위험제어 시나리오 기반의 무인잠수정 소나 센서 배열 선정을 위한 시뮬레이터 개발

• 영문명: A Simulator Development for Determining the Sonar Sensor Configuration of Unmanned Underwater Vehicles Based on a Hold-at-Risk Scenario
• 발행기관: 한국시뮬레이션학회
• 저자명: 신명인(Myoungin Shin) 이진호(Jinho Lee) 홍우영(Wooyoung Hong) 김우식(Woo Shik Kim) 배호석(Hoseuk Bae) 조현진(Hyunjin Cho)
• 간행물 정보: 『한국시뮬레이션학회 논문지』제29권 제2호, 21~33쪽, 전체 13쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2020.06.30

국문 초록

본 연구에서는 무인잠수정의 효과적인 대잠전 수행을 위해, 시나리오 기반의 무인잠수정 소나 센서 배열 선정을 위한 시뮬레이터를 개발하였다. 먼저, 대잠전 분야에서 무인잠수정의 임무 및 운용개념을 분석하고, 가장 주요한 임무 중 하나인 위험제어(Hold at Risk)를 시뮬레이션 시나리오로 선정하였다. 다음으로, 시뮬레이터 구성요소 모델을 위하여, 플랫폼별(무인잠수정, 표적 잠수함) 운동모델, 음향모델 및 환경모델을 제시하였다. 특히 음향모델에서는 센서 배열에 따른 빔패턴을 기반으로 수동 소나방정식을 이용하여 탐지여부를 판단하였다. 또한, 표적의 방위 및 고각 추정을 위하여 진폭기반 방위 추정법과 위상 모노펄스 추정기법을 각각 적용하였다. 개발된 시뮬레이터를 통해 센서 배열 변화에 따른 결과의 경향성이 기본적인 빔패턴 이론과 일치하는 것을 보여주며, 다양한 시나리오에 대한 적용 가능성을 시사한다.

영문 초록

This study develops a simulator for determining the sonar sensor configuration of unmanned underwater vehicles (UUVs) based on a scenario, in order for UUVs to conduct an effective anti-submarine warfare (ASW). First, we analyze the missions and operational concepts of UUVs in the field of ASW, and then select a Hold-atRisk scenario as the one with the highest priority. Next, for modeling the components of a simulator, the motion, acoustic characteristic, and environment condition of the platforms (UUV and target submarine) are specified. Especially, based on the beam pattern of each sonar configuration considered in this paper, the passive sonar equation is used to verify target detection, and we further estimate the azimuth and elevation of the target using amplitude and phase of the received signal, respectively. The simulation results show the performance tendency depending on the sonar sensor configurations of a UUV, and the simulator provides a high applicability under various scenarios.

목차

1. 서론

2. 무인잠수정 임무 분석 및 시나리오 선정

3. 시뮬레이션 모델 설계

4. 시뮬레이터 사례 분석

5. 결론

References

키워드

시뮬레이터 무인잠수정 대잠전 소나 센서 배열 Simulator UUV ASW SONAR sensor configuration