• 한국음향학회지
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• 제40권4호
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• pp.382-390
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• 2021

해저면 영상을 취득하기 위해 측면주사소나나 다중빔측심기 외에도 합성개구소나가 상용화되어 널리 사용되고 있으며 국내에서도 예인형 시스템 개발 등 관련 연구가 진행 중에 있다. 고해상도의 합성개구소나 영상을 얻기 위해서는 이를 탑재하고 있는 플랫폼의 운동을 정확하게 추정하는 것이 필요하며 이를 위해 정밀한 수중항법 시스템이 요구되고 있다. 본 논문에서는 합성개구소나를 탑재하고 있는 플랫폼의 운동 특성에 따라 소나 영상의 왜곡이 얼마나 발생하는지 정량적으로 분석함으로써 요구되는 항법 정확도와 항법센서의 정밀도를 설정하는데 있어서 기준이 되는 자료를 제공하고자 한다. 총 다섯가지의 운동을 고려하고 있으며 정량적 분석을 위해 정규화된 평균 제곱근 오차를 정의한다. 각 운동 특성의 변수값 변화에 따른 오차 분석 수치해석을 통해 yaw and sway 운동이 가장 큰 영상 왜곡을 야기하며 pitch and heave 운동의 영향은 크지 않음을 확인하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.41-49
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• 2014

능동 합성개구면소나에 의한 해저부설 소형물체 탐지처리 기술은 공간적 제약을 받는 소형 무인화 시스템에서 짧은 센서어레이 사용이 가능하므로 개구면 합성처리에 의해 탐지성능을 올릴 수가 있다. 하지만 플렛폼의 정속도 직선기동에 의한 제한조건은 여러 가지 외부 환경요인과 정확한 위상차 합성 처리에 있어서 많은 오차를 유발하게 된다. 본 연구에서는 이러한 시스템에 탑재되는 능동형 합성개구면처리에 대한 적용 가능성을 분석하고, 전용 시뮬레이터를 구성하여 진행경로 변동에 의해 발생되는 위상차 부정합에 따른 탐지해상도 성능변화를 비교 검토하고자 한다. 시뮬레이션은 코히어런트 초점처리 모델에 경로변동 모듈을 추가하여 실행하였으며, 결과에서 알 수 있듯이 합성개구면처리에 의한 해저 소형물체 탐지성능은 플렛폼의 경로변동에 의한 위상차 부정합 및 S/N비 변화에 의해 많은 변화가 있음을 알 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제40권6호
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• pp.546-554
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• 2021

수중 탐지를 위한 합성개구소나(Synthetic Aperture Sonar, SAS) 신호처리에서는 탑재플랫폼이 직선경로를 따라 주행한다고 가정한다. 그러나 실제로는 플랫폼의 복잡한 운동에 따른 궤적 교란으로 인해 SAS 영상에 번짐과 같은 왜곡이 발생한다. 본 연구에서는 예인형 SAS 개발을 위해 궤적 교란에 의한 SAS 영상 왜곡을 개선하기 위한 방법으로서, Redundant Phase Center (RPC)을 이용한 예인체 운동 추정 및 영상 보정, 그리고 자동 초점 기법인 Phase Gradient Autofocus (PGA) 기법에 대해 검토하였다. 그리고 시뮬레이션을 통해, sway로 인해 왜곡된 SAS 영상에 이 기법들을 적용하고 그 성능 및 유효성에 대해 살펴보았다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.222-229
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• 2016

수중에서 운용되는 소형 무인정 탑재 능동 합성개구면소나는 외부에서 발생되는 수중환경의 영향으로 플렛품 진행시 여러 가지 궤적 교란이 발생하게 되고 개구면 합성처리에 있어서 많은 오차를 가져 온다. 본 논문에서는 진행현측방향으로 주기적 및 랜덤 궤적교란이 발생될 때 합성개구면 초점처리에 의한 위상차 부정합에 따른 방위해상도에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 시뮬레이션 결과, 주기적 궤적교란은 발생 교란 크기가 $0.3{\lambda}$, 변동 주기가 $2L_{sa}$보다 커지면 허위표적이 발생되고 방위해상도가 매우 나빠지게 되며, 합성개구면처리에 의한 해저 소형물체 탐지성능은 플렛폼의 궤적변동 종류와 조건에 따라서 방위해상도에 많은 영향을 미치는 특성을 나타내었다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제25권4호
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• pp.329-338
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• 2022

This paper provides a case study of development testing and evaluation of design goal of Interferometric SAS (Synthetic Aperture Sonar) system that is developing supported by Civil-Military Technology Cooperation Center in offshore fields. For Deep water operating capabilities evaluation, We have surveyed candidate field, bathymetric mapping and target identification over 200 m depth, East Sea. In testing phase, We have provided environmental information of testing field include water column, seabed and weather condition in real time. And to compare excellency of developing InSAS, we have gather commercial imaging sonar system data with same target. This case study will support the Test Readiness Review of future underwater surveillance system developing via investigate marine testing field environment, testing facilities and planning.

• 한국음향학회지
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• 제35권2호
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• pp.125-133
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• 2016

최근 고해상도의 해저면 영상을 취득하기 위한 합성개구 신호처리 및 수중 시스템 개발 연구가 여러 국가에서 활발히 진행 중에 있다. 국내에서도 합성개구소나의 필요성 및 중요성을 인식하여 기초적인 관련 연구가 시작되었으나 수신 배열 센서의 이동 속도에 의한 도플러 효과가 대부분 무시되어 왔다. 본 논문에서는 수신 배열 센서의 이동 속도에 따른 영향을 확인하기 위하여 공간 주파수 영역 보간법을 이용한 수동형 합성개구 신호처리 결과의 영상 왜곡 및 오차를 분석한다. 센서의 이동을 고려하지 않은 원래의 송신 신호만을 사용하는 경우 센서의 이동 속도가 증가함에 따라 음원의 위치 추정 오차가 증가하며 영상 왜곡이 현상이 뚜렷하게 나타난다. 센서의 이동을 고려하여 보정된 신호를 사용하는 경우 정확한 위치 추정이 가능하며 영상 왜곡 현상은 나타나지 않는다. 결론적으로 1 m/s 이상의 속도에서는 센서의 이동에 의한 도플러 현상을 보정하기 위한 알고리듬 적용이 필수적이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.215-222
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• 2017

소형 수중무인체에 탑재 운용되는 능동 합성개구면소나는 외부 수중환경의 영향으로 진행경로에 여러 가지 궤적 교란이 발생한다. 이는 해저 물체에서 반사된 신호의 합성 개구면처리에 있어서 위상 부정합이 발생되어 탐지성능의 저하를 가져 온다. 본 논문에서는 수중무인체가 정속도 직선기동시 현측방향으로 주기적 궤적교란이 발생될 때 DPC를 이용한 능동 SAS 자동초점처리로 훼손된 이미지를 보상하고 탐지성능에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 시뮬레이션을 통해 플랫폼의 주기적 교란 크기 및 변동 주기에 의한 훼손된 이미지는 인접된 송신 핑신호의 겹쳐진 위상중심점 위상차 적용으로 궤적교란 보상처리가 가능하고 3dB 기준 방위해상도 및 탐지 이미지의 성능개선 특성을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.1973-1980
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• 2017

능동 합성 개구면 소나를 운용하는 소형 수중 무인체는 외부 수중환경의 영향으로 진행경로에 여러 가지 속도 교란이 발생될 수 있으며, 이는 코히어런트 합성 개구면 처리시 위상 오차를 발생시켜 탐지 이미지에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 진행방향으로 주기적 사인형태의 속도 교란이 발생될 때 각 위치에서 왕복 진행 경사거리에 의해 발생되는 위상을 다중 수신 신호에 대한 상호상관 계수를 추정한 후 중첩된 DPC에서의 위치변위를 최대 허용범위 내에서의 평균값으로 보상하는 방법을 제시하였다. 시뮬레이션을 통하여 수중 무인체의 속도 교란 크기 및 변동 주파수에 의해 손상된 이미지는 제시된 위상 보상 방법으로 허위 표적 제거 및 방위해상도의 성능이 개선됨을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권8호
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• pp.1077-1085
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• 2020

부설된 기뢰를 소해하기 위해 기뢰매설 예상구역에 대한 탐색을 수행한다. 이 때 기뢰탐색은 기뢰의 위험성, 아군의 안정성 등을 고려하여 자율무인잠수정을 이용한다. 매설된 기뢰를 식별하기 위한 소나시스템은 측면주사소나, 합성개구소나 등을 탑재한다. 본 논문은 측면주사소나 특성에 따른 기뢰탐색효과도 분석에 대해 기술한다. 각 측면주사소나의 특성을 바탕으로 음향조사역 및 인식확률을 모델링 하였고, AUV의 주행패턴에 따라 분석을 수행하였다. AUV의 주행패턴은 측면주사소나 음영구역의 유무에 따라 3가지 탐색패턴을 정의하였다. 분석결과는 각 탐색패턴 마다 탐지시간, 탐지확률을 도출하고 최종적으로 측면주사소나 음영구역의 유무에 따른 탐색 향상도를 도출하였다.

• 한국음향학회지
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• 제37권6호
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• pp.443-450
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• 2018

수중 이동체의 토널 소음 분석을 위하여 수신 배열 시스템이 적용되고 있지만 설치와 운용에 어려움이 있으며, 많은 비용이 필요하다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 본 논문에서는 하나의 수신기를 이용하여 가상 배열을 합성한 후 수중 이동체의 토널 소음을 측정하는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 수중 음원의 이동으로 인하여 발생하는 도플러 주파수와 시간 지연을 보정하고, 초점 빔 형성 기법을 적용하였다. 모의실험을 통해 제안한 방법의 성능을 분석하였다.