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GPS 유도킷트 탑재용 GPS/INS(Global Positioning System/Inertial Navigation System) 통합 항법 시스템에 있어서, GPS 유도킷트가 탑재된 유도탄(계측탄)의 자세, 속도, 위치 등의 GPS/INS 통합 항법 정보를 지상으로 제공하는 상기 GPS 유도킷트가 탑재된 유도탄(계측탄)의 텔레메트리(Telemetry) 송신 시스템; 상기 GPS 유도킷트가 탑재된 유도탄(계측탄)의 상기 텔레메트리 송신 시스템으로부터 상기 GPS 유도킷트가 탑재된 유도탄(계측탄)의 자세, 속도, 위치 등의 GPS/INS 통합 항법 정보를 수신하는 지상 텔레메트리 수신 시스템; 이착륙, 비행 방향, 비행 고도, 속도 등의 비행 제어를 담당하는 비행조정장치(FCU:Flight Control Unit); 및 상기 비행조정장치(FCU : Flight Control Unit)의 통합항법카드(INC : Integration Navigation Card)로 유도폭탄의 가속도와 각속도 정보를 포함하는 관성데이타를 제공하는 관성측정장치(IMU:Inertial Measurement Unit); 항공기에 탑재하는 장비로 상기 비행조정장치(FCU:Flight Control Unit)에 내장된 데이타 전송 카드(DTC:Data Transfer Card)와 무선 데이터 링크를 이용하여 통신을 수행하고, 내장된 GPS 수신기의 항법해 및 위성 궤도력(Ephemeris) 정보(투하전 유도탄의 GPS 정보(현재 GPS 시각 정보, 현재 위치, 속도 정보
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제1항에 있어서,상기 비행조정장치(FCU)는, 안내제어카드(GCC:Guidance Control Card)와 조종사 시현 장치(PDU:Pilot Display Unit) 간의 통신을 담당하며, 투하전 GPS 항법 정보를 제공하는 데이타전송카드(DTC:Data Transfer Card); 상기 조종사 시현 장치(PDU:Pilot Display Unit)로부터 입력받은 조종사(운용자)의 명령 처리 및 통합 항법 장치로부터 입력받은 투하전 GPS 항법 정보를 이용하여 날개의 플래퍼론을 구동하기 위한 조종 명령의 생성을 수행하는 안내 제어 카드(GCC:Guidance Control Card); 통합항법카드(INC:Integration Navigation Card)에 통합 항법을 위한 투하 후 GPS 위성 항법 정보를 제공하는 역할을 담당하는 적어도 하나 이상의 GPS 수신기 카드 1, 2(GRC(GPS Receiver Card) #1, GRC #2); 및 상기 GPS 수신기 카드1,2(GRC #1, GRC #2)와 상기 관성측정장치(IMU:Inertial Measurement Unit)의 상기 관성데이타를 수신하여 통합 항법을 수행하고, 상기 안내제어카드(GCC:Guidance Control Card)로 유도 조종에 필요한 항법 데이터를 전달하는 통합항법카드(INC:Integration Navigation Card);를 포함하는 GPS 유도킷트 탑재용 GPS/INS 통합 항법 시스템
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제1항에 있어서,상기 관성측정장치(IMU:Inertial Measurement Unit)로 사용되는 MEMS IMU는 1 Mbps의 전송 속도를 갖는 RS-422 방식의 SDLC(Synchronous Data Link Control) 인터페이스를 통하여 가속도 및 각속도 정보를 200Hz의 출력률로 제공하는 것을 특징으로 하는 GPS 유도킷트 탑재용 GPS/INS 통합 항법 시스템
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제1항 또는 제2항에 있어서,상기 GPS 유도킷트가 탑재된 유도탄(계측탄)의 투하전 단계에서 GPS/INS 통합항법 시스템은 상기 조종사 시현 장치(PDU:Pilot Data Unit)에 내장된 GPS 수신기로부터 생성된 GPS 항법정보를 무선 데이터 링크를 통해 50Hz 주기로 지속적으로 갱신하며, 그 경로는 상기 데이타전송카드(DTC:Data Transfer Card)에서 무선 데이터를 수신하고, 상기 안내제어카드(GCC:Guidance Control Card)로 GPS 항법정보를 전송하며, 상기 안내제어카드(GCC:Guidance Control Card)는 다시 통합항법카드(INC:Integration Navigation Card)로 전송하고, 상기 GPS 수신기 카드(GRC:GPS Receiver Card)는 투하 후 빠른 위성 추적 및 3D 항법을 위해 GPS 위성 궤도력 정보를 투하전 단계부터 PDU GPS 수신기로부터 주기적으로 갱신하는 것을 특징으로 하는 GPS 유도킷트 탑재용 GPS/INS 통합 항법 시스템
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제1항 또는 제2항에 있어서,상기 GPS 유도킷트가 탑재된 유도탄(계측탄)의 투하 후 단계에서는 유도폭탄에 내장된 GRC(GPS Receiver Card) 수신기의 GPS 항법 정보를 이용한 GPS/INS 통합항법 시스템으로 구성이 변경되어 GPS 유도폭탄 자체적으로 GPS/INS 통합항법정보를 생성하며, GPS/INS 통합항법 시스템이 상기 조종사 시현 장치(PDU:Pilot Data Unit) 내장 GPS 수신기에서 유도키트 내장 GPS 수신기로 변경되고, GPS 안테나가 개방됨에 따라 투하 초기 INS(Inertial Navigation System) 단독항법 구간이 발생하며, 이는 항법정보에 오차를 발생시키는데, 투하전 단계에서 상기 GPS 수신기 카드(GRC:GPS Receiver Card)가 갱신하고 있던 위성 궤도력 정보의 사용으로 GPS/INS 통합항법으로 빠르게 전환을 수행하는 것을 특징으로 하는 GPS 유도킷트 탑재용 GPS/INS 통합 항법 시스템
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제1항에 있어서,상기 GPS/INS 통합 항법시스템의 소프트웨어는,CSC(Computer Software Components) 초기화 기능, CSC 항법 기능, CSC 통신 기능, CSC GPS(Computer Software Components Global Positioning System) 기능의 4개의 CSC 항법계통 S/W로 구성되며, 각 CSC(Computer Software Components)는 다시 CSU(Computer Software Units)로 구성되고, 상기 CSC 초기화 기능은 CSU(Computer Software Units) 초기화, CSU 정렬, 및 CSU 대기 기능으로 구성되며, 상기 CSC 항법 기능은 CSU 투하전항법, 및 CSU 투하후항법 기능으로 구성되고, 상기 CSC 통신 기능은 CSU 계측항법유도 송수신, CSU GPS 송수신, CSU IMU 정보 수신, 및 CSU 점검장비 송수신 기능으로 구성되며, 상기 CSC GPS 기능은 CSU GPS 초기화, CSU GPS 통신, CSU 신호획득 및 추적, CSU 검색위성 관리, CSU 위성정보 복원 및 처리, CSU 측정치 생성 및 CSU GPS 항법 기능으로 구성되는 것을 특징으로 하는 GPS 유도킷트 탑재용 GPS/INS 통합 항법 시스템
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제1항에 있어서,상기 GPS/INS 통합 항법 알고리즘은, 초기 정렬 알고리즘, 순수 항법 알고리즘 및 통합 칼만 필터(kalman filter) 알고리즘으로 구성되는 것을 특징으로 하는 GPS 유도킷트 탑재용 GPS/INS 통합 항법 시스템
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제7항에 있어서,상기 초기 정렬 알고리즘은, 전원 인가 후 초기화 상태, 대기 상태, 정렬 상태 과정을 거치며 항체의 동체 좌표계와 기준 좌표계 사이의 초기 자세를 구하는 과정이며, 관성측정장치(IMU:Inertial Measurement Unit)의 가속도계 정보를 이용하여 수평축 정렬을 수행하고, 방위각 정렬은 조종사 시현 장치(PDU:Pilot Display Unit)에 내장된 GPS 수신기에서 제공하는 GPS 속도 정보를 이용하여 방위각을 계산하며, 이를 초기 방위각으로 설정하는 것을 특징으로 하는 GPS 유도킷트 탑재용 GPS/INS 통합 항법 시스템
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제7항에 있어서,상기 순수 항법 알고리즘은, 항체의 위치, 속도 및 자세를 관성측정장치(IMU:Inertial Measurement Unit)의 데이터 출력률인 200Hz로 계산하는 것을 특징으로 하는 GPS 유도킷트 탑재용 GPS/INS 통합 항법 시스템
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제7항에 있어서,상기 통합 칼만 필터 알고리즘은, GPS 수신기의 위치, 속도, 의사거리 및 의사거리율 정보를 측정치로 사용하여 항법 오차 및 관성측정장치(IMU:Inertial Measurement Unit) 오차를 추정하며, 투하 전에 항공기의 날개에 의하여 유도키트의 GPS 안테나의 가시성 확보가 불가능하므로 투하 전 상태에서 항법 소프트웨어는 조종사 시현 장치(PDU:Pilot Data Unit) 내장 GPS 수신기에서 제공하는 GPS 위치 및 속도 정보를 이용하는 약결합 방식의 통합 알고리즘을 수행하고, 투하전 약결합 방식의 통합 알고리즘은 위치 오차, 속도 오차, 자세 오차, 자이로 및 가속도계 바이어스 오차의 15개의 상태 변수를 이용하여 설계되었으며, 투하 후에 GPS 수신기 카드(GRC:GPS Receiver Card)의 의사거리 및 의사거리율 정보를 이용하는 강결합 방식의 통합 알고리즘을 수행하고, GPS 수신기 카드(GRC:GPS Receiver Card)의 시계 바이어스 및 드리프트 오차를 추가하여 17 개의 상태 변수를 추정하도록 설계된 것을 특징으로 하는 GPS 유도킷트 탑재용 GPS/INS 통합 항법 시스템
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