무차별 대입법과 원 경로를 이용한 지형 추종의 궤적 생성에 관한 연구 = A Study on Trajectory Generation for Terrain Following Using Brute Force Method and Circular Path Method

국문 초록 (Abstract)

적의 방공망에 피탐되지 않기 위한 방법 중 하나로 지형 추종이 사용될 수 있다. 지형 추종을 수행하기위해 비행 궤적을 생성할 필요가 있다. 항공기 진행 방향의 지형 프로파일을 사용하여 최소 이격거리, 항공기의 속력, 상승각 및 하강각 제한 그리고 수직가속도의 제한을 만족하는 비행 궤적을 생성한다. 본 논문에서는 기존에 개발된 지형 추종 궤적 생성 알고리즘에 적용할 수 있는 새로운 방법을 제안한다. 지형추종 궤적 생성 알고리즘은 두 단계로 구성될 수 있다. 먼저, 지형 프로파일이 입력되면 최소 이격거리와비행 상승각 및 하강각의 제한을 만족하는 비행 경로를 생성한다. 비행 경로를 생성하기 위한 기존 방법은모폴로지 연산을 사용한다. 다음으로, 비행 경로에 항공기의 속력, 비행 상승각 및 하강각 제한 그리고 수직가속도의 제한을 만족하는 원 경로를 생성하여 적용하고 궤적으로 변환한다. 비행 경로 생성에 소요되는시간을 단축하기 위해 모폴로지 연산 방법의 대안으로 무차별 대입법을 제안한다. 지형 추종 궤적 생성 알고리즘은 일정 주기마다 궤적을 생성할 때 이전 궤적과 현재 궤적이 연결되지 않는 궤적 불연속 문제가 발생하는 경우가 있다. 궤적 불연속 문제를 해결하기 위해 반지름 제한을 완화하여 원 경로를 생성하는 방법을 제안하며 기존 원 경로 생성 방법을 보완하였다. 무차별 대입법과 모폴로지 연산 방법을 이용하여 비행 경로를 생성하고 생성 시간을 비교하였고, 무차별 대입법 기반의 비행 경로에 보완한 원 경로 방법을 적용하여 궤적 불연속 문제가 발생하지 않는 것을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

One of the methods to avoid detection by enemy air defense systems is terrain following. To perform terrain following, it is necessary to generate flight trajectories. This paper proposes new methods that can be applied to existing terrain following trajectory generation algorithms. The terrain following trajectory generation algorithm consists of two steps. First, when the terrain profile is given, a flight path which satisfies the minimum clearance height and limits of climb and descent angles is generated.
The generation of flight paths is conducted by using the morphology method in the existing method.
Next, a circular path is applied to the flight path, and then converted into a trajectory. The circular path satisfies the aircraft's speed, limits on climb and descent angles and the vertical acceleration. In this paper, to reduce the runtime of generating the flight path, a brute force method is proposed. The terrain following trajectory generation algorithm sometimes generates the discontinued trajectories which refers that the previous and current trajectories are not connected. To address this problem, a method to generate circular path without the limitation of radius is proposed, which could improve the existing circular path method. Through simulation, runtimes of the flight path generation using the brute force method and the morphology method are compared. Additionally, the improved circular path method is applied to the flight path using the brute force. The result of the improved circular path shows that the trajectory discontinuity problem did not occur