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비행체의 상태정보, 바람정보 및 상기 비행체의 파편에 대한 파편 정보를 포함하는 입력 정보와 파편 낙하 정보를 포함하는 출력정보로 이루어지는 학습 데이터를 생성하는 데이터 생성부(110);상기 학습 데이터를 사용하여 상기 입력정보와 상기 출력정보간의 상관관계를 학습한 신경망 모델을 생성하고, 상기 신경망 모델을 통해 산출되는 상기 파편에 대한 파편 분포 영역을 갖는 출력 데이터를 산출하는 학습부(120);상기 비행체의 모델에 대한 수치해석을 통해 상기 비행체의 예상 궤적 정보를 산출하는 예상 궤적 산출부(130); 및 상기 출력 데이터 및 상기 예상 궤적 정보를 기반으로 파편 낙하 안전 영역을 예측하는 예측 데이터를 생성하는 파편 예측 결과 산출부(140);를 포함하는 것을 특징으로 하는 파편 낙하 안전 영역 산출 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 파편 정보는 상기 파편의 항력 계수를 포함하고, 상기 파편 낙하 정보는 상기 파편의 낙하 중심점의 예상 낙하 위치(PIP: Predicted Impact Point), 원형공산오차(CEP: Circular Error Probable), 및 낙하지점까지의 도달시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 파편 낙하 안전 영역 산출 시스템
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제 2 항에 있어서,상기 파편 낙하 정보는 무향 변환(Unscented Transform)을 이용하여 산출되며, 상기 무향 변환의 추정 정확도를 위해 몬테 카를로 기법이 적용된 시뮬레이션(Monte-Carlo Simulation)의 결과와 비교하여 무향 변환 파라미터가 선정되는 것을 특징으로 하는 파편 낙하 안전 영역 산출 시스템
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제 3 항에 있어서,상기 무향 전환에 따른 상기 파편 분포 영역은 지구중심고정 좌표계(ECEF: Earth-Centered Earth-Fixed)에서 상기 비행체의 예상 궤적 정보와 상기 파편의 항력 계수에 상기 바람 정보를 반영한 상기 예상 낙하 위치, 상기 원형공산오차, 및 상기 도달 시간을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 파편 낙하 안전 영역 산출 시스템
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제 4 항에 있어서,상기 낙하 위치, 상기 원형공산오차, 및 상기 도달 시간은 상기 파편의 3자유도 운동 모델의 상태벡터(X)에 영향을 받으며, 상기 상태벡터(X)는 수학식 (여기서, 는 파편 속력, 은 비행 경로각, 은 방위각, 은 지구 중심으로부터의 거리, 은 위도, 은 경도, 는 항력계수이고, 는 전치 행렬을 나타낸다)으로 정의되는 것을 특징으로 하는 파편 낙하 안전 영역 산출 시스템
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제 5 항에 있어서,상기 상태벡터(X)에 따른 상기 파편의 3자유도 운동 방정식은 수학식 , 수학식 , 수학식 , 수학식 , 수학식 , 수학식 , 수학식 (여기서 c,s,t는 각각 cos,sin,tan를 의미하며, 은 항력에 의한 속력, 비행 경로각, 방위각의 변화율 성분을 나타내며, 는 지구 회전 각속도, 는 중력 가속도이고, 항력은 , 는 공기의 밀도를 나타낸다)으로 정의되는 것을 특징으로 하는 파편 낙하 안전 영역 산출 시스템
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제 5 항에 있어서,상기 원형공산오차(CEP)는 수학식 (여기서, , , 는 , 좌표값이고, 는 표준편차를 나타낸다)으로 정의되는 것을 특징으로 하는 파편 낙하 안전 영역 산출 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 상태 정보는 상기 비행체의 미리 설정되는 기준 비행 경로각, 방위각(620), 상기 파편의 현재 위치(610), 상기 파편의 분출 속도를 포함하고, 상기 바람 정보는 풍속 및 풍향(630)을 포함하는 것을 특징으로 하는 파편 낙하 안전 영역 산출 시스템
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제 1 항에 있어서,비행체의 상기 특성은 고유 특성인 물리량, 공력, 및 추력을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 파편 낙하 안전 영역 산출 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 예상 궤적 정보는 PNG(Propotional Navigation Guidance) 및 IAC(Impact Angle Control) 기법을 적용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 파편 낙하 안전 영역 산출 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 모델 시뮬레이션은 6자유도 모델 시뮬레이션이고, 상기 학습부(120)는 신경망 모델으로 이루어지며, 상기 신경망 모델은 FCNN(Fully Connected Neural Network)인 것을 특징으로 하는 파편 낙하 안전 영역 산출 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 파편 낙하 안전 영역은 상기 파편 분포 영역의 외곽을 잇는 다각형을 안전영역으로 지정함에 따라 이루어지는 것을 특징으로 하는 파편 낙하 안전 영역 산출 시스템
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(a) 데이터 생성부(110)가 비행체의 상태정보, 바람정보 및 상기 비행체의 파편에 대한 파편 정보를 포함하는 입력 정보와 파편 낙하 정보를 포함하는 출력정보로 이루어지는 학습 데이터를 생성하는 단계;(b) 학습부(120)가 상기 학습 데이터를 사용하여 상기 입력정보와 상기 출력정보간의 상관관계를 학습한 신경망 모델을 생성하고, 상기 신경망 모델을 통해 상기 파편에 대한 파편 분포 영역을 갖는 출력 데이터를 산출하는 단계;(c) 예상 궤적 산출부(130)가 상기 비행체의 모델에 대한 수치해석을 통해 상기 비행체의 예상 궤적 정보를 산출하는 단계; 및 (d) 파편 예측 결과 산출부(140)가 상기 출력 데이터 및 상기 예상 궤적 정보를 기반으로 파편 낙하 안전 영역을 예측하는 예측 데이터를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파편 낙하 안전 영역 산출 방법
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