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포탄의 운동 정보를 측정하는 관성 측정 센서(110);상기 포탄 주위의 지구 자기장 정보를 측정하는 지자기 센서(120);위성 항법 신호를 획득하는 위성항법 수신기(130); 포탄의 속도 벡터를 이용하여 피치각 요각을 추정하는 비행중 초기 정렬을 수행하고, 상기 운동 정보, 지구 자기장 정보 및 위성 항법 신호를 이용하여 상기 포탄의 롤각을 추정하여 롤각 추정 정보를 생성하는 롤각 추정기(140);상기 롤각 추정 정보 및 운동 정보를 이용하여 포탄 관성 항법 정보를 산출하는 관성항법장치(150); 및상기 포탄 관성 항법 정보와 위성 항법 신호의 오차를 보정하여 비행중 포탄의 정밀 비행 정보를 산출하는 복합항법장치(170);를 포함하며,상기 지자기 센서(120)는 포탄 주위의 지구 자기장을 측정하여 회전에 따라서 변조되어 측정되는 지자기 센서값을 토대로 회전수 및 회전각을 계산하고,상기 롤각 추정 정보는 상기 지자기 센서(120)로부터의 지구 자기장 정보 중 지자기 회전수를 이용하여 생성되는 지자기 롤각 추정 정보, 및 상기 관성 측정 센서(110)로부터의 운동 정보 중 자이로스코프 회전수 및 상기 지자기 회전수를 이용하여 생성되는 위성 항법 수신기 롤각 추정 정보 중 적어도 하나를 포함하며,상기 지자기 롤각 추정 정보 및 위성 항법 수신기 롤각 추정 정보는 위성 수신 세기의 저하에 상쇄하기 위해 선택적으로 적용되는 것을 특징으로 하는 지자기 센서와 위성항법 신호에 기반한 유도 포탄용 롤각 정렬 항법 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 운동 정보는 상기 포탄의 회전 운동 및 선형 가속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 지자기 센서와 위성항법 신호에 기반한 유도 포탄용 롤각 정렬 항법 시스템
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제 2 항에 있어서,상기 포탄 관성 항법 정보는 상기 포탄의 초기 위치 정보, 비행중 위치 정보, 초기 속도 정보, 비행중 속도 정보, 초기 자세 정보, 및 비행중 자세 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 지자기 센서와 위성항법 신호에 기반한 유도 포탄용 롤각 정렬 항법 시스템
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제 3 항에 있어서,상기 정밀 비행 정보는 상기 비행중 위치 정보를 보정한 보정 위치, 비행중 속도 정보를 보정한 보정 속도 정보, 및 비행중 자세 정보를 보정한 보정 자세 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 지자기 센서와 위성항법 신호에 기반한 유도 포탄용 롤각 정렬 항법 시스템
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제 3 항에 있어서,상기 초기 위치 정보 및 초기 속도 정보는 상기 위성 항법 수신기(130)의 초기화 방식을 통해서 획득되는 것을 특징으로 하는 지자기 센서와 위성항법 신호에 기반한 유도 포탄용 롤각 정렬 항법 시스템
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제 3 항에 있어서,상기 초기 자세 정보 중 피치각 및 요각은 위성항법 수신기(130)에서 출력되는 각 축의 속도 벡터 또는 위성항법이 불능 시에 미리 지상에서 계산되어 포탄에 장입된 포탄의 사전 장입 궤적 정보를 삼각법을 이용하여 추정되는 것을 특징으로 하는 지자기 센서와 위성항법 신호에 기반한 유도 포탄용 롤각 정렬 항법 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 롤각 추정기(140)는, 상기 위성 항법 수신기(130)의 특정 방향의 속도 벡터를 이용하거나 상기 위성항법 수신기(130)가 불능 시에 상기 포탄의 사전 장입 궤적 정보를 이용하여 포탄의 초기 피치각 및 초기 요각을 계산하는 비행중 초기 정렬을 수행하는 것을 특징으로 하는 지자기 센서와 위성항법 신호에 기반한 유도 포탄용 롤각 정렬 항법 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 롤각 추정기(140)는,상기 지자기 센서(120)가 상기 포탄 주위의 지구 자기장이 상기 포탄의 회전에 따라서 변조되어 측정되는 값을 토대로 회전수 및 롤각을 추정하거나, 상기 지자기 센서(120)의 회전수 추정값을 상기 위성 항법 수신기(130)에 적용하여 롤각 추정하거나, 상기 관성 측정 센서(110)의 회전수 측정값을 상기 위성항법 수신기(130)에 적용하여 롤각 추정하거나, 위성항법 수신기 정보만을 가지고 롤각 추정하는 비행중 롤각 정렬을 수행하는 것을 특징으로 하는 지자기 센서와 위성항법 신호에 기반한 유도 포탄용 롤각 정렬 항법 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 지자기 회전수는 상기 위성 항법 수신기 추정 정보를 위한 측정 주기보다 빠른 측정 주기를 가지는 것을 특징으로 하는 지자기 센서와 위성항법 신호에 기반한 유도 포탄용 롤각 정렬 항법 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 관성측정 센서(110)는 포탄 발사시 내고충격성을 확보하고 소형 적용을 위해 MEMS IMU(Micro Electro Mechanical Systems Inertial Measurement Unit)인 것을 특징으로 하는 지자기 센서와 위성항법 신호에 기반한 유도 포탄용 롤각 정렬 항법 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 롤각의 추정은 회전수 변화에도 상기 지자기 센서(120)의 회전수 추정값 또는 상기 관성 측정 센서(110)의 자이로스코프의 회전수 측정값을 반영하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지자기 센서와 위성항법 신호에 기반한 유도 포탄용 롤각 정렬 항법 시스템
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(a) 관성 측정 센서(110)가 포탄의 운동 정보를 측정하는 단계;(b) 지자기 센서(120)가 상기 포탄 주위의 지구 자기장 정보를 측정하는 단계;(c) 위성항법 수신기(130)가 위성 항법 신호를 획득하는 단계; (d) 포탄의 속도 벡터를 이용하여 피치각 요각을 추정하는 비행중 초기 정렬을 수행하는 단계; (e) 롤각 추정기(140)가 상기 운동 정보, 지구 자기장 정보 및 위성 항법 신호를 이용하여 상기 포탄의 롤각을 추정하여 롤각 추정 정보를 생성하는 단계;(f) 관성항법장치(150)가 상기 롤각 추정 정보 및 운동 정보를 이용하여 포탄 관성 항법 정보를 산출하는 단계; 및(g) 복합항법장치(170)가 상기 포탄 관성 항법 정보와 위성 항법 신호의 오차를 보정하여 비행중 포탄의 정밀 비행 정보를 산출하는 단계;를 포함하며, 상기 지자기 센서(120)는 포탄 주위의 지구 자기장을 측정하여 회전에 따라서 변조되어 측정되는 지자기 센서값을 토대로 회전수 및 회전각을 계산하고,상기 롤각 추정 정보는 상기 지자기 센서(120)로부터의 지구 자기장 정보 중 지자기 회전수를 이용하여 생성되는 지자기 롤각 추정 정보, 및 상기 관성 측정 센서(110)로부터의 운동 정보 중 자이로스코프 회전수 및 상기 지자기 회전수를 이용하여 생성되는 위성 항법 수신기 롤각 추정 정보 중 적어도 하나를 포함하며,상기 지자기 롤각 추정 정보 및 위성 항법 수신기 롤각 추정 정보는 위성 수신 세기의 저하에 상쇄하기 위해 선택적으로 적용되는 것을 특징으로 하는 지자기 센서와 위성항법 신호에 기반한 유도 포탄용 롤각 정렬 항법 방법
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