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지형고도 데이터베이스를 활용한 지형추종 기동을 위한 기준궤적의 효율적 생성기법
이길호,임찬욱,신재화,장세아,유창경,최기영,김진복,양경식 한국항공우주학회 2011 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2011 No.4
지형 추종 기동은 적진에 은밀하게 침투를 해야 하는 임무를 수행하여야 할 때 중요한 기술로 쓰일 수 있다. 본 연구는 지형 추종기동을 위한 기준 궤적을 만드는데 효과적인 알고리듬을 보여준다. 기준궤적은 비행체가 제한된 추력으로 상승기동이 제한적일 때를 고려하였다. 또 다른 제한 요소는 하중계수이다. 모폴로지 연산과 이동 평균 필터는 궤적을 만드는데 성공적으로 사용되었다. 모든 테스트 경우에 이 논문에서 제시한 알고리듬은 제한된 요소를 만족시키면서 요구조건에 맞는 기동을 하면서 따라갈 수있는 궤적을 생성한다. 항공기 모델로 궤적은 따라가는 시뮬레이션 검증을 통하여 생성된 궤적이 현실적이고, 정밀하다는 것을 알 수 있다. Terrain following maneuver is an important feature for missions that involve silent penetration requirement. In this paper we present an efficient algorithm that generate a reference trajectory for terrain following maneuver. The reference trajectory is designed to meet the limit on flying-up performance imposed by a thrust limitation. Another limiting element is the load factor. Morphology and averaging filter are used to generate the trajectory successfully. The result of terrain following simulations show that aircraft can precisely follow the reference trajectory and all the limitations and functional requirements are satisfied.
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간섭계 레이더 고도계를 활용한 지형참조항법의 성능 분석
정승환(Seung-Hwan Jeong),윤주홍(Ju-Hong Yoon),박민규(Min-Gyu Park),김대영(Dae-Young Kim),성창기(Chang-Ki Sung),김현석(Hyun-Suk Kim),김윤형(Yoon-Hyung Kim),곽희준(Hee-Jun Kwak),선웅(Woong Sun),윤국진(Kuk-Jin Yoon) 한국항공우주학회 2012 韓國航空宇宙學會誌 Vol.40 No.4
본 논문에서는 간섭계 레이더 고도계를 활용한 지형참조항법의 성능을 분석하고자 한다. 간섭계 레이더 고도계는 항체의 주변 지형의 고도 중 가장 높은 값을 측정값으로 취함으로써 항법의 정확성을 향상시키고 있다. 이에 본 연구에서는 간섭계 레이더 고도계의 적용에 따른 새로운 측정 모델을 제시하고 이에 따른 지형참조항법 시스템을 구축하려 한다. 또한 필터에 따른 지형참조항법의 성능 분석을 위하여 확장형 칼만 필터, 무향 칼만 필터, 파티클 필터를 적용하며 여러 환경의 변화에 따른 지형참조항법의 성능을 도출고자 한다. The paper experimentally verifies the performance of Terrain-Aided Navigation (TAN) using an interferometric radio altimeter, which is recently used due to its accuracy. First, we propose a TAN system that utilizes an interferometric radio altimeter as a measurement system. Second, we implement extended Kalman filter, unscented Kalman filter, and particle filter to evaluate the performance of TAN according to the selection of filters and the difference of environments.
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가중치 기반의 탐지패턴을 이용한 예측형 지상 충돌 회피 시스템(PGCAS)
이성헌,이동진,방효충 한국항공우주학회 2015 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2015 No.4
항공기의 주요 사고원인 중 하나로 손꼽히는 조종상태 지상충돌(CFIT) 문제를 해결하기 위하여 예측형지상 충돌 회피 시스템(PGCAS)가 개발되어 지형충돌에 대한 경고 및 유사시 위험요소를 회피하는데 사용되고 있다. 그러나 PGCAS의 지형 탐지패턴이 과도한 안전여유를 두고 있을 경우, 거짓 경보를 발생시키거나, 레이더 피탐율을 낮추기 위해 지형추종비행이 필요한 상황에서 고도상승 명령을 생성하는 등 전략적 사용에 있어 제약이 따르는 경우가 많다. 본 논문에서는 PGCAS를 보다 효율적으로 운용하기 위하여 지형 탐지패턴에 가중치를 부여하는 방법에 대하여 연구한다. 안전여유에 해당하는 비행경로 바깥쪽의 지형 정보가 예상 비행경로에 놓인 지형 정보보다 상대적으로 낮은 가중치를 가지도록 지형탐지 패턴을 재구성하였으며, 시뮬레이션을 통하여 기존 알고리즘과의 차이점을 확인해 보았다. Predictive Ground Collision Avoidance System(PGCAS) is developed to prevent Controlled Flight Into Terrain(CFIT), which is known as a major cause of today’s aircraft accidents. However, if the PGCAS is designed with large safety margins in terrain searching pattern, the system will have some drawbacks such as nuisance alarms or unnecessary pull-up commands during a tactical terrain-following flight for evading enemy’s radar. To operate the PGCAS more efficiently, a modified algorithm based on weighted searching pattern is proposed in this paper. Based on aircraft’s performance and flight path, weighted searching pattern is adjusted to give more reasonable safety margin to the PGCAS and its performance is analyzed through the simulations.
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정명진(Myungjin Jung),장세아(Se-ah Jang),최기영(Keeyoung Choi),김진복(Jinbok Kim),양경식(Kyungsik Yang) 한국항공우주학회 2012 韓國航空宇宙學會誌 Vol.40 No.6
항공기 사고 중에서 주요 원인 중 하나인 조종상태 지상충돌(Controlled Flight Into Terrain, CFIT)을 해결하기 위하여 대지 접근 경고 장치(Ground Proximity Warning System, GPWS)를 사용하여 항공기 아랫부분의 지형에 대해서 지형충돌 경고를 출력한다. 이러한 대지 접근 경고 장치도 적시에 경고가 발생하지 않아 많은 문제가 있었다. 본 논문에서는 비행 상태와 지형정보를 이용하여 속도가 빠르고, 고기동을 하는 전투기에 대해서 보다 효율적인 지형/장애물 충돌 회피 경고 알고리듬을 개발하였다. 이 알고리듬에는 조종사의 반응시간을 포함하여 항공기의 지연시간을 고려하였고, 일련의 검증을 통해 실제 탑재 가능한 알고리듬을 제시하였다. CFIT(Controlled Flight Into Terrain) is one of the major causes of aircraft accidents. In order to solve this problem, GPWS(Ground Proximity Warning System) is used to generate terrain collision warning using the distance between the aircraft and the underneath ground. Since the GPWS uses the vertical clearance only, it frequently generates false warnings. In this study, a terrain/obstacle collision avoidance warning algorithm was developed for fast flying and highly maneuvering fighters using the flight status and the geographic information. This algorithm condsiders the overall delay in the aircraft reactive motion including the pilot’s reaction time. The paper presents a detailed logic and test methods.
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정승환,박민규,김대영,윤주홍,성창기,김현석,곽희준,선웅,윤국진 한국항공우주학회 2011 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2011 No.4
지형 정보를 이용한 항법은 비행체나 잠수정의 위치 추정을 위해 사용되는 기술이며 현재 활발하게 연구가 진행되고 있다. 지형 정보를 이용할 경우 외부에서 정보를 받지 않아도 되기 때문에 외부의 간섭으로부터 강인하고 정확한 위치를 추정할 수 있다는 장점이 있다. 이에 본 연구에서는 효과적으로 지형 정보를 사용하기 위해 확장형 칼만 필터, 무향 칼만 필터, 파티클 필터를 제안하고 시뮬레이션 결과를 이용하여 각 필터의 성능을 비교 분석 하고자 한다. Terrain aided navigation(TAN) has been received substantial attention for decades to support the existing inertial navigation system(INS) with terrain information. TAN robustly determines the position of autonomous vehicles under external interferences such as GPS jamming. In this paper, extended Kalman filter, unscented Kalman filter, and particle filter, are used to simulate TAN for an autonomous air vehicle and compared to each other.
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