KR20180096482A - Method for analyzing motion of underwater target - Google Patents

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최지웅
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한양대학교 에리카산학협력단
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Abstract

Disclosed is a method for analyzing motion of an underwater target. The method for analyzing motion of an underwater target comprise the steps of: a first signal receiving step that a line array sonar is towed along a first movement path and receives a signal generated in an underwater target; a second signal receiving step that the line array sonar is towed along a second movement path in a direction different from the first movement path and receives the signal generated in the underwater target; and a target motion analysis step of analyzing the motion of the underwater target from the signal received in the linear array sonar.

Description

수중 표적 움직임 분석 방법{Method for analyzing motion of underwater target}[0001] The present invention relates to a method for analyzing underwater targets,

본 발명은 수중 표적 움직임 분석 방법에 관련된 것으로, 보다 상세하게는 선 배열 소나를 이용하여 수중 표적의 움직임을 분석할 수 있는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for analyzing underwater target motion, and more particularly, to a method for analyzing motion of an underwater target using a line array sonar.

수중표적(고래, 잠수함 등)을 탐지하기 위한 수단으로 음파를 사용하는 소나 시스템이 운용되며, 이는 음파를 방사하여 표적을 탐지하는 능동형 소나 시스템과 표적에서 방사되는 소음을 탐지하는 수동형 소나 시스템으로 구분된다. 수동형 소나 시스템은 음향센서를 선형으로 배열한 선 배열 소나 시스템이 가장 광범위하게 사용되고 있다.As a means to detect underwater targets (whales, submarines, etc.), a sonar system using sound waves is operated, which is divided into active sonar systems that detect the target by emitting sound waves and passive sonar systems that detect the radiated noise from the target do. A passive sonar system is the most widely used linear array sonar system in which acoustic sensors are linearly arranged.

이러한 선 배열 소나 시스템은 기본적으로 빔(beam) 형성 기법을 통해 표적의 방위를 검출하며, 이러한 표적의 방위를 이용하여 표적운동분석(TMA: Target Motion Analysis)을 실시한다. 이를 위한 선 배열 소나의 방위 검출 기법 및 표적운동분석 기법은 기 연구되어 있다. Such a linear array sonar system basically detects the orientation of the target through a beam forming technique and performs a target motion analysis (TMA) using the orientation of the target. For this purpose, the orientation detection technique and the target motion analysis technique of the linear array sonar have been studied.

기존의 선 배열 소나에서 검출되는 방위는 표적의 신호가 수평면상의 직선 경로로 도달한다는 평면파 조건을 가정하고 있다. 그러나 실제 해양환경에서는 표적의 신호는 수온에 따라 변화하는 수직 음속구조와 수심, 해저저질 등의 영향으로 인해 굴절, 반사 등의 현상이 발생하며, 이에 따라 다중경로 전달현상을 거쳐 선 배열 소나에 수신된다. The azimuth detected in the existing line array sonar assumes a plane wave condition in which the signal of the target reaches a straight path on the horizontal plane. However, in the actual ocean environment, the signal of the target is caused by the vertical sound velocity structure which changes according to the water temperature, refraction and reflection phenomenon due to the influence of the water depth and the submarine bottom, and accordingly, do.

이렇게 수신된 신호는 굴절, 반사 등의 영향으로 기존 수평면상의 평면파 조건에 의해 산출되는 표적방위와 비교하면 오차를 가지게 되며, 이러한 오차를 가진 신호를 이용하여 표적운동분석을 진행할 경우, 부정확한 결과가 도출될 가능성이 높다. 따라서 이러한 다중경로 전달현상에 따른 오차를 보정하고, 그에 적합한 표적운동분석 기법이 요구된다.The received signal has an error compared with the target orientation calculated by the plane wave condition on the existing horizontal plane due to the refraction and reflection, and if the target motion analysis is performed using the signal having such an error, the inaccurate result It is likely to be derived. Therefore, it is necessary to correct the error due to the multipath propagation phenomenon and to use a suitable target motion analysis technique.

본 발명은 선 배열 소나가 수신한 방위가 어떠한 다중경로를 거쳐 전파되었는지 확인할 수 있는 수중 표적 움직임 분석 방법을 제공한다.The present invention provides a method for analyzing an underwater target motion that can confirm whether a bearing received by a linear array sonar has propagated through any multipath.

또한, 본 발명은 선 배열 소나에 수신된 다중경로 신호에 따라 정확한 표적운동분석을 수행할 수 있는 수중 표적 움직임 분석 방법을 제공한다.The present invention also provides an underwater target motion analysis method capable of performing accurate target motion analysis according to a multipath signal received in a linear array sonar.

본 발명에 따른 수중 표적 움직임 분석 방법은 선 배열 소나가 제1이동 경로를 따라 예인되며 수중 표적에서 발생된 신호를 수신하는 제1신호 수신 단계; 상기 선 배열 소나가 상기 제1이동 경로와 상이한 방향의 제2이동 경로를 따라 예인되며 상기 수중 표적에서 발생된 신호를 수신하는 제2신호 수신 단계; 및 상기 선 배열 소나에 수신된 신호로부터 상기 수중 표적의 움직임을 분석하는 표적운동분석 단계를 포함한다.A method for analyzing an underwater target motion according to the present invention includes a first signal receiving step in which a line array sonar is traversed along a first movement path and receives a signal generated in an underwater target; A second signal receiving step in which the line array sonar is traversed along a second movement path in a direction different from the first movement path and receives a signal generated in the underwater target; And a target motion analysis step of analyzing the motion of the underwater target from the signal received in the linear array sonar.

또한, 상기 선 배열 소나에 수신되는 신호의 탐지방위는 실제 탐지방위와 허위 탐지방위를 포함하며, 상기 표적운동분석 단계는, 상기 제1신호 수신 단계에서 수신되는 신호의 탐지방위와 상기 제2신호 수신 단계에서 수신되는 신호의 탐지방위를 시간에 따라 누적하고, 상기 제1이동 경로에서 상기 제2이동 경로로 상기 선 배열 소나가 변침하는 구간에서, 상대적으로 변화율이 큰 탐지방위를 상기 허위 탐지방위로 판단하고, 상대적으로 변화율이 작은 탐지방위를 상기 실제 탐지방위로 판단할 수 있다.In addition, the detection orientation of a signal received in the linear array sonar may include an actual detection orientation and a false detection orientation, and the target motion analysis step may include a detection orientation of the signal received in the first signal reception step, Wherein the detection direction of the signal received in the receiving step is accumulated over time, and in the section where the line array sonar changes from the first travel route to the second travel route, the detection direction having a relatively large rate of change is referred to as the false detection direction , And it is possible to determine the detection orientation having a relatively small rate of change as the actual detection orientation.

또한, 상기 선 배열 소나에 수신된 신호는 해수면에 반사된 후 수신되는 해수면 반사 신호, 해저면에 반사된 후 수신되는 해저면 반사 신호, 상기 해수면 또는 상기 해저면에 반사되지 않고 수신되는 직경로 신호를 포함하며, 상기 표적운동분석 단계는, 상기 제1신호 수신 단계에서 수신되는 신호의 실제 탐지방위와 상기 제2신호 수신 단계에서 수신되는 신호의 실제 탐지방위를 시간에 따라 누적하고, 상기 제1이동 경로에서 상기 제2이동 경로로 상기 선 배열 소나가 변침하는 구간에서, 상기 실제 탐지방위의 변화율이 변침 구간 동안 변화 할 경우 이 신호를 상기 해저면 반사 신호로 판단할 수 있다.Also, the signal received in the line array sonar may include a sea level reflection signal received after being reflected on the sea surface, a sea floor reflection signal received after being reflected on the sea floor, a signal received with the diameter not reflected on the sea level or the sea floor Wherein the target motion analyzing step accumulates the actual detection orientation of the signal received at the first signal receiving step and the actual detection orientation of the signal received at the second signal receiving step with respect to time, When the rate of change of the actual detection orientation changes during the transition period in the section where the line array sonar changes from the movement route to the second movement route, the signal can be determined as the bottom floor reflection signal.

또한, 상기 표적운동분석 단계는 상기 해저면 반사 신호로 판단된 신호의 탐지방위와 상기 선 배열 소나의 사이의 구간을 상기 수중 표적이 위치할 수 있는 표적 예상 구역으로 설정하고, 상기 표적 예상 구역을 기 설정된 방위 단위로 복수 개로 나누어 단위 표적 방위들을 설정하고, 상기 단위 표적 방위들 각각에 대해 상기 선 배열 소나에 수신된 신호의 도달각을 산출하고, 산출된 상기 도달각 별로 음선 추적을 실시하여 상기 해저면 반사 신호가 상기 수중 표적의 예상수심에 도달하는 거리를 산출하고, 산출된 거리를 상기 단위 표적 방위별로 표시하고 표시 지점들을 선형화하여 표적 예상 방위선을 생성할 수 있다.The target motion analyzing step may set an interval between the detection orientation of the signal determined as the bottom surface reflection signal and the linear array sonar as a target area in which the underwater target can be located, Wherein the unit target orientations are divided into a plurality of groups by a predetermined azimuth unit to calculate arrival angles of signals received in the line array sonar for each of the unit target orientations, It is possible to calculate the distance at which the sea floor reflection signal reaches the expected water depth of the underwater target, display the calculated distance for each unit target orientation, and linearize the display points to generate the target expected diagonal line.

또한, 상기 표적 예상 방위선은 곡선으로 생성될 수 있다.Also, the target expected diagonal line may be generated as a curve.

또한, 상기 표적운동분석단계는 상기 선 배열 소나에 수신된 신호의 탐지 방위와 상기 선 배열 소나에 수신된 신호의 도달각을 산출하고, 상기 탐지 방위와 상기 도달각으로부터 상기 수중 표적의 표적 방위를 추정할 수 있다.Also, the target motion analyzing step may include calculating a detection orientation of a signal received in the linear array sonar and an arrival angle of a signal received in the linear array sonar, and determining a target orientation of the underwater target from the detection orientation and the arrival angle Can be estimated.

또한, 상술한 수중 표적 움직임 분석 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 포함할 수 있다.In addition, it may include a computer-readable recording medium on which a program for performing the above-described underwater target motion analysis method is recorded.

본 발명에 의하면, 선 배열 소나의 변침을 통해 실제 탐지방위를 식별할 수 있다.According to the present invention, the actual detection orientation can be identified through the transition of the sonar array sonar.

또한, 본 발명에 의하면, 선 배열 소나의 변침을 통해 다중경로 신호 중 해저면 반사 신호를 식별할 수 있다.Also, according to the present invention, it is possible to identify the bottom surface reflection signal of the multi-path signal through the transition of the line array sonar.

또한, 본 발명에 의하면, 탐지방위가 해저면 반사 신호로 식별될 경우, 곡선의 표적 예상 방위선을 적용하여 정확한 표적운동분석을 수행할 수 있다.Further, according to the present invention, when the detection orientation is identified as the undersurface reflection signal, the target target bearing line of the curve can be applied to perform accurate target motion analysis.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 수중 표적의 움직임 분석 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 선 배열 소나에 수신되는 신호들을 나타내는 도면이다.
도 3은 울릉북방 60NM 해역에서 1월 평균 수직음속구조 및 그에 따른 음파의 전달손실(Transmission Loss)를 구현한 도면이다.
도 4는 도 3에 따른 해양환경에서 거리 변화에 따른 다중경로 전달현상 변화를 나타낸 도면이다.
도 5는 선 배열 소나의 특성 및 Conical angle을 나타내는 그래프이다.
도 6은 선 배열 소나에 수신된 신호의 탐지방위와 도달각, 그리고 실제 표적 방위와의 상관 관계를 나타내는 도면이다.
도 7은 음선이론 기반의 Bellop 모델의 Eigenray info의 예를 나타내는 표이다.
도 8 내지 도 10은 다중 경로 신호들 각각에 대해 Eigenray info에서 획득한 도달각을 이용하여 탐지방위와 표적방위의 오차를 누적하여 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 선 배열 소나의 이동에 따른 수신되는 신호의 탐지방위를 시간에 따라 누적 및 전시한 그래프이다.
도 12는 본 발명과의 비교 예에 따른 선 배열 소나의 이동에 따른 수신되는 신호의 탐지방위를 시간에 따라 누적 및 전시한 그래프이다.
도 13은 직경로 신호 및 해수면 반사 신호의 실제 탐지방위를 통해 표적의 실제표적방위를 추정하는 과정을 나타내는 그래프이다.
도 14는 해저면 반사 신호의 실제 탐지방위를 통해 표적의 실제표적방위를 추정하는 과정을 나타내는 그래프이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따라 표적 예상 방위선을 생성하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 16은 도 15의 방법에 따라 생성된 표적 예상 방위선으로 표적의 움직임을 분석한 그래프이다.
1 is a flowchart illustrating a method of analyzing a motion of an underwater target according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing signals received in a line array sonar.
FIG. 3 is a diagram illustrating an average vertical sound velocity structure and a transmission loss of a sound wave according to the embodiment of the present invention in a sea area of 60 NM in Ulleung, Korea.
FIG. 4 is a diagram illustrating a change in multipath propagation according to a distance change in a marine environment according to FIG.
5 is a graph showing the characteristics and the conical angle of the linear array sonar.
6 is a diagram showing the correlation between the detection azimuth, the arrival angle, and the actual target azimuth of the signal received in the line array sonar.
7 is a table showing an example of Eigenray info of the Bellop model based on the sound line theory.
8 to 10 are graphs showing the accumulation of errors between the detection orientation and the target orientation using the arrival angles obtained from Eigenray info for each of the multipath signals.
11 is a graph illustrating accumulation and display of a detection direction of a received signal according to movement of a linear array sonar according to an embodiment of the present invention over time.
12 is a graph illustrating accumulation and display of detection signals of received signals according to movement of a linear array sonar according to a comparative example of the present invention over time.
13 is a graph showing a process of estimating the actual target orientation of the target through the actual detection orientation of the signal with the diameter and the sea level reflection signal.
14 is a graph showing a process of estimating the actual target orientation of the target through the actual detection orientation of the sea floor reflection signal.
15 is a diagram illustrating a method of generating a target anticipation line according to an embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a graph of the motion of the target with the target expected diagonal line generated according to the method of FIG.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical spirit of the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when an element is referred to as being on another element, it may be directly formed on another element, or a third element may be interposed therebetween. Further, in the drawings, the thicknesses of the films and regions are exaggerated for an effective explanation of the technical content.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.Also, while the terms first, second, third, etc. in the various embodiments of the present disclosure are used to describe various components, these components should not be limited by these terms. These terms have only been used to distinguish one component from another. Thus, what is referred to as a first component in any one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and exemplified herein also includes its complementary embodiment. Also, in this specification, 'and / or' are used to include at least one of the front and rear components.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다. The singular forms "a", "an", and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. It is also to be understood that the terms such as " comprises "or" having "are intended to specify the presence of stated features, integers, Should not be understood to exclude the presence or addition of one or more other elements, elements, or combinations thereof. Also, in this specification, the term "connection " is used to include both indirectly connecting and directly connecting a plurality of components.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 수중 표적의 움직임 분석 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a method of analyzing a motion of an underwater target according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 수중 표적의 움직임 분석 방법은 수중 표적에서 발생된 신호를 선 배열 소나를 통해 수신하고, 수신된 신호 분석을 통해 수중 표적의 움직임을 분석한다. 구체적으로, 수중 표적의 움직임 분석 방법은 제1신호 수신 단계(S10), 제2신호 수신 단계(S20), 그리고 표적운동분석 단계(S30)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a method for analyzing motion of an underwater target receives a signal generated from an underwater target through a linear array sonar, and analyzes the motion of the underwater target through analysis of the received signal. Specifically, the method for analyzing a motion of an underwater target includes a first signal receiving step (S10), a second signal receiving step (S20), and a target motion analyzing step (S30).

제1신호 수신 단계(S10)는 선 배열 소나를 제1이동 경로로 예인하며 수중 표적에서 발생된 신호를 수신한다. 제1신호 수신 단계(S10)는 예인 시간 동안 신호를 수신하고, 이를 누적한다.The first signal receiving step (S10) traps the line array sonar to the first movement path and receives signals generated in the underwater target. The first signal receiving step (S10) receives the signal during the towing time and accumulates the signal.

제2신호 수신 단계(S20)는 선 배열 소나를 제2이동 경로로 예인하며, 수중 표적에서 발생된 신호를 수신한다. 제2이동 경로는 제1이동 경로와 이동 방향이 상이한 경로로, 제1이동 경로로부터 제2이동 경로로 전환되는 구간에서 선 배열 소나의 경로가 변침(veering)한다. 제2신호 수신 단계(S20)는 예인 시간 동안 신호를 수신하고, 이를 누적한다.The second signal receiving step (S20) towes the line array sonar to the second movement route and receives signals generated in the underwater target. The second movement path is a path that is different from the first movement path and the moving direction, and the path of the linear array sonar is veering in a section where the first movement path is switched to the second movement path. The second signal reception step (S20) receives the signal during the towing time and accumulates the signal.

표적운동분석 단계(S30)는 제1신호 수신 단계(S10)와 제2신호 수신 단계(S20)에서, 선 배열 소나에 수신된 신호로부터 수중 표적의 움직임을 분석한다.The target motion analysis step S30 analyzes the motion of the underwater target from the signal received in the linear array sonar in the first signal reception step S10 and the second signal reception step S20.

이하, 표적운동분석 단계에서 수중 표적의 움직임을 분석하는 과정에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the process of analyzing the motion of the underwater target in the target motion analysis step will be described in detail.

도 2는 선 배열 소나에 수신되는 신호들을 나타내는 도면이다.2 is a diagram showing signals received in a line array sonar.

도 2를 참조하면, 수중 표적(200)에서 발생된 신호(S1, S2, S3)는 다중 경로를 통해 선 배열 소나(100)에 수신된다. 구체적으로, 선 배열 소나(100)에 수신되는 신호는, 수중 표적(200)에서 발생되어 해수면(OS) 또는 해저면(OB)에 반사되지 않고 수중 경로만을 통해 도달하는 직경로 신호(direct path signal, S1), 수중 표적(200)에서 발생되어 해수면(OS)에 반사되어 도달되는 해수면 반사 신호(surface reflect path signal, S2), 수중 표적(200)에서 발생되어 해저면(OB)에 반사되어 도달되는 해저면 반사 신호(bottom bounce path signal, S3)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the signals S1, S2, and S3 generated in the underwater target 200 are received in the line array sonar 100 through multiple paths. Specifically, the signal received in the line array sonar 100 is a signal that is generated in the underwater target 200 and arrives only through the underwater path without being reflected on the sea surface (OS) or the sea floor OB A surface reflect path signal S2 generated by the underwater target 200 and reflected by the sea surface OS and arriving at the underwater target 200; And a bottom bounce path signal (S3).

도 3은 울릉북방 60NM 해역에서 1월 평균 수직음속구조 및 그에 따른 음파의 전달손실(Transmission Loss)를 구현한 도면이고, 도 4는 도 3에 따른 해양환경에서 거리 변화에 따른 다중경로 전달현상 변화를 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating an average vertical sound velocity structure and a transmission loss of the sound waves according to the present invention in a sea area of 60NM in Ulleung North, FIG. 4 is a graph showing a change in multi- Fig.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 상술한 다중 경로 신호(S1, S2, S3)들은 각각 다른 경로를 통해 전달되므로, 선 배열 소나(100)에서 수신되는 신호(S1, S2, S3)들의 탐지 방위는 경로마다 상이하게 나타난다. 특히, 해저면 반사 신호(S3)의 경우, 해수면 반사 신호(S2)와 직경로 신호(S1)에 비해 수직적인 각도인 도달각이 크게 나타나며, 이는 선 배열 소나의 특성 고려 시 큰 오차를 가질 수 있다는 것을 의미한다.2 to 4, since the above-described multipath signals S1, S2, and S3 are transmitted through different paths, the detection directions of the signals S1, S2, and S3 received in the linear array sonar 100 Are different for each path. Particularly, in the case of the bottom surface reflection signal S3, the sea level reflection signal S2 and the angle of arrival, which is a vertical angle with respect to the signal S1, are large, which may have a large error in consideration of the characteristics of the line array sonar .

이러한 오차를 보정하기 위해서는 먼저 선 배열 소나(100)가 수신한 신호(S1, S2, S3)가 어떠한 경로를 거쳐 전파되었는지 확인이 요구되며, 각각의 경로가 구분되면 수신 경로에 적합한 표적운동분석 방법이 요구된다.In order to correct such an error, it is necessary to firstly check whether the signals S1, S2, S3 received by the line array sonar 100 are propagated through. When each path is classified, a target motion analysis method .

도 5는 선 배열 소나의 특성 및 Conical angle을 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing the characteristics and the conical angle of the linear array sonar.

도 5의 (A)와 같이, 선 배열 소나(100)는 그 특성상 수신된 신호의 탐지방위는 방위모호성을 가지며, 이로 인해 수신된 신호의 탐지 방위는 원뿔(conical) 형태로 나타낼 수 있다. 선 배열 소나(100)에서는 conical angle의 특성을 도 5의 (B)와 같이, 평면상에 전시함에 따라 실제 탐지방위(RB)와 반대방향으로 동일한 conical angle을 가지는 허위 탐지방위(MB)가 전시되는데, 이를 mirror 현상이라 한다. 실제 탐지방위(RB)를 real bearing이라 하고, 허위 탐지방위(MB)를 mirror bearing이라 한다. 선 배열 소나(100)의 특성상 표적운동분석을 위해서는 실제 탐지방위(RB)와 허위 탐지방위(MB)의 구분이 요구된다.As shown in FIG. 5A, the linear array sonar 100 has a directional ambiguity in the detection direction of the received signal, so that the detection direction of the received signal can be expressed in a conical form. 5 (B), a false detection direction MB having the same conical angle in the direction opposite to the actual detection direction RB is displayed as shown in FIG. 5 (B) in the line array sonar 100 This is called mirror phenomenon. The real detection bearing (RB) is called real bearing and the false detection bearing (MB) is called mirror bearing. In order to perform the target motion analysis on the characteristics of the linear array sonar 100, it is required to distinguish between the actual detection direction (RB) and the false detection direction (MB).

도 6은 선 배열 소나에 수신된 신호의 탐지방위와 도달각, 그리고 실제 표적 방위와의 상관 관계를 나타내는 도면이다.6 is a diagram showing the correlation between the detection azimuth, the arrival angle, and the actual target azimuth of the signal received in the line array sonar.

도 6을 참조하면, 선 배열 소나(100)에 수신된 신호의 탐지방위(θ3)와 도달각(θ2), 그리고 실제 표적방위(θ1)의 상관관계는 아래 수식 1과 같이 코사인 함수로 나타낼 수 있다.6, the correlation between the detection azimuth (? 3), the arrival angle (? 2), and the actual target azimuth (? 1) of the received signal in the line array sonar 100 can be expressed by a cosine function have.

[수식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

실제 선 배열 소나(100)를 운용함에 있어서, 수신되는 신호의 탐지방위(θ3)를 이용하여 표적방위(θ1)를 추정하는 기법은 정확한 표적운동분석에 있어 매우 중요한 과정이다. 표적운동분석에 있어서, 탐지방위(θ3)는 선 배열 소나(100)에 수신된 신호 정보로부터 얻을 수 있다. 때문에 신호의 도달각(θ2)을 알 수 있다면, 위 수식 1을 통해 표적방위(θ1)를 산출할 수 있다.In the actual line array sonar 100, the technique of estimating the target azimuth (? 1) using the detection azimuth (? 3) of the received signal is a very important process in accurate target motion analysis. In the target motion analysis, the detection orientation 3 can be obtained from the signal information received in the linear array sonar 100. Therefore, if the arrival angle of the signal [theta] 2 can be known, the target orientation [theta] 1 can be calculated through the above expression (1).

이러한 도달각(θ2)은 Eigenray info를 통해 산출할 수 있다. 도 7은 음선이론 기반의 Bellop 모델의 Eigenray info의 예를 나타내는 표이다. This arrival angle (θ2) can be calculated through Eigenray info. 7 is a table showing an example of Eigenray info of the Bellop model based on the sound line theory.

선 배열 소나(100)에 수신되는 신호들의 경로는 선 배열 소나(100)와 표적간의 거리에 따라 달라지므로, Eigenray info에서 획득한 도달각(θ2)을 이용하여 탐지방위(θ3)와 표적방위(θ1)의 오차를 나타낼 수 있다.Since the path of the signals received in the line array sonar 100 depends on the distance between the line array sonar 100 and the target, the detection angle? 3 and the target azimuth angle? 1).

도 8 내지 도 10은 다중 경로 신호들 각각에 대해 Eigenray info에서 획득한 도달각을 이용하여 탐지방위와 표적방위의 오차를 누적하여 나타낸 그래프이다. 도 8은 선 배열 소나와 표적간의 거리를 5km, 해저면 수심이 2000m인 울릉북방 1월의 해양환경에서 탐지방위와 표적방위의 오차를 나타내는 그래프이다. 도 9는 선 배열 소나와 표적간의 거리를 15km, 해저면 수심이 2000m인 울릉북방 1월의 해양환경에서 탐지방위와 표적방위의 오차를 나타내는 그래프이다. 도 10은 선 배열 소나와 표적간의 거리를 30km, 해저면 수심이 2000m인 울릉북방 1월의 해양환경에서 탐지방위와 표적방위의 오차를 나타내는 그래프이다. 그래프에서, 역삼각형 점들은 직경로 신호를, 삼각형 점들은 해수면 반사 신호를, 사각형 점들은 해저면 반사 신호를 나타낸다.8 to 10 are graphs showing the accumulation of errors between the detection orientation and the target orientation using the arrival angles obtained from Eigenray info for each of the multipath signals. FIG. 8 is a graph showing the error between the detection orientation and the target orientation in the marine environment of Ulleung, North Korea, January 2000, where the distance between the sonar array and the target is 5 km and the sea floor depth is 2000 m. FIG. 9 is a graph showing the error between the detection orientation and the target orientation in the marine environment of Ulleung, Korea, January 2000 where the distance between the sonar array and the target is 15 km and the sea floor depth is 2000 m. FIG. 10 is a graph showing the error between the detection orientation and the target orientation in the marine environment of Ulleung, North Korea, where the distance between the sonar array and the target is 30 km and the sea floor depth is 2000 m. In the graph, the inverted triangles represent the signal with the diameter, the triangles represent the sea level reflection signal, and the square points represent the sea level reflection signal.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 다중경로 신호 중 직경로 신호와 해수면 반사 신호는 거의 동일한 오차를 나타내며, 탐지방위와 표적방위와의 오차가 매우 작음을 알 수 있다. 때문에, 직경로 신호와 해수면 반사 신호를 이용하여 기존 직선방위선을 기반으로 사용하는 표적운동분석을 수행하여도 거의 정확한 표적운동분석이 가능하다.Referring to FIGS. 8 to 10, it can be seen that the diameter signal and the sea level reflection signal of the multipath signals exhibit almost the same error, and the error between the detection direction and the target direction is very small. Therefore, it is possible to perform almost accurate target motion analysis even if the target motion analysis using the existing straight line is performed using the diameter signal and the sea level reflection signal.

그러나, 해저면 반사의 경우 직경로 신호와 해수면 반사 신호에 비해 탐지방위와 표적방위의 오차가 크게 나타난다. 특히 표적과의 거리가 가까울수록 오차가 크게 발생함을 알 수 있다. 때문에 해당신호를 이용하여 기존 직선방위선을 기반으로 사용하는 표적운동분석을 수행할 경우, 표적운동분석에 많은 오차가 발생할 가능성이 높다. 따라서 Eigenray info 중 해저면 반사 신호를 구분하는 기법이 요구된다.However, in the case of sea floor reflections, there is a large error between the detection direction and the target direction as compared with the signal with the diameter and the sea level reflection signal. In particular, the closer the distance from the target is, the larger the error is. Therefore, when performing the target motion analysis using the signal based on the existing straight line, there is a high possibility that many errors occur in the target motion analysis. Therefore, a technique to distinguish the reflections from the bottom of Eigenray info is required.

앞서 살펴본 바와 같이, 표적운동분석을 수행하기 위해서는 선 배열 소나(100)의 특성으로 인한 실제 탐지방위(RB)와 허위 탐지방위(MB)의 구분이 필요하고, 선 배열 소나(100)에 수신되는 다중 경로 신호(S1, S2, S3)들 중 탐지방위(θ3)와 표적방위(θ1)의 오차 발생이 큰 해저면 반사 신호(S1)의 구분이 필요하다.As described above, in order to perform the target motion analysis, it is necessary to distinguish between the real detection direction (RB) and the false detection direction (MB) due to the characteristics of the linear array sonar (100) Distinction needs to be made between the detection direction? 3 of the multipath signals S1, S2 and S3 and the bottom bottom reflection signal S1 having a large error in the target orientation? 1.

이를 위해 표적운동분석 단계(S30)는, 제1신호 수신 단계(S10)에서 수신되는 신호의 탐지방위(θ3)와 제2신호 수신 단계(S20)에서 수신되는 신호의 탐지방위(θ3)를 시간에 따라 누적하고, 제1이동 경로에서 제2이동 경로로 선 배열 소나(100)가 변침하는 구간에서, 상대적으로 방위변화율이 큰 탐지방위를 허위 탐지방위(MB)로 판단하고, 상대적으로 방위변화율이 작은 탐지방위를 실제 탐지방위(RB)로 판단한다.To this end, the target motion analyzing step S30 is a step of analyzing the detection direction? 3 of the signal received in the first signal receiving step S10 and the detection direction? 3 of the signal received in the second signal receiving step S20, , The detection direction in which the relative orientation change rate is relatively large is determined as the false detection direction (MB) in the section in which the linear array sonar (100) changes from the first movement route to the second movement route, This small detection azimuth is determined as the actual detection azimuth (RB).

그리고 표적운동분석 단계(S30)는 선 배열 소나(100)가 변침하는 구간에서, 실제 탐지방위(RB) 중 변침 전후 방위 변화율을 비교하여 변화가 발생된 신호를 해저면 반사 신호(S3)로 판단한다. 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 선 배열 소나의 이동에 따른 수신되는 신호의 탐지방위를 시간에 따라 누적 및 전시한 그래프이다. 도 12는 본 발명과의 비교 예에 따른 선 배열 소나의 이동에 따른 수신되는 신호의 탐지방위를 시간에 따라 누적 및 전시한 그래프이다. The target motion analyzing step S30 compares the rate of change of the direction of the direction of the pointer in the actual detection direction RB in the section in which the line array sonar 100 changes and judges the changed signal as the bottom surface reflection signal S3 do. 11 is a graph illustrating accumulation and display of a detection direction of a received signal according to movement of a linear array sonar according to an embodiment of the present invention over time. 12 is a graph illustrating accumulation and display of detection signals of received signals according to movement of a linear array sonar according to a comparative example of the present invention over time.

도 11 및 도 12에서 우측 상단에 표시된 그래프는, 선 배열 소나(100)의 이동 경로와 표적(200)의 이동 경로를 나타낸다. 표적(200)의 이동 경로(R0)는 고위도에서 저위도 방향으로 나타난다. 선 배열 소나(200)의 이동 경로는 저위도에서 고위도 방향으로 나타나는데, 도 11에서는 제1이동 경로(R1)에서 제2이동 경로(R2)로 변침(R3)이 발생한 반면, 도 12에서는 변침 없이 직선 경로(R4)로 이동함을 알 수 있다.11 and 12 show the movement path of the linear array sonar 100 and the movement path of the target 200. In FIG. The movement path R0 of the target 200 appears in the direction from the high latitude to the low latitude. 11, a transition R3 is generated from the first movement route R1 to the second movement route R2, whereas in FIG. 12, a straight line And moves to the path R4.

도 11 및 도 12에서 좌측에 나타난 그래프는, 선 배열 소나(100)에 수신되는 신호의 탐지방위(θ3)를 누적 및 전시한 그래프이다. 다중경로 전달현상에 의해 그래프에는 4개의 방위선(G1 내지 G4)이 수신되고 있으며, 선 배열 소나(100)의 특성상 실제 탐지방위와 허위 탐지방위가 전시된다. 그래프를 통해, 다중경로 신호 중 2개의 서로 다른 경로 신호가 수신되는 것을 알 수 있으나 각각이 어떠한 경로로 수신되고 있는지를 구분하기 어렵다.11 and 12 are graphs showing accumulation and display of the detection orientation? 3 of a signal received in the linear array sonar 100. In FIG. Four diagonal lines G1 to G4 are received in the graph by the multipath propagation phenomenon, and the actual detection orientation and the false detection orientation are displayed due to the characteristics of the linear array sonar 100. [ Through the graph, it can be seen that two different path signals among the multi-path signals are received, but it is difficult to distinguish which paths are being received.

도 11을 참조하면, 선 배열 소나(100)가 변침하는 구간(R3)에서 4개의 방위선(G1 내지 G4) 중 2개의 방위선(G2, G4)이 큰 영향(A 영역 참조)을 받는 반면, 나머지 2개의 방위선(G1, G3)은 상대적으로 적은 영향을 받는다. 본 발명에 따른 표적운동분석 단계(S30)에서는 상대적으로 적은 영향을 받는 2개의 방위선(G1, G3)을 실제 탐지방위(RB)로 판단하고, 큰 영향을 받는 2개의 방위선(G2, G4)을 허위 탐지방위(MB)로 판단한다.11, two diagonal lines G2 and G4 among the four diagonal lines G1 to G4 receive a large influence (refer to area A) in the section R3 where the line array sonar 100 changes, The two diagonals G1 and G3 are relatively less affected. In the target motion analyzing step S30 according to the present invention, the two diagonal lines G1 and G3 which are relatively less influenced are determined as the actual detection direction RB and the two diagonal lines G2 and G4, It is judged to be a false detection direction (MB).

또한, 선 배열 소나(100)가 변침하는 구간(R3)에서 2개의 실제 탐지방위선(G1, G3) 중 하나(G1)는 적은 영향을 받는 반면, 나머지 하나(G3)는 상대적으로 큰 영향을 받음을 알 수 있다. 본 발명에 따른 표적운동분석 단계(S30)에서는 상대적으로 적은 영향을 받는 실제 방위선(G1)을 직경로 신호(S1) 또는 해수면 반사 신호(S2)로 판단하고, 상대적으로 큰 영향을 받는 방위선(G3)을 해저면 반사 신호(S3)로 판단한다.In the section R3 in which the line array sonar 100 changes, one of the two actual detection diagonal lines G1 and G3 is affected little while the other one G3 is relatively influenced. . In the target motion analysis step S30 according to the present invention, the actual dioptric line G1, which is relatively less influenced, is determined to be the signal S1 or the sea level surface reflected signal S2 by the diameter, and the diagonal line G3 ) As the bottom surface reflection signal S3.

이와 달리, 도 12를 참조하면, 선 배열 소나(100)가 변침하지 않는 경우, 그래프에 전시되는 4개의 방위선(G1 내지 G3)은 모두 동일한 변화율을 보이고 있어, 실제 탐지방위(RB)와 허위 탐지방위(MB)의 구분, 그리고 해저면 반사 신호(S3)에 의한 방위선 구분이 쉽지 않다.12, when the line array sonar 100 does not turn, the four diagonal lines G1 to G3 displayed on the graph exhibit the same rate of change, and the actual detection direction RB and the false detection It is not easy to distinguish the bearing (MB) and the diagonal line by the bottom reflection signal (S3).

살펴본 바와 같이, 해저면 반사 신호(S3)가 구분되면, 신호들의 탐지방위(θ3)로 표적(200)의 움직임 분석이 진행된다. 표적(200)의 움직임 분석은 탐지방위(θ3)를 통해 표적(200)의 실제 표적방위(θ1)를 추정하게 된다.As described above, when the bottom surface reflection signal S3 is divided, the motion of the target 200 proceeds to the detection orientation? 3 of the signals. The motion analysis of the target 200 estimates the actual target orientation [theta] 1 of the target 200 through the detection orientation [theta] 3.

도 13은 직경로 신호 및 해수면 반사 신호의 실제 탐지방위를 통해 표적의 실제표적방위를 추정하는 과정을 나타내는 그래프이고, 도 14는 해저면 반사 신호의 실제 탐지방위를 통해 표적의 실제표적방위를 추정하는 과정을 나타내는 그래프이다.FIG. 13 is a graph showing a process of estimating the actual target orientation of the target through the actual detection orientation of the signal with the diameter and the sea level reflection signal, FIG. 14 is a graph showing the actual target orientation of the target through the actual detection orientation of the bottom- And FIG.

먼저 도 13을 참조하면, 직선 방위선(L1)을 적용할 경우, 직경로 신호(S1) 및 해수면 반사 신호(S2)의 실제 탐지방위(θ3)는 표적의 실제표적방위(θ1)와 유사한 방위를 추정함을 알 수 있다. 따라서, 직경로 신호(S1) 또는 해수면 반사 신호(S2)로 식별될 경우, 직선방위선(L1)을 적용하여 정확한 표적(200)의 움직임 분석이 가능하다.First, referring to FIG. 13, when applying the straight line L1, the actual detection orientation 3 of the signal S1 and the sea surface reflection signal S2 with the diameter is oriented in the same direction as the actual target orientation 1 of the target . Accordingly, when the diameter S1 is recognized as the signal S1 or the sea level surface reflection signal S2, the motion of the accurate target 200 can be analyzed by applying the straight line L1.

도 14를 참조하면, 해저면 반사 신호(S3)는 직선 방위선(L1)을 적용할 경우, 실제 탐지방위(θ3)와 표적의 실제표적방위(θ1) 간에 큰 오차(E)가 발생됨을 알 수 있다. 때문에 해저면 반사 신호(S3)로 식별될 경우, 직선방위선(L1)을 적용하여 표적(200)의 움직임을 정확히 분석하는 것이 어렵다.Referring to FIG. 14, when the straight line L1 is applied to the bottom surface reflection signal S3, it is known that a large error E is generated between the actual detection direction 3 and the actual target direction 1 of the target have. It is difficult to accurately analyze the motion of the target 200 by applying the straight line L1 when it is identified as the bottom surface reflection signal S3.

이러한 문제로 인해, 본 발명에서는 해저면 반사 신호(S3)로 식별될 경우, 이에 적합한 새로운 방위선 추정 방법을 제공한다.Due to such a problem, in the present invention, when it is identified as the bottom surface reflection signal S3, it provides a new method of estimating the default line.

본 발명에 따른 표적운동분석 단계(S30)는, 해저면 반사 신호(S3)로 판단된 신호의 탐지방위(θ3)와 선 배열 소나(100)의 사이의 구간을 수중 표적(200)이 위치할 수 있는 표적 예상 구역으로 설정한다. 그리고 표적 예상 구역을 기 설정된 방위 단위로 복수 개로 나누어 단위 표적 방위들을 설정하고, 단위 표적 방위들 각각에 대해 상기 선 배열 소나(100)에 수신된 신호의 도달각(θ2)을 산출한다. In the target motion analysis step S30 according to the present invention, the underwater target 200 is located in a section between the detection orientation? 3 of the signal determined as the bottom surface reflection signal S3 and the line array sonar 100 The target area is set as the target area. Then, unit target orientations are set by dividing the target estimated area into a plurality of predetermined azimuth units, and an arrival angle [theta] 2 of the signals received in the line array sonar 100 is calculated for each unit target azimuth.

산출된 상기 도달각(θ2) 별로 음선 추적(Ray-tracing)을 실시하여 상기 해저면 반사 신호(S3)가 상기 수중 표적(200)의 예상수심에 도달하는 거리를 산출하고, 산출된 거리를 단위 표적 방위별로 표시하고 표시 지점들을 선형화하여 표적 예상 방위선을 생성한다. 이러한 과정으로 생성되는 표적 예상 방위선은 곡선 방위선으로 나타난다.Ray-tracing is performed for each of the calculated arrival angles? 2 to calculate a distance at which the bottom floor reflection signal S3 reaches the expected depth of the underwater target 200, And display target points and linearize the display points to generate a target prediction diagonal line. The target expected diagonal line generated by this process appears as a curved diagonal line.

도 15는 본 발명의 실시 예에 따라 표적 예상 방위선을 생성하는 방법을 나타내는 도면이고, 도 16은 도 15의 방법에 따라 생성된 표적 예상 방위선으로 표적의 움직임을 분석한 그래프이다.FIG. 15 is a diagram illustrating a method of generating a target prediction diagonal line according to an embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a graph of analyzing a target motion with target target diagonal lines generated according to the method of FIG.

먼저 도 15를 참조하면, 해저면 반사 신호(S3)의 탐지방위(θ3)는 선 배열 소나(100)에서 수신한 값으로 실시간 확인이 가능하다. 그리고 해저면 반사 신호(S3)의 경우 해저면 반사를 거쳐 수신되므로, 선 배열 소나(100)에 도달하는 도달각(θ2)은 0°~90° 사이 값을 갖는다. 때문에, 표적(200)의 실제표적방위(θ1)는 선 배열 소나(100)의 끝단(End-Fire)과 해저면 반사 신호(S3)의 탐지방위(θ3) 사이에 위치함을 알 수 있다. 여기서 선 배열 소나(100)의 끝단과 해저면 반사 신호(S3)의 탐지방위(θ3) 사이 구간은, 수중 표적이 위치할 수 있는 표적 예상 구역(T1)으로 설정한다.Referring to FIG. 15, the detection direction 3 of the bottom surface reflection signal S3 can be confirmed in real time by the value received in the linear array sonar 100. And the undersurface reflection signal S3 are received through bottom surface reflection, the arrival angle 2 reaching the line array sonar 100 has a value between 0 and 90 degrees. It can be seen that the actual target azimuth? 1 of the target 200 is located between the end-fire of the line array sonar 100 and the detection azimuth? 3 of the undersurface reflectance signal S3. Here, the section between the end of the line array sonar 100 and the detection direction 3 of the bottom surface reflection signal S3 is set as the target expected area T1 in which the underwater target can be located.

그리고, 표적 예상 구역(T1)을 기 설정된 방위 단위로 복수 개로 나누어 단위 표적 방위(T2)들을 설정하고, 단위 표적 방위(T2)들 각각에 대해 상기 선 배열 소나(100)에 수신된 신호의 도달각(θ2)을 산출한다. 여기서, 단위 표적 방위(T2)들의 설정 방위 및 개수는 사용자에 의해 정의된다. 산출된 도달각(θ2) 별로 음선 추적(ray-tracing)을 실시하여 해저면 반사 신호(S3)가 표적예상수심에 도달되는 거리를 산출한다. 산출된 거리를 단위 표적 방위(T2)별로 표시하고 표시 지점(P1)들을 선형화하여 표적 예상 방위선(L2)을 생성한다Then, the unit target orientations T2 are set by dividing the target expected zone T1 into a plurality of predetermined azimuth units, and the arrival of the signals received in the line array sonar 100 for each unit target azimuths T2 The angle? 2 is calculated. Here, the set orientation and the number of unit target orientations T2 are defined by the user. Ray-tracing is performed for each of the calculated arrival angles? 2 to calculate the distance at which the bottom seepage reflection signal S3 reaches the target expected water depth. The calculated distance is displayed for each unit target orientation T2 and the display points P1 are linearized to generate the target expected discretion line L2

도 16을 참조하면, 상술한 과정으로 생성된 곡선의 표적 예상 방위선(L2)상에 표적(200)이 위치됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 16, it can be seen that the target 200 is located on the target expected diagonal line L2 of the curve generated by the above process.

따라서, 탐지방위(θ3)가 해저면 반사 신호(S3)라고 식별될 경우, 직선 방위선이 아닌 곡선의 표적 예상 방위선(L2)이 적용되어야 정확한 표적운동분석이 가능함을 알 수 있다.Therefore, when the detection azimuth? 3 is identified as the undersurface reflection signal S3, it can be seen that accurate target motion analysis is possible if the target expected diagonal line L2 of the curve, not the straight diagonal line, is applied.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will also be appreciated that many modifications and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

S10: 제1신호 수신 단계
S20: 제2신호 수신 단계
S30: 표적운동분석 단계
100: 선 배열 소나
200: 수중 표적
S1: 직경로 신호
S2: 해수면 반사 신호
S3: 해저면 반사 신호
θ1: 표적방위
θ2: 도달각
θ3: 탐지방위
S10: Receiving the first signal
S20: receiving the second signal
S30: Target motion analysis step
100: Line array sonar
200: Underwater target
S1: Signal with a diameter
S2: sea level reflection signal
S3: Seabed reflection signal
θ1: Target bearing
θ2: reaching angle
θ3: detection bearing

Claims (6)

선 배열 소나가 제1이동 경로를 따라 예인되며 수중 표적에서 발생된 신호를 수신하는 제1신호 수신 단계;
상기 선 배열 소나가 상기 제1이동 경로와 상이한 방향의 제2이동 경로를 따라 예인되며 상기 수중 표적에서 발생된 신호를 수신하는 제2신호 수신 단계; 및
상기 선 배열 소나에 수신된 신호로부터 상기 수중 표적의 움직임을 분석하는 표적운동분석 단계를 포함하는 수중 표적의 움직임 분석 방법.
A first signal receiving step in which a line array sonar is traversed along a first movement path and receives a signal generated in an underwater target;
A second signal receiving step in which the line array sonar is traversed along a second movement path in a direction different from the first movement path and receives a signal generated in the underwater target; And
And a target motion analysis step of analyzing the motion of the underwater target from the signal received in the linear array sonar.
제 1 항에 있어서,
상기 선 배열 소나에 수신되는 신호의 탐지방위는 실제 탐지방위와 허위 탐지방위를 포함하며,
상기 표적운동분석 단계는,
상기 제1신호 수신 단계에서 수신되는 신호의 탐지방위와 상기 제2신호 수신 단계에서 수신되는 신호의 탐지방위를 시간에 따라 누적하고,
상기 제1이동 경로에서 상기 제2이동 경로로 상기 선 배열 소나가 변침하는 구간에서, 상대적으로 변화율이 큰 탐지방위를 상기 허위 탐지방위로 판단하고, 상대적으로 변화율이 작은 탐지방위를 상기 실제 탐지방위로 판단하는 수중 표적 움직임 분석 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the detection orientation of the signal received in the linear array sonar includes an actual detection orientation and a false detection orientation,
Wherein the target motion analyzing step comprises:
The method comprising: accumulating a detection direction of a signal received in the first signal receiving step and a detection direction of a signal received in the second signal receiving step,
The detection direction having a relatively large rate of change is determined to be the false detection direction in a section in which the linear array sonar changes from the first movement path to the second movement path and the detection direction having a relatively low rate of change is set as the actual detection direction To-be-measured.
제 1 항에 있어서,
상기 선 배열 소나에 수신된 신호는 해수면에 반사된 후 수신되는 해수면 반사 신호, 해저면에 반사된 후 수신되는 해저면 반사 신호, 상기 해수면 또는 상기 해저면에 반사되지 않고 수신되는 직경로 신호를 포함하며,
상기 표적운동분석 단계는,
상기 제1신호 수신 단계에서 수신되는 신호의 실제 탐지방위와 상기 제2신호 수신 단계에서 수신되는 신호의 실제 탐지방위를 시간에 따라 누적하고,
상기 제1이동 경로에서 상기 제2이동 경로로 상기 선 배열 소나가 변침하는 구간에서, 상기 실제 탐지방위의 변화율이 변침 구간 동안 변화 할 경우 이 신호를 상기 해저면 반사 신호로 판단하는 수중 표적 움직임 분석 방법.
The method according to claim 1,
The signal received in the line array sonar includes a sea level reflection signal received after being reflected on the sea surface, a sea floor reflection signal received after being reflected on the sea floor, and a signal received with the diameter being reflected on the sea level or the sea floor In addition,
Wherein the target motion analyzing step comprises:
The actual detection orientation of the signal received in the first signal reception step and the actual detection orientation of the signal received in the second signal reception step are accumulated with time,
Wherein when the rate of change of the actual detection direction changes during the transition period in the section in which the line array sonar transitions from the first movement route to the second movement route as the bottom floor reflection signal, Way.
제 3 항에 있어서,
상기 표적운동분석 단계는
상기 해저면 반사 신호로 판단된 신호의 탐지방위와 상기 선 배열 소나의 사이의 구간을 상기 수중 표적이 위치할 수 있는 표적 예상 구역으로 설정하고,
상기 표적 예상 구역을 기 설정된 방위 단위로 복수 개로 나누어 단위 표적 방위들을 설정하고,
상기 단위 표적 방위들 각각에 대해 상기 선 배열 소나에 수신된 신호의 도달각을 산출하고,
산출된 상기 도달각 별로 음선 추적을 실시하여 상기 해저면 반사 신호가 상기 수중 표적의 예상수심에 도달하는 거리를 산출하고,
산출된 거리를 상기 단위 표적 방위별로 표시하고 표시 지점들을 선형화하여 표적 예상 방위선을 생성하는 수중 표적 움직임 분석 방법.
The method of claim 3,
The target motion analysis step
Setting a zone between the detection orientation of the signal determined as the bottom surface reflection signal and the line array sonar as a target area in which the underwater target can be located,
Setting the unit target orientations by dividing the target expected area into a plurality of predetermined azimuth units,
Calculates an arrival angle of a signal received in the linear array sonar for each of the unit target orientations,
Calculating a distance at which the bottom surface reflection signal reaches the expected water depth of the underwater target by performing line tracing for each of the calculated arrival angles,
Wherein the calculated distance is displayed for each unit target orientation and the display points are linearized to generate a target prediction diagonal line.
제 3 항에 있어서,
상기 표적 예상 방위선은 곡선으로 생성되는 수중 표적 움직임 분석 방법.
The method of claim 3,
Wherein the target expected diagonal line is generated as a curve.
제 1 항 내지 제 5항 중 어느 하나의 항에 기재된 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.A computer-readable recording medium on which a program for performing the method according to any one of claims 1 to 5 is recorded.
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