본 논문에서는 함포 사격 정확도를 향상시키기 위해 표적 위치 예측과 사격 오차 도출에서의 딥러닝 알고리즘 적용 가능성을 연구하였다. 표적 위치 예측 시 딥러닝 알고리즘의 하나인 LSTM 모델과 RN 구조를 적용했을 때 좀 더 정밀한 표적 위치를 예측할 수 있다는 가능성을 확인하고 모델을 설계하였다. 사격 오차 도출 시 사격제원 계산에 영향을 끼치는 요소들을 데이터 셋으로 관리하며, GAN을 사용하여 데이터 셋을 생성 후 강화 학습을 진행하여 사격 오차를 줄일 수 있는 모델을 설계하였다. 2가지 모델을 결합하여 사격 정확도를 향상시키기 위한 딥러닝 기반의 사격제원 계산 모델을 설계하였다.
본 논문에서는 오류 검출을 위해 소프트웨어 오류 추정 기법을 활용하여 항공무장 시스템인 공대지 사격의 오류 요인을 분석하기 위한 모델을 제시하고 모델을 기반으로 오류 요인 영향을 분석하였다. 선행 연구에서는 공대지 무기체계의 정확도에 영향을 미치는 오류 요소를 분석하고 결함위치추정 기법인 FBEL(Factor-based Error Localization) 기법을 제안하였으며 실사격 자료에 적용하여 오류 요소를 분석하였다. 그러나 다양한 요인 중 하나의 요인인 정확도를 고정하여 적용하므로 다양한 사격 정확도 변화에 따른 사격 오류 발생 요소와의 상관관계는 밝히지 못하였다. 본 연구에서는 사격 오류 요소의 상관관계 분석을 통하여 보다 세밀한 오류 분석 모델을 제시하고 시간과 비용이 제한적이거나 테스트 케이스가 적은 상태에서 오류 발생 가능 요소를 추정하는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 실사격 자료를 이용한 시뮬레이션을 통해 그 효용성을 입증하였으며, 무기체계 공대지 시험평가에서 어떤 요소들이 정확도에 영향을 미치는 지를 분석하는데 성공적으로 활용될 수 있음을 보였다.
박격포는 성능과 전술적 관점에서 20세기말에 괄목할만한 발전을 하고 있다. 대구경화 및 사거리 신장, 신소재에 의한 경량화, 스마트탄 개발, 신관 및 유탄의 개발, 차량 탑재화로 신속한 기동, 사격통제시스템의 발전 등으로 시험사격 없이 초탄에 바로 정확한 효력사를 발사할 수 있으며, 미리 선정된 사격진지로 포탑화 장갑 박격포 시스템으로 신속한 기동이 가능하다.
현대전에 있어서 대량의 화력, 신속한 기동력은 전승의 핵심요소이기 때문에 전쟁에서 승리하기 위해서는 이에 대한 과학적인 운용이 요구된다. 따라서 첨단기술을 이용한 치밀한 화력계획과 신속 정확한 타격으로 적에게 치명적인 피해를 줄 수 있어야 한다. 특히 사격이 작전개시 전에 미리 계획하여 수행하게 되는 경우는 표적별 사격 필요량에 의해 사격부대의 사격량을 할당함과 동시에 사격순서를 결정한 후 전체사격시간을 최소화함으로써 사격의 효과를 높일 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 사격완료시간을 최소화하기 위하여 동시에 표적을 타격하는 경우와 현재 야전부대에서 운용하고 있는 개별적으로 사격하는 문제 그리고 사격부대를 혼합하여 사격하는 경우의 최적의 사격완료시간을 비교하고, 사격시간 최소화를 위해 각 표적을 어떻게 할당할 것인지 수리모형을 이용하여 방안을 제시함으로써 작전계획에 맞는 사격계획표를 작성하는 것이다.
This paper presents a ballistic lead-computation method which utilizes automatic video tracking, tracking assistance and roll uncoupling. The method is able to improve the firing accuracy of army fighting vehicles such as main battle tanks. In the experiment, the efficiency of the proposed method is evaluated by an error analysis in real operating environment. The proposed method has been applied to the fire control system of a military vehicle and proved through the development test of the vehicle.
곡사포의 사격오차는 탄착의 분산도와 탄착중심오차(MPI)를 포괄하는 용어로, 본 연구에서는 사격시험을 수행하지 않고 정량적 분석을 통해 사격오차를 예측하는 기법에 대해 논하고자 한다. 기존에도 곡사포의 사격오차를 예측하기 위한 분석기법은 있었지만, 오차에 관여하는 영향요소들에 대한 정보가 부족하여 활용이 제한되었다. 본 연구에서는 이런 문제를 해결하기 위해 누적된 시험이 수행된 기존 무기체계 시험결과를 활용하여, 오차의 원인이 되는 각 요소 값들을 역으로 산출하는 방식을 제안한다. 이 과정에서 항공공학 분야에서 흔히 사용되는 최적화 알고리즘을 이용한 입력계수 추출 방식을 도입하였다. 최적화 알고리즘으로는 CMA-ES라는 진화적 기법을 소개하며, 적용 결과에 대하여 해설하였다. 이런 과정을 통해 얻은 사격오차요인 값은 향후 신규 무기체계 개발에 있어 성능요구사항 산출에 사용될 수 있으며, 야전에서의 곡사포 정확도 향상에도 기여할 것으로 보인다.
장차전은 첨단화된 무기체계와 최근의 전쟁양상을 고려해 볼 때 화력전의 성공여부가 전쟁의 결정적인 영향을 초래하게 될 것이다. 하지만 현재 한국군 포병전력은 수적으로 북한군에 비해 열세이며, 이를 극복하기 위한 방법으로 신속/정확한 사격으로 적에게 치명적인 피해를 줄 것이 요구된다. 따라서, 본 논문에서는 다수 표적을 수리적 모델을 이용하여 사격순서를 정하여 사격종료시간을 최소화함으로써 작전 운영의 융통성을 부여해 줄 수 있는 방법을 제시하였다. 또한 야전포병부대에서 화력계획 작성시 고려할 수 있는 지휘관의 의도, 일부 포병부대의 예상되는 사격제한(진지변환, 사거리 한계),우선순위 표적(핵심, 고가치), 화력계획의 차후 변경 등 각종 실질적 상황을 고려하여 최대한 빠른 시간에 사격을 마칠 수 있도록 하였다. 이와 같은 사격순서 결정문제를 혼합정수 계획모형(MIP: Mixed Integer Programming)으로 구성하였고 분석 수단으로 ILOG OPL을 이용하여 최적해를 구하였다. 본 연구에서 제시한 모형을 야전포병부대에서 활용한다면, 작전운용간 좀더 효과적이고 신속한 사격이 되어 전투력 향상에 기여할 수 있을 것이다.
함포의 사격통제장치 성능은 크게 하드웨어(H/W)적인 오차와 소프트웨어(S/W)적인 오차로 구분할 수 있으며, 이중 S/W 오차에 해당하는 표적의 위치, 속도, 가속도 등을 추정하는 추적필터 오차는 탄도계산장치의 성능에 중요한 영향을 미친다. 함포의 정확한 예상탄착점 형성과 사격시 명중률 향상을 위하여 정확한 미래위치의 표적 상태정보가 필요하다. 표적 추적필터 알고리즘은 Single Singer Model, Fixed Gain 필터 알고리즘, IMM, PBIMM등이 있다. 본 논문에서는 최근 국내 함정에 적용예정인 IMM 추적필터를 설계하였다. IMM 추적필터를 위해 CV모델, Song 모델, CTR모델을 사용하여 동역학 모델을 만들었으며, 추적성능을 Monte-Carlo 시뮬레이션을 통해 해석해 보았다.
In this paper, a study on variation of an accuracy rate as the gradient of a rifle is shown. In the a state of hostilities, a soldier is not easy to take a shot vertically against the ground. If a soldier shoots as the pistol is inclined, how the accuracy rate is changed. While the pistol is shot, the change of ballistic curve is estimated. And we also verify the accuracy rate through the firing test. Then we compare two results and present some ideas which overcome the decrease of an accuracy rate. Hereafter, it is possible to adapt in the future soldier system and expected that the accuracy rate of the conventional gun is maintained.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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