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문제 정의
- 본 논문에서는 고속 표적에 효과적으로 대응하기 위한 다층 방어 레이다 시스템의 특성을 분석하고, 추적 성능의 향상을 도모할 수 있는 표적 인계 시점 결정 기법을 제안하였다. 이 기법은 표적의 상태 추정정보와 표적에 할당된 시간 자원량을 활용하여 다층 방어 시스템을 구성하는 각 레이다들에서의 표적 추적성능을 예측하고, 이를 통해 표적 인계 시점을 결정하는 것이다.
- 본 연구에서는 고속표적에 대응하기 위한 이층 방어체계의 특성을 분석하고, 이 시스템의 추적 성능을 향상 시키기 위한 표적 인계 시점 결정 기법을 제안하였다. 이를 조기 경보 및 대공 레이다 시스템으로 구성된 통합 시뮬레이터를 통해 검증하였으며, 해당 임무에 부여된 부하와 표적의 추정 정보를 활용한 순람표 이용 방식의 표적인계 시점 결정 기법을 제시하였다.
- 본 절에서는 조기 경보 레이다(EWR)와 대공 레이다(SAM-MFR)로 구성된 이층 방어 시스템의 운용 개념과 표적 인계 기법에 대해 설명한다.
- 본 논문에서는 고속 표적에 효과적으로 대응하기 위한 다층 방어 레이다 시스템의 특성을 분석하고, 추적 성능의 향상을 도모할 수 있는 표적 인계 시점 결정 기법을 제안하였다. 이 기법은 표적의 상태 추정정보와 표적에 할당된 시간 자원량을 활용하여 다층 방어 시스템을 구성하는 각 레이다들에서의 표적 추적성능을 예측하고, 이를 통해 표적 인계 시점을 결정하는 것이다. 제안 기법을 검증하기 위해 조기 경보 레이다 및 대공 레이다로 이루어진 통합시뮬레이터 및 검증 시나리오를 구성하였으며, 이를 활용한 시뮬레이션을 통해 추적 성능 예측 기반의 표적 인계 시점 결정 기법을 검증하였다.
가설 설정
- 고속표적 인계 시점 결정 기법을 검증하기 위해서는 적절한 시뮬레이션 환경 및 시나리오 구성이 필요하다. 우선 레이다들은 완전구체로 가정된 지구 표면상의 지정 위치에서 운용되고 있는 것을 가정하였다. 표 1은 두 가지 시뮬레이션 시나리오 상에서 레이다의 위치와 방위각을 나타낸다.
- 조기 경보 레이다와 대공 레이다는 각기 다른 지정된 위치에서 독립적으로 운용되는 것으로 가정하였다. 독립적 운용은 표적 인계 기능이 없고, 자체 탐색 기능을 통해 표적을 획득하고 추적하는 것을 의미한다.
- 이러한 다층방어 시스템의 특성이 있기 때문에, 대공 레이다의 탐지 성능을 고려하여 최대 인수거리를 설정하고, 위협에 대응하기 위한 시간적 여유를 고려하여 최소 인수거리를 설정할 필요가 있다. 최대/최소 인수거리 사이에서의 표적 인계 시점은 표적 손실에 직접적으로 영향을 미칠 수 있는 추적 성능에 의해 결정될 수 있다.
- 표적의 최대/최소 인수 거리는 대공 레이다의 탐지 성능 및 교전 통제를 위한 여유 시간을 고려하여 각각 400 km, 200 km로 설정하였으며, 표적의 인계 시점 결정 과정은 2초 간격으로 수행하는 것을 가정하였다.
- 고속 표적 추적에 대응하기 위한 레이다에서 측정하는 표적의 정보는 표적과의 상대거리와 레이다 좌표계에서 정의된 방위각 및 고도각이다. 표적의 측정치는 실제 값에 백색 Gaussian 잡음을 더하여 생성되는 것으로 가정하였다[9]. 또한, 추적 필터로 등가속 운동 모델을 이용하는 EKF(extended Kalman filter)[13],[14]를 사용하였다.
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