본 논문에서는 포병 대대급 지휘통제 수행을 위해 기존 포병사격지휘체계(BTCS : Battalion Tactical Command System)의 전술적 사격지휘 자동화 절차를 추가하기 위한 기능을 분석 및 설계하고, 핵심 알고리즘에 대해 구현과를 제시한다. 분석 과정에서는 미군 선진포병전술자료체계(AFATDS)의 전술 결심 지원 3단계 획득-결심-할당 절차를 참고하였다. 전술적 사격지휘 자동화 절차는 표적분석, 공격우선순위 및 사격부대 결정, 사격방법 및 공격방법 결정의 3단계로 구성된다. 첫 번째 단계로, 표적분석에서는 표적정보인 표적활동, 크기, 방호정도 정보를 활용하여 표적의 등급을 생성한다. 두 번째 단계로, 공격우선순위 및 사격부대 결정은 표적 등급과 지휘관의 화력운용지침을 고려하여 표적의 공격우선순위를 결정하고, 부대 가용도 및 작전 임무를 고려하여 사격부대를 결정한다. 마지막 단계로, 사격 및 공격방법 결정은 표적에 대한 요망 효과 달성을 위해 사격방법과 합동탄약효과교범(JMEM)을 활용하여 발수 등을 결정한다. 끝으로 전술적 사격지휘절차 단계간 우선순위결정, 공역통제 및 고사계 판단 핵심 알고리즘을 적용함으로서 기존 절차를 개선하여 사격임무를 처리할 수 있도록 하였다. (*기존절차 : 우선순위판단 : 시간만 고려, 사격가능부대 : 사격가능 사거리만 고려하여 판단함).
본 논문에서는 포병 대대급 지휘통제 수행을 위해 기존 포병사격지휘체계(BTCS : Battalion Tactical Command System)의 전술적 사격지휘 자동화 절차를 추가하기 위한 기능을 분석 및 설계하고, 핵심 알고리즘에 대해 구현과를 제시한다. 분석 과정에서는 미군 선진포병전술자료체계(AFATDS)의 전술 결심 지원 3단계 획득-결심-할당 절차를 참고하였다. 전술적 사격지휘 자동화 절차는 표적분석, 공격우선순위 및 사격부대 결정, 사격방법 및 공격방법 결정의 3단계로 구성된다. 첫 번째 단계로, 표적분석에서는 표적정보인 표적활동, 크기, 방호정도 정보를 활용하여 표적의 등급을 생성한다. 두 번째 단계로, 공격우선순위 및 사격부대 결정은 표적 등급과 지휘관의 화력운용지침을 고려하여 표적의 공격우선순위를 결정하고, 부대 가용도 및 작전 임무를 고려하여 사격부대를 결정한다. 마지막 단계로, 사격 및 공격방법 결정은 표적에 대한 요망 효과 달성을 위해 사격방법과 합동탄약효과교범(JMEM)을 활용하여 발수 등을 결정한다. 끝으로 전술적 사격지휘절차 단계간 우선순위결정, 공역통제 및 고사계 판단 핵심 알고리즘을 적용함으로서 기존 절차를 개선하여 사격임무를 처리할 수 있도록 하였다. (*기존절차 : 우선순위판단 : 시간만 고려, 사격가능부대 : 사격가능 사거리만 고려하여 판단함).
This report shows the analysis and design of tactical decision automation procedure and the result of core algorithm. Expecially scheme of analysis and design includes result of tactical decision supporting procedure analysis for target engagement to fire in refer to AFATDS. Tactical decision automa...
This report shows the analysis and design of tactical decision automation procedure and the result of core algorithm. Expecially scheme of analysis and design includes result of tactical decision supporting procedure analysis for target engagement to fire in refer to AFATDS. Tactical decision automation procedure has three phases like target analysis, target priority, fire unit decision, fire method and attack method. Target analysis creates base information to decide priorities and attack methods through target activity, size and protection status. Target priority and fire unit decision judge target priority and fire unit with unit status and operation mission basis of target priority. Fire unit and Attack method decide fire style according to the kind of fire and ammunition for effective firing achievement. Finally, we show the effective tactical decision automation procedure through making the algorithm of priority and air control.
This report shows the analysis and design of tactical decision automation procedure and the result of core algorithm. Expecially scheme of analysis and design includes result of tactical decision supporting procedure analysis for target engagement to fire in refer to AFATDS. Tactical decision automation procedure has three phases like target analysis, target priority, fire unit decision, fire method and attack method. Target analysis creates base information to decide priorities and attack methods through target activity, size and protection status. Target priority and fire unit decision judge target priority and fire unit with unit status and operation mission basis of target priority. Fire unit and Attack method decide fire style according to the kind of fire and ammunition for effective firing achievement. Finally, we show the effective tactical decision automation procedure through making the algorithm of priority and air control.
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제안 방법
관련연구를 통해서 본 것처럼 전술적 사격지휘 절차 중 표적우선순위결정은 동일하나, 본 논문에서 제시한 공역통제(포병탄의 궤적을 이용하여 고도 공역 통제 판단) 및 디지털 지형 고도 데이터를 활용한 고 사계 판단 알고리즘은 AFATDS의 전술적 사격 지휘 절차에서는 사용하지 않았다.
따라서 두 번째도 직관적인 사용자의 판단이 필요하나 첫 번째 방법보다는 다소 정확성이 있으므로 정확한 분석을 위해서 두 번째 방법을 적용한다. 표적 규모 분석 결과는 탄약의 양과 관계가 있기 때문에 규모를 크기로 환산하여 표 1과 같이 사용자에게 제시한다.
결정을 제시한다. 또한 각 단계별 자동화 절차의 핵심 알고리즘인 공격우선순위 , 고사계 판단 및 공역 회피 알고리즘을 분석/설계 한다.
그리고 사격지휘 절차 단계에서 처리해야 하는 기능들에 대한 순서 검증을 위해 미군 선진포병전술자료체계(Advanced Field Artillery Tactical Data System: AFATDS)의 전술결심 절차를 참고하였다. 마지막으로 전술적 사격 지휘 절차 자동화의 주요 알고리즘인 표적의 우선순위 , 공역통제 및 고사계 판단 알고리즘을 구현 및 검증을 하였다.
미군의 AFATDS国의 전술적 결심절차를 분석한다.
본 연구에서는 포병 화력의 전술적 사격지휘 절차 중에서 자동화한 표적분석, 공격우선순위 선정, 최적 사격부대 결정을 위한 공역통제 및 고사계 판단 알고리즘을 분석/설계하고 구현한다. 그리고 사격지휘 절차 단계에서 처리해야 하는 기능들에 대한 순서 검증을 위해 미군 선진포병전술자료체계(Advanced Field Artillery Tactical Data System: AFATDS)의 전술결심 절차를 참고하였다.
본 연구에서는 포병대대에서의 전술적 결심 절차인 표적분석, 사격가능 분석, 공격우선순위 선정, 최적 사격부대 결정, 사격방법 결정, 공격방법 선정에 대해 자동화한 절차를 분석/설계하였다. 특히 기존 BTCS 에서 수동으로 처리하던 공격우선순위결정, 최소사각 및 고사계분석, 공역통제점검 분야들을 지형데이터 및 관련 알고리즘을 활용하여 자동화하고 결과를 제시함으로서 대대급 화력 부대에서 보다 빠르고 정확한 전술적 사격지휘를 지원해 줄 수 있게 되었다.
사향속은 표적분석 결과인 표적의 모양을 참조하여 표적의 형태와 가장 동일한 형태의 모양으로 탄이 산포되도록 자동으로 제시한다. 분포는 표적을 제압하기 위한 사격 필요 부대 수보다 사격하는 부대를 비교하여 1개 중대급이 대형표적을 사격할 때 적용하는 지역사(탄이 종 모양으로 분포), 소사(탄이 횡 모양으로 분포), 지역사 및 소사와 같은 방법을 자동으로 결정하여 제시한다.
사격 가능부대결정시 최소사각 및 고사계 점검과 공역 통제(탄궤적 추적 방식) 점검을 완전 자동화하여 제시하도록 개선 한다.
않더라도 공역 침범이 된다. 이러한 점을 보완하기 위해서 공역지점과 실제 탄 궤적을 50m 단위로 비교하여 공역 침범 여부를 점검 한다.
전술적 사격지휘 자동화 절차 3단계인 표적분석, 공격우선순위 및 사격부대 결정, 사격방법 및 공격 방법 결정을 제시한다. 또한 각 단계별 자동화 절차의 핵심 알고리즘인 공격우선순위 , 고사계 판단 및 공역 회피 알고리즘을 분석/설계 한다.
전술적 사격지휘 자동화 절차의 핵심 알고리즘인 공격 우선순위와 공역통제에 대해 구현 및 검증한다.
점검할 차폐물에 대해서 최소사각 및 고사계 계산을 하여 침범한 경우 장약(탄을 날아가게 하는 화약) 을 변경하여 사격 가능 장약을 찾아서 제시한다. 하지만 장약 변경시에도 최소사각 및 고사계 침범한 경우 사격 불가 부대가 된다.
따라서 획든된 표적에 대해 작전과 사격 가용도를 고려할 때 사격해야할 우선순위가 반드시 필요하다. 표적 우선순위를 기반으로 작전 지역과 사격가용도를 분석하여 사격가능부대를 결정하고 사격가능부대중 최적의 사격부대를 선택하여 사용자에게 제시한다. (최적 조건 : 탄약 보유량, 사격가능포반, 즉각 사격여부, 크로스탄 점검)问
기존에는 지휘관의 직관력에 기초하여 결정하거나, 접수된 순으로 처리하였다. 하지만 본 연구에서는 지휘관이 우선순위를 결정할 때 참조했던 주요 요소를 중심으로 우선 순위를 결정하도록 하였다. AFATDS의 경우 우선순위 산출시에는 획득수단 및 표적정보에 의한 가중치 점수 방식으로 우선순위를 결정한다.
대상 데이터
않도록 한다. 최대 개수가 없으면 처리 시간에 영향을 주기 때문에 시간의 영향을 최소화 하기 위해 샘플링 개수를 100개로 제한하였다. 그림 8과 같은 절차로 샘플링된 데이터에서 다시 꼭지점 되는 샘플링 요소를 계산하여 최종적으로 점검해야할 차폐물을 선정한다.
이론/모형
분석/설계하고 구현한다. 그리고 사격지휘 절차 단계에서 처리해야 하는 기능들에 대한 순서 검증을 위해 미군 선진포병전술자료체계(Advanced Field Artillery Tactical Data System: AFATDS)의 전술결심 절차를 참고하였다. 마지막으로 전술적 사격 지휘 절차 자동화의 주요 알고리즘인 표적의 우선순위 , 공역통제 및 고사계 판단 알고리즘을 구현 및 검증을 하였다.
성능/효과
절차를 분석/설계하였다. 특히 기존 BTCS 에서 수동으로 처리하던 공격우선순위결정, 최소사각 및 고사계분석, 공역통제점검 분야들을 지형데이터 및 관련 알고리즘을 활용하여 자동화하고 결과를 제시함으로서 대대급 화력 부대에서 보다 빠르고 정확한 전술적 사격지휘를 지원해 줄 수 있게 되었다. 또한 공격 우선순위 결정 알고리즘과 고도분리 공역통제 회피알고리즘은 포병대대급에서만 아니라 공중 작전과 연계된 관련 작전 분야에서도 적용이 가능할 것으로 판단된다.
후속연구
특히 기존 BTCS 에서 수동으로 처리하던 공격우선순위결정, 최소사각 및 고사계분석, 공역통제점검 분야들을 지형데이터 및 관련 알고리즘을 활용하여 자동화하고 결과를 제시함으로서 대대급 화력 부대에서 보다 빠르고 정확한 전술적 사격지휘를 지원해 줄 수 있게 되었다. 또한 공격 우선순위 결정 알고리즘과 고도분리 공역통제 회피알고리즘은 포병대대급에서만 아니라 공중 작전과 연계된 관련 작전 분야에서도 적용이 가능할 것으로 판단된다.
향후에는 대대급 이상 부대에서도 적용이 가능하도록 전술적 사격지휘 절차를 기반으로 대대급 이상 부대에서의 전술적 사격지휘절차에 대해 연구할 예정이다.
참고문헌 (7)
육군본부, "포병운용", 야전교범 2-2, 2002.
육군본부, "화력운용", 야전교범 6-1, 2001.
육군본부, "화력운용 실무", 실무참고, 2004.
안명환, 조철영, 박영우, 신철수, 조한준, 이특수, 김영빈, "KVMF의 효율적 적용을 위한 메시지 및 아키텍처 설계 방법에 관한 연구," 한국군사과학기술학회지, 제12권, 제5호, pp.601-608, 2009.
Scott Carey, Martin Kleiner,Michael and Richard Brown R. Hieb, Ph.D. Development of a C2 Standard of Task Representation for C4ISR Systems, Simulations and Robotics: Battle Management Language, 2002Command and Control Research and Technology Symposium, 2002.
김세용, 이재영 "명중확율 개선 및 효율적인 대활력전 수행방안," 한국시뮬레이션학회 논문지, Vol.17, No.5, pp.143-152, 2008.
김기호, "포병부대 계획표적 사격 순서 결정에 관한 연구", 석사학위논문, 고려대학교, 2003
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