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연속발사 충격에 강인한 SDINS 신속 초기정렬기법 설계
Design of SDINS Rapid Initial Alignment Technique Robust to the Pyro-shock in Multi-Launch Rocket System 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.65 no.6, 2016년, pp.1038 - 1044  

이형섭 (Agency for Defence Development) ,  한경준 (Agency for Defence Development) ,  이상우 (Agency for Defence Development) ,  유명종 (Agency for Defence Development)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, a SDINS(Strapdown Inertial Navigation System) rapid initial alignment technique robust to the pyro-shock in multi-launch rocket system is proposed. The proposed method consists of three steps. Firth, transfer alignment is performed to estimate misalignment between MINS(Master INS) and...

주제어

#초기정렬   #전달정렬   #수평혼합정렬  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 발사대 고각구동제한이 없고 연속발사무기체계의 요구조건인 신속성과 정확성을 갖는 초기정렬기법을 제안하였다. 제안한 기법은 전달정렬기법과 수평정렬기법을 결합하였고 수평정렬 시 가속도계의 출력에 의한 오차를 줄이기 위해 필터링기법을 사용하였다.

가설 설정

  • 사전전달정렬만을 수행한 경우를 Case 1, 사전전달정렬과 수평혼합정렬을 수행한 경우를 Case 2, 사전전달정렬, 선행필터링, 그리고 수평혼합정렬을 모두 수행한 경우를 Case 3로 구분하여 각각 몬테칼로 방식으로 시뮬레이션을 100회 수행하여 위치 오차를 비교하였다. 시뮬레이션에 적용된 SINS의 성능은 표 2와 같으며 MINS는 1mil급 항법장치로 가정하였다. Case 1~Case 3 방법 모두 초기위치오차 및 속도오차는 0으로 설정하였고, 초기 자세오차는 SINS의 성능을 기반으로 설정하였다.
  • 신속초기정렬기법의 성능을 검증하기 위해 사전전달정렬 후 pyro-shock에 의해 롤 비정렬각이 0.1도 변화되고, 발사대에 이상진동이 인가된 상황에서 정남방향으로 탄을 발사하는 경우를 가정하여 시험을 모의하였다. 시뮬레이션 방법은 표 1에 나타내었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
관성항법시스템이란? 관성항법시스템은 초기의 위치, 속도 및 자세로부터 속도와 각도의 증감분을 적분하여 항체의 항법정보인 위치, 속도 및 자세를 실시간으로 제공하는 시스템이다. 초기값에 오차가 존재할 경우, 그 오차는 계속 누적되어 시간이 지남에 따라서 크게 증가한다.
SDINS를 사용하는 유도탄시스템에서는 주로 어떠한 기법이 사용되는가? 초기정렬방법 중 정밀도가 낮아 자체 정렬이 어려운 SDINS를 사용하는 유도탄시스템에서는 정밀한 관성항법시스템 (MINS)의 정보를 받아 유도탄내의 관성항법시스템 (SINS)의 초기자세를 계산하는 전달정렬기법과 원샷정렬(One-shot Alignment) 기법이 주로 사용된다[1-4].
전달정렬기법이 신속한 발사가 어려운 이유는 무엇인가? 전달정렬기법의 경우 MINS 항법정보를 기준 정보로 사용하여 SINS 자세를 추정하므로 정밀한 초기정렬이 가능하다. 하지만 정렬을 수행하기 위해서 정렬중 유도탄의 운동이 요구되며 정렬 완료시까지 수 십초의 시간이 필요하다. 또한 pyro-shock에 의해 비정렬각이 변하는 경우 재정렬이 요구되므로 신속한 발사가 어렵다[1-3]. 원샷정렬의 경우 필터를 이용하지 않고, MINS로부터 자세를 제공받아 SINS 자세로 사용하므로 수 초 내에 정렬이 가능하다.
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참고문헌 (6)

  1. D. Jone, C. Roberts, D. tarrant, C. Tang, C. F. Lin, "Transfer Alignment Design and Evaluation Environment", Aerospace Control Systems 1993. Proceeding. The First IEEE Regional Conference, 1993.5, pp. 753-757. 

  2. Y. Lim and J. Lyou, "An Error Compensation Method for Transfer Alignment", IEEE Conference, 2001. 

  3. K. W. Song, S. J. Lee, "The Kalman Filter Design for the Transfer Alignment by Euler Angle Matching", Journal of Control, Automation and Systems Engineering, vol.7, no.12, 2001.12, pp. 1044-1050. 

  4. M. J. Yu, C. J. Park, "Rapid Alignment for SDINS Using Equivalent Linear Transformation", Journal of The Korean Society for Aeronautical and space sciences, vol.35, no.5, 2007.5, pp.419-425 

    원문보기 상세보기 crossref

  5. D. H. Titterton and J. L. Weston, Strapdown Inertial Navigation Technology, Peter Peregrinus Ltd., 1997. 

  6. K. W. Song, C. B. Jeon, J. Lyou, "A Transfer Alignment Algorithm Using Velocity and Quaternion Partial Matching Methods", Journal of control, automation and systems engineering, vol. 3, no. 3, 1997.6, pp. 238-243 

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