases.
도 1은 비행체의 비행자세, 예컨대 롤 자세 변화와 피치 자세 변화를 설명하는 도면이다. 구체적으로, 도 1의 (a)는 지상국(1)에서 바라본 비행체(2)의 롤 자세변화를, 도 1의 (b)는 지상국(1)에서 바라본 비행체(2)의 피치 자세변화를 표현한 것이다. 따라서, 장거리 비행체(2)에 대한 비행궤적/비행자세를 시뮬레이션 할 경우에는 지구 곡률에 따른 비행자세(롤/피치) 보상이 필요하다.1 is a diagram illustrating the flight attitude of an aircraft, such as roll attitude change and pitch attitude change. Specifically, Figure 1(a) represents the roll attitude change of the
이에 본 발명의 실시예에서는, 지상국 기준에서 지구 곡률을 고려한 비행체의 비행자세를 보상하기 위한 기술을 제안하고자 하며, 지구 곡률을 고려한 비행체의 비행자세에 대한 각도 보상값을 반영하여 지상국의 비행자세 시뮬레이션을 수행하기 위한 기술을 제안하고자 한다.Accordingly, in an embodiment of the present invention, we would like to propose a technology for compensating the flight attitude of an aircraft considering the curvature of the earth on a ground station basis, and simulating the flight attitude of the ground station by reflecting the angle compensation value for the flight attitude of the aircraft considering the curvature of the earth. I would like to propose a technology to perform.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지상국(1)의 비행자세 시뮬레이션 시스템(10)을 설명하는 블록도이다.Figure 2 is a block diagram illustrating the flight attitude simulation system 10 of the
도 2에 도시한 바와 같이, 비행자세 시뮬레이션 시스템(10)은 통신부(12), 자세정보 획득부(20), 시뮬레이터(30) 및 비행자세 보상 장치(100)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the flight attitude simulation system 10 may include a communication unit 12, an attitude information acquisition unit 20, a simulator 30, and a flight
통신부(12)는 비행체(2)에서 측정된 비행체(2)의 자세정보, 예컨대 롤 자세정보, 피치 자세정보 및 요 자세정보를 수신할 수 있다. 이러한 통신부(12)는, 예를 들어 RF 통신 장치를 포함할 수 있다.The communication unit 12 may receive attitude information of the
자세정보 획득부(20)는 통신부(12)를 통해 수신되는 비행체(2)의 자세정보, 예컨대 롤 자세정보, 피치 자세정보 및 요 자세정보를 획득할 수 있다.The attitude information acquisition unit 20 may acquire attitude information of the
비행자세 보상 장치(100)는 지상국(1)의 방위각과 비행체(2)의 비행 방향 간의 내각을 기초로 지상국(1) 기준에서의 지구 곡률에 따른 비행체(2)의 각도 보상값을 계산하고, 계산된 각도 보상값을 자세정보에 반영할 수 있다. 이때, 비행자세 보상 장치(100)는 비행체(2)와 지상국(1) 간의 이격 거리가 임계치를 초과하는 경우에 내각을 계산하고, 계산된 내각을 기초로 이격 거리를 빗면으로 하는 직각삼각형의 높이 및 밑변 길이를 계산하며, 높이 및 밑변 길이를 기초로 각도 보상값을 계산할 수 있다. 여기서, 각도 보상값은 비행체(2)의 롤 자세 및 피치 자세 각각에 대한 각도 보상값을 포함할 수 있다. 이러한 비행자세 보상 장치(100)의 구체적인 기능 및 동작 과정은 하기 도 3, 도 5 내지 도 9에서 상세히 설명하기로 한다.The flight
시뮬레이터(30)는 각도 보상값이 반영된 자세정보를 입사각 계산식에 적용하여 지상국(1)과 비행체(2) 간의 신호 송수신 특성을 시뮬레이션할 수 있다. 예컨대, 시뮬레이터(30)를 통해서 지상국(1)과 비행체(2) 간의 RF 전파 송/수신 특성(비행체(2)에서 지상국(1)으로의 RF 전파 송/수신 특성, 지상국(1)에서 비행체(2)로의 RF 전파 송/수신 특성)에 대한 시뮬레이션 처리를 수행할 수 있다. 시뮬레이터(30)의 시뮬레이션 과정은 본 발명의 요지를 벗어난 부분이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 다만, 시뮬레이션 과정에 각도 보상값이 반영된 자세정보를 적용하는 부분이 특징적인 부분이라 볼 수 있다.The simulator 30 can simulate signal transmission and reception characteristics between the
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 비행자세 보상 장치, 예컨대 도 2의 비행자세 보상 장치(100)의 구체적인 기능을 설명하기 위한 블록도이다.FIG. 3 is a block diagram for explaining specific functions of a flight attitude compensation device for an aircraft according to an embodiment of the present invention, for example, the flight
도 3에 도시한 바와 같이, 비행자세 보상 장치(100)는 거리 측정부(110), 내각 계산부(120) 및 비행자세 보상부(130)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, the flight
거리 측정부(110)는 비행체(2)와 지상국(1) 간의 이격 거리를 측정할 수 있다. 이러한 이격 거리 측정을 위한 세부 기술은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있는 바, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The
내각 계산부(120)는 거리 측정부(110)를 통해 측정된 이격 거리와 기 설정된 임계치를 비교하고, 이격 거리가 임계치를 초과하는 경우에 지상국(1)의 방위각과 비행체(2)의 비행 방향 간의 내각을 계산할 수 있다. 여기서, 내각은, 예를 들어 지상국(1)의 방위각과 비행체(2)의 비행 방향의 차에 대한 절대값으로 표현될 수 있다.The interior
비행자세 보상부(130)는 내각 계산부(120)를 통해 계산된 내각을 기초로, 지상국(1) 기준에서의 지구 곡률에 따른 비행체(2)의 자세정보에 대한 각도 보상값을 계산할 수 있다. 구체적으로 비행자세 보상부(130)는 내각 계산부(120)를 통해 계산된 내각을 기초로 이격 거리를 빗면으로 하는 직각삼각형의 높이 및 밑변 길이를 계산하고, 계산되는 높이 및 밑변 길이를 기초로 각도 보상값을 계산할 수 있다.The flight
이때, 각도 보상값은, 예를 들어 비행체(2)의 롤 자세에 대한 각도 보상값과 피치 자세에 대한 각도 보상값을 포함할 수 있으며, 비행자세 보상부(130)는 이와 같이 계산된 각각의 각도 보상값을 비행체(2)로부터 획득된 자세정보에 반영할 수 있다.At this time, the angle compensation value may include, for example, an angle compensation value for the roll attitude and an angle compensation value for the pitch attitude of the
이하, 상술한 구성과 함께, 본 발명의 실시예에 따른 비행자세 시뮬레이션 방법 및 비행자세 보상 방법을, 첨부하는 도 4 및 도 5의 흐름도를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, along with the above-described configuration, the flight attitude simulation method and flight attitude compensation method according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the attached flowcharts of FIGS. 4 and 5.
먼저, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지상국의 비행자세 시뮬레이션 시스템(1)에서 수행되는 비행자세 시뮬레이션 방법을 예시적으로 설명하기 위한 흐름도이다.First, FIG. 4 is a flowchart illustrating a flight attitude simulation method performed in the flight
도 4에 도시한 바와 같이, 비행자세 시뮬레이션 시스템(1)의 자세정보 획득부(20)는 비행체(2)에서 측정된 비행체(2)의 자세정보를 획득할 수 있다(S100).As shown in FIG. 4, the attitude information acquisition unit 20 of the flight
자세정보가 획득되면, 비행자세 보상 장치(100)는 획득된 자세정보를 기초로 비행자세 보상 과정을 수행할 수 있다(S102). 예를 들어, 비행자세 보상 장치(100)는 지상국(1)의 방위각과 비행체(2)의 비행 방향 간의 내각을 기초로 지상국(1) 기준에서의 지구 곡률에 따른 비행체(2)의 각도 보상값을 계산할 수 있다.When the attitude information is acquired, the flight
이후, 비행자세 보상 장치(100)는 비행자세 보상 과정(S102)에서 계산된 각도 보상값을 비행체(2)에서 측정된 비행체(2)의 자세정보에 반영할 수 있다(S104).Thereafter, the flight
이에 따라 시뮬레이터(30)는, 각도 보상값이 반영된 자세정보를 입사각 계산식에 적용하여 지상국(1)과 비행체(2) 간의 신호 송수신 특성을 시뮬레이션하는 과정을 수행할 수 있다(S106, S108).Accordingly, the simulator 30 can perform a process of simulating signal transmission and reception characteristics between the
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 비행자세 보상 방법, 예컨대 도 4의 비행자세 보상 과정(S102)의 구체적인 동작을 예시적으로 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a specific operation of the flight attitude compensation method of an aircraft according to an embodiment of the present invention, for example, the flight attitude compensation process (S102) of FIG. 4.
도 5에 도시한 바와 같이, 비행자세 보상 장치(100)는 거리 측정부(110)를 통해 지상국(1)과 비행체(2) 간의 이격 거리를 측정할 수 있다(S200).As shown in FIG. 5, the flight
이후, 비행자세 보상 장치(100)의 내각 계산부(120)는 거리 측정부(110)를 통해 측정된 이격 거리와 기 설정된 임계치를 비교할 수 있으며, 측정된 이격 거리가 임계치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다(S202).Thereafter, the internal
단계(S202)의 판단 결과, 측정된 이격 거리가 임계치를 초과한 것으로 판단되면, 내각 계산부(120)는 지상국(1)의 방위각과 비행체(2)의 비행 방향 간의 내각 내각(interior angle, )을 계산할 수 있다(S204).As a result of the determination in step S202, if it is determined that the measured separation distance exceeds the threshold, the interior
이와 같은 내각을 계산하는 과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The process of calculating such internal angles is explained in detail as follows.
먼저, 실시간으로 이동하는 비행체(2)는 자신의 위치에서 지구 중력가속도 방향을 기준으로 자세정보인 롤()과 피치() 값을 측정할 수 있다. 지상국(1)에서 바라본 비행체(2)의 롤()은 비행체(2)에서 측정된 롤()과 추가로 보상되어야 하는 값()의 합이며, 이는 아래 [수학식 1]로 표현될 수 있다.First, the aircraft (2) moving in real time is the attitude information (roll) based on the direction of the Earth's gravitational acceleration at its own location. ) and pitch ( ) value can be measured. The roll of the aircraft (2) as seen from the ground station (1) ( ) is the roll ( ) and the value to be additionally compensated ( ), which can be expressed as [Equation 1] below.
마찬가지로, 지상국(1)에서 바라본 비행체(2)의 피치()는 아래 [수학식 2]와 같이 측정된 피치()와 추가 보상값()의 합으로 표현될 수 있다. 이때, 지구는 반지름()이 6,371km으로 일정한 구(sphere)라고 가정한다.Likewise, the pitch of the aircraft (2) as seen from the ground station (1) ( ) is the pitch (measured as in [Equation 2] below) ) and additional compensation value ( ) can be expressed as the sum of At this time, the Earth has a radius ( ) is assumed to be a constant sphere of 6,371 km.
지상국(1)에서 바라본 비행체(2)의 비행자세 와 를 계산하기 위해서는 지상국(1)의 방위각과 비행체(2)의 비행방향 간의 내각()을 알아야 한다.Flight attitude of the aircraft (2) as seen from the ground station (1) and In order to calculate the internal angle between the azimuth of the ground station (1) and the flight direction of the aircraft (2) ), you need to know.
도 6은 이러한 지상국(1)과 비행체(2) 간의 내각 계산 과정(S204)을 도면으로 표현한 것이다.Figure 6 is a diagram depicting the interior angle calculation process (S204) between the
내각()은 지상국(1)의 방위각()과 비행체(2)의 비행방향()의 차에 대한 절대값으로 표현될 수 있으며, 이는 다음 [수학식 3]으로 표현된다.cabinet( ) is the azimuth of the ground station (1) ( ) and the flight direction of the aircraft (2) ( ) can be expressed as the absolute value of the difference, which is expressed as the following [Equation 3].
이때, 도 6에서 은 지상국(1)과 비행체(2) 간의 이격 거리를 의미한다. 그리고, x와 y는 을 빗면으로 하는 직각삼각형의 높이와 밑변 길이를 의미하며, 이는 다음 [수학식 4] 및 [수학식 5]로 표현될 수 있다.At this time, in Figure 6 means the separation distance between the ground station (1) and the aircraft (2). And, x and y are It means the height and base length of a right triangle with the oblique side, which can be expressed as the following [Equation 4] and [Equation 5].
즉, 지상국(1)의 방위각과 비행체(2)의 비행 방향 간의 내각이 계산되면, 지상국(1)과 비행체(2) 간의 이격 거리를 빗면으로 하는 직각삼각형의 높이와 밑변 길이를 계산할 수 있다(S206).That is, if the interior angle between the azimuth of the ground station (1) and the flight direction of the vehicle (2) is calculated, the height and base length of a right triangle with the separation distance between the ground station (1) and the vehicle (2) as the inclined plane can be calculated ( S206).
도 7은 도 5의 높이 및 밑변 길이를 계산하는 과정(S206)을 예시적으로 설명하기 위한 도면으로서, 지구 곡률에 따른 지상국(1)과 비행체(2)의 내각을 3차원으로 표현한 것이다.FIG. 7 is a diagram illustrating the process (S206) of calculating the height and base length of FIG. 5 by way of example, and is a three-dimensional representation of the interior angles of the
도 7에 도시한 바와 같이, 롤(roll) 값에 대한 보상값 을 계산하기 위해서는 지상국(1)과 비행체(2)의 비행 방향이 직각을 이루는 위치로 비행체를 이동하여 한다. 도 7에서 도면부호 2a는 비행 방향이 직각을 이루는 위치에서의 비행체를 의미한다. 이때, 지상국(1)에서 비행체(2a)까지의 거리는 x로 표현될 수 있다.As shown in Figure 7, compensation value for roll value To calculate , move the aircraft to a position where the flight directions of the ground station (1) and the aircraft (2) are perpendicular. In FIG. 7, reference numeral 2a refers to an aircraft in a position where the flight direction is perpendicular. At this time, the distance from the
피치(pitch) 값에 대한 보상값 을 계산하기 위해서는 지상국(1)을 원점으로 하고 비행체(2)의 비행 방향과 평행을 이루는 위치로 비행체를 이동하여야 한다. 도 7에서 도면부호 2b는 비행 방향과 평행을 이루는 위치에서의 비행체를 의미한다. 이때, 지상국(1)과 비행체(2b)까지의 거리는 y로 표현될 수 있다.Compensation value for pitch value In order to calculate , the aircraft must be moved to a position parallel to the flight direction of the aircraft (2) with the ground station (1) as the origin. In FIG. 7, reference numeral 2b refers to an aircraft in a position parallel to the flight direction. At this time, the distance between the
단계(S206)에서 높이 및 밑변 길이가 계산되면, 비행자세 보상 장치(100) 내의 비행자세 보상부(130)는 지상국(1) 기준에서의 지구 곡률에 따른 비행체(2)의 각도 보상값을 계산할 수 있다(S208). 이러한 각도 보상값은 지구 곡률에 의한 롤 비행자세 각도 보상값과 지구 곡률에 의한 피치 비행자세 각도 보상값을 포함할 수 있다.When the height and base length are calculated in step S206, the flight
먼저, 도 8은 도 5의 각도 보상값 계산 과정(S208), 예컨대 롤 비행자세에 대한 각도 보상값 계산 과정을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.First, FIG. 8 is a diagram illustrating the angle compensation value calculation process (S208) of FIG. 5, for example, the angle compensation value calculation process for the roll flight attitude.
도 8에 도시한 바와 같이, 지구 곡률에 따른 비행체(2)의 롤 보상값 을 계산하기 위하여 지상국(1)과 비행체(2)의 위치, 그리고 지구 중심을 세 점으로 하는 삼각형을 예시적으로 표현하였다. 이때, 는 지구 반지름을, 는 지상국의 고도를 의미하며, 다음 [수학식 6] 및 [수학식 7]로부터 롤 보상값을 계산할 수 있다. As shown in FIG. 8, roll compensation value of the
도 9는 도 5의 각도 보상값 계산 과정(S208), 예컨대 피치 비행자세에 대한 각도 보상값 계산 과정을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.FIG. 9 is a diagram illustrating the angle compensation value calculation process (S208) of FIG. 5, for example, the angle compensation value calculation process for the pitch flight attitude.
도 9에 도시한 바와 같이, 지상국(1)과 비행체(2)의 위치, 그리고 지구 중심을 세 점으로 하는 삼각형을 예시적으로 표현하였다. 이때, 지구 곡률에 따른 비행체(2)의 피치 보상값 은 다음 [수학식 8]로부터 계산될 수 있다.As shown in FIG. 9, the positions of the
[수학식 8]에서 는 비행체의 비행 고도를 의미한다.In [Equation 8] means the flight altitude of the aircraft.
이상 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 지구 곡률에 따른 지상국에서 바라본 비행체의 비행자세(롤/피치) 각도 보상값을 정확히 계산할 수 있다. 본 발명으로부터 계산된 비행자세(롤/피치) 보상값은 비행체에 대한 지상국 입사각 계산에 적용될 수 있으며, 장거리 비행체에 대한 지상국과 비행체 간의 RF 전파 송/수신 특성(비행체→지상국, 지상국→비행체)에 대한 시뮬레이션 정확도를 높이는 데에 활용될 수 있다.According to the embodiment of the present invention as described above, it is possible to accurately calculate the flight attitude (roll/pitch) angle compensation value of the aircraft as seen from the ground station according to the curvature of the Earth. The flight attitude (roll/pitch) compensation value calculated from the present invention can be applied to the calculation of the ground station incidence angle for the aircraft, and can be applied to the RF wave transmission/reception characteristics (aircraft → ground station, ground station → air vehicle) between the ground station and the aircraft for a long-distance aircraft. It can be used to increase simulation accuracy.
한편, 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.Meanwhile, combinations of each block in the attached block diagram and each step in the flow diagram may be performed by computer program instructions. Since these computer program instructions can be mounted on the processor of a general-purpose computer, special-purpose computer, or other programmable data processing equipment, the instructions performed through the processor of the computer or other programmable data processing equipment are described in each block of the block diagram. It creates the means to perform functions.
이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 기록매체(또는 메모리) 등에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 기록매체(또는 메모리)에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.These computer program instructions can be stored in a computer-readable or computer-readable recording medium (or memory) that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement a function in a specific way, so that the computer can be used. Alternatively, instructions stored in a computer-readable recording medium (or memory) can produce manufactured items containing instruction means that perform the functions described in each block of the block diagram.
그리고, 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다. In addition, computer program instructions can be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, so a series of operation steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a process that is executed by the computer and run on the computer or other program. Instructions that perform possible data processing equipment may also provide steps for executing the functions described in each block of the block diagram.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 적어도 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.Additionally, each block may represent a module, segment, or portion of code that includes at least one or more executable instructions for executing specified logical function(s). Additionally, it should be noted that in some alternative embodiments it is possible for the functions mentioned in the blocks to occur out of order. For example, it is possible for two blocks shown in succession to be performed substantially at the same time, or it is possible for the blocks to be performed in reverse order depending on the corresponding function.
1: 지상국
2: 비행체
10: 비행자세 시뮬레이션 시스템
12: 통신부
20: 자세정보 획득부
30: 시뮬레이터
100: 비행자세 보상 장치
110: 거리 측정부
120: 내각 계산부
130: 비행자세 보상부1: Ground station
2: Air vehicle
10: Flight attitude simulation system
12: Department of Communications
20: Attitude information acquisition unit
30: Simulator
100: Flight attitude compensation device
110: Distance measuring unit
120: Cabinet calculation department
130: Flight attitude compensation unit
Claims (16)
상기 비행체와 지상국 간의 이격 거리를 측정하는 단계;
상기 이격 거리와 임계치를 비교하는 단계;
상기 이격 거리가 상기 임계치를 초과하는 경우에 상기 지상국의 방위각과 상기 비행체의 비행 방향 간의 내각을 계산하는 단계;
상기 내각을 기초로 상기 이격 거리를 빗면으로 하는 직각삼각형의 높이 및 밑변 길이를 계산하는 단계;
상기 높이 및 밑변 길이를 기초로 상기 지상국 기준에서의 지구 곡률에 따른 상기 비행체의 롤(roll) 자세 및 피치(pitch) 자세 각각에 대한 각도 보상값을 계산하는 단계; 및
상기 각각의 각도 보상값을 상기 비행체로부터 획득된 자세정보에 반영하는 단계;를 포함하는
비행체의 비행자세 보상 방법.
In the method of compensating the flight attitude of an aircraft using a flight attitude compensation device,
Measuring the separation distance between the aircraft and the ground station;
comparing the separation distance with a threshold;
calculating an interior angle between the azimuth of the ground station and the flight direction of the aircraft when the separation distance exceeds the threshold;
calculating the height and base length of a right triangle with the separation distance as an inclined plane based on the interior angles;
Calculating angle compensation values for each of the roll attitude and pitch attitude of the aircraft according to the curvature of the earth based on the ground station based on the height and base length; and
Including; reflecting each angle compensation value to the attitude information obtained from the aircraft.
How to compensate for the flight attitude of an aircraft.
상기 내각은 상기 지상국의 방위각과 상기 비행체의 비행 방향의 차에 대한 절대값으로 표현되는
비행체의 비행자세 보상 방법.
According to claim 1,
The interior angle is expressed as the absolute value of the difference between the azimuth of the ground station and the flight direction of the aircraft.
How to compensate for the flight attitude of an aircraft.
상기 내각을 계산하기 전에 상기 비행체의 자세정보를 획득하는 단계;를 더 포함하는
비행체의 비행자세 보상 방법.
According to claim 1,
Obtaining attitude information of the aircraft before calculating the interior angle; further comprising
How to compensate for the flight attitude of an aircraft.
상기 비행체와 지상국 간의 이격 거리를 측정하는 거리 측정부;
상기 이격 거리와 임계치를 비교하여 상기 이격 거리가 상기 임계치를 초과하는 경우에 상기 지상국의 방위각과 상기 비행체의 비행 방향 간의 내각을 계산하는 내각 계산부; 및
상기 내각을 기초로 상기 이격 거리를 빗면으로 하는 직각삼각형의 높이 및 밑변 길이를 계산하며, 상기 높이 및 밑변 길이를 기초로 상기 지상국 기준에서의 지구 곡률에 따른 상기 비행체의 롤 자세 및 피치 자세 각각에 대한 각도 보상값을 계산하고, 상기 각각의 각도 보상값을 상기 비행체로부터 획득된 자세정보에 반영하는 비행자세 보상부;를 포함하는
비행체의 비행자세 보상 장치.
In the flight attitude compensation device for an aircraft,
A distance measuring unit that measures the separation distance between the aircraft and the ground station;
An interior angle calculation unit that compares the separation distance with a threshold and calculates an interior angle between the azimuth of the ground station and the flight direction of the aircraft when the separation distance exceeds the threshold; and
Based on the interior angle, the height and base length of a right triangle with the separation distance as an inclined plane are calculated, and based on the height and base length, the roll attitude and pitch attitude of the aircraft according to the curvature of the earth based on the ground station are determined, respectively. A flight attitude compensation unit that calculates an angle compensation value for each angle compensation value and reflects each angle compensation value to the attitude information obtained from the aircraft; comprising a.
Flight attitude compensation device for aircraft.
비행체에서 측정된 상기 비행체의 자세정보를 획득하는 자세정보 획득부;
상기 비행체와 상기 지상국 간의 이격 거리가 임계치를 초과하는 경우에 상기 지상국의 방위각과 상기 비행체의 비행 방향 간의 내각을 계산하고, 상기 내각을 기초로 상기 이격 거리를 빗면으로 하는 직각삼각형의 높이 및 밑변 길이를 계산하며, 상기 높이 및 밑변 길이를 기초로 상기 지상국 기준에서의 지구 곡률에 따른 상기 비행체의 각도 보상값을 계산하고, 상기 각도 보상값을 상기 자세정보에 반영하는 비행자세 보상 장치; 및
상기 각도 보상값이 반영된 자세정보를 입사각 계산식에 적용하여 상기 지상국과 상기 비행체 간의 신호 송수신 특성을 시뮬레이션하는 시뮬레이터;를 포함하는
지상국의 비행자세 시뮬레이션 시스템.
In the flight attitude simulation system of the ground station,
An attitude information acquisition unit that acquires attitude information of the aircraft measured from the aircraft;
When the separation distance between the aircraft and the ground station exceeds a threshold, the interior angle between the azimuth of the ground station and the flight direction of the airplane is calculated, and the height and base length of a right triangle with the separation distance as an inclined plane is based on the interior angle. A flight attitude compensation device that calculates an angle compensation value of the aircraft according to the curvature of the earth based on the ground station based on the height and base length, and reflects the angle compensation value in the attitude information; and
A simulator that simulates signal transmission and reception characteristics between the ground station and the aircraft by applying the attitude information reflecting the angle compensation value to the angle of incidence calculation formula.
Ground station flight attitude simulation system.
상기 각도 보상값은, 상기 비행체의 롤 자세 및 피치 자세 각각에 대한 각도 보상값을 포함하는
지상국의 비행자세 시뮬레이션 시스템.
According to clause 9,
The angle compensation value includes angle compensation values for each of the roll attitude and pitch attitude of the aircraft.
Ground station flight attitude simulation system.
비행체에서 측정된 상기 비행체의 자세정보를 획득하는 단계;
상기 비행체와 상기 지상국 간의 이격 거리가 임계치를 초과하는 경우에 상기 지상국의 방위각과 상기 비행체의 비행 방향 간의 내각을 계산하는 단계;
상기 내각을 기초로 상기 이격 거리를 빗면으로 하는 직각삼각형의 높이 및 밑변 길이를 계산하는 단계;
상기 높이 및 밑변 길이를 기초로 상기 지상국 기준에서의 지구 곡률에 따른 상기 비행체의 각도 보상값을 계산하는 단계;
상기 각도 보상값을 상기 자세정보에 반영하는 단계; 및
상기 각도 보상값이 반영된 자세정보를 입사각 계산식에 적용하여 상기 지상국과 상기 비행체 간의 신호 송수신 특성을 시뮬레이션하는 단계;를 포함하는
지상국의 비행자세 시뮬레이션 방법.
In the flight attitude simulation method of the ground station flight attitude simulation system,
Obtaining attitude information of the aircraft measured from the aircraft;
Calculating an interior angle between the azimuth of the ground station and the flight direction of the aircraft when the separation distance between the aircraft and the ground station exceeds a threshold;
calculating the height and base length of a right triangle with the separation distance as an inclined plane based on the interior angles;
Calculating an angle compensation value of the aircraft according to the curvature of the earth based on the ground station based on the height and base length;
reflecting the angle compensation value to the posture information; and
A step of simulating signal transmission and reception characteristics between the ground station and the aircraft by applying the attitude information reflecting the angle compensation value to the angle of incidence calculation formula.
Ground station flight attitude simulation method.
상기 각도 보상값은, 상기 비행체의 롤 자세 및 피치 자세 각각에 대한 각도 보상값을 포함하는
지상국의 비행자세 시뮬레이션 방법.
According to claim 12,
The angle compensation value includes angle compensation values for each of the roll attitude and pitch attitude of the aircraft.
Ground station flight attitude simulation method.
상기 컴퓨터 프로그램은,
비행자세 보상 장치를 이용한 비행체의 비행자세 보상 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하고,
상기 방법은,
상기 비행체와 지상국 간의 이격 거리를 측정하는 단계;
상기 이격 거리와 임계치를 비교하는 단계;
상기 이격 거리가 상기 임계치를 초과하는 경우에 상기 지상국의 방위각과 상기 비행체의 비행 방향 간의 내각을 계산하는 단계;
상기 내각을 기초로 상기 이격 거리를 빗면으로 하는 직각삼각형의 높이 및 밑변 길이를 계산하는 단계;
상기 높이 및 밑변 길이를 기초로 상기 지상국 기준에서의 지구 곡률에 따른 상기 비행체의 롤 자세 및 피치 자세 각각에 대한 각도 보상값을 계산하는 단계; 및
상기 각각의 각도 보상값을 상기 비행체로부터 획득된 자세정보에 반영하는 단계;를 포함하는
컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
A computer-readable recording medium storing a computer program,
The computer program is,
Contains instructions for causing the processor to perform a method of compensating the flight attitude of an aircraft using a flight attitude compensation device,
The above method is,
Measuring the separation distance between the aircraft and the ground station;
comparing the separation distance with a threshold;
calculating an interior angle between the azimuth of the ground station and the flight direction of the aircraft when the separation distance exceeds the threshold;
calculating the height and base length of a right triangle with the separation distance as an inclined plane based on the interior angles;
Calculating angle compensation values for each of the roll attitude and pitch attitude of the aircraft according to the curvature of the earth based on the ground station based on the height and base length; and
Including; reflecting each angle compensation value to the attitude information obtained from the aircraft.
A computer-readable recording medium.
상기 컴퓨터 프로그램은,
비행자세 보상 장치를 이용한 비행체의 비행자세 보상 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하고,
상기 방법은,
상기 비행체와 지상국 간의 이격 거리를 측정하는 단계;
상기 이격 거리와 임계치를 비교하는 단계;
상기 이격 거리가 상기 임계치를 초과하는 경우에 상기 지상국의 방위각과 상기 비행체의 비행 방향 간의 내각을 계산하는 단계;
상기 내각을 기초로 상기 이격 거리를 빗면으로 하는 직각삼각형의 높이 및 밑변 길이를 계산하는 단계;
상기 높이 및 밑변 길이를 기초로 상기 지상국 기준에서의 지구 곡률에 따른 상기 비행체의 롤 자세 및 피치 자세 각각에 대한 각도 보상값을 계산하는 단계; 및
상기 각각의 각도 보상값을 상기 비행체로부터 획득된 자세정보에 반영하는 단계;를 포함하는
기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
A computer program stored on a computer-readable recording medium,
The computer program is,
Contains instructions for causing the processor to perform a method of compensating the flight attitude of an aircraft using a flight attitude compensation device,
The above method is,
Measuring the separation distance between the aircraft and the ground station;
comparing the separation distance with a threshold;
calculating an interior angle between the azimuth of the ground station and the flight direction of the aircraft when the separation distance exceeds the threshold;
calculating the height and base length of a right triangle with the separation distance as an inclined plane based on the interior angles;
Calculating angle compensation values for each of the roll attitude and pitch attitude of the aircraft according to the curvature of the earth based on the ground station based on the height and base length; and
Including; reflecting each angle compensation value to the attitude information obtained from the aircraft.
A computer program stored on a recording medium.
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| KR1020230067317A KR102612606B1 (en) | 2023-05-25 | 2023-05-25 | Method and apparatus of angle compensation for flight dynamics, flying attitude simulation system and flying attitude simulation method of ground station by using angle compensation for flight dynamics |
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2023
- 2023-05-25 KR KR1020230067317A patent/KR102612606B1/en active IP Right Grant
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