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KR20240142871A - System and method of measuring mono-pulse radar's precise sea level altitude - Google Patents

System and method of measuring mono-pulse radar's precise sea level altitude Download PDF

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Publication number
KR20240142871A
KR20240142871A KR1020230037452A KR20230037452A KR20240142871A KR 20240142871 A KR20240142871 A KR 20240142871A KR 1020230037452 A KR1020230037452 A KR 1020230037452A KR 20230037452 A KR20230037452 A KR 20230037452A KR 20240142871 A KR20240142871 A KR 20240142871A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
radar
agr
altitude
distance
module
Prior art date
Application number
KR1020230037452A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김태형
박준현
Original Assignee
엘아이지넥스원 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 시스템 및 방법이 개시된다. 레이더 장착 고도 측정을 위한 빔을 해수면을 향해 조향하는 빔 조향 모듈; 해수면을 향한 제1 AGR 빔 조향각 및 제2 AGR 빔 조향각을 자동 설정하는 AGR 빔 조향각 설정 모듈; 상기 AGR 빔 조향각 설정 모듈에서 자동 설정된 제1 AGR 빔 조향각 및 제2 AGR 빔 조향각에 따라 각각 빔을 조사하는 빔 조사 모듈; 상기 빔 조사 모듈에서 제1 AGR 빔 조향각에 따라 조사된 빔을 이용하여 해수면까지의 제1 AGR 거리를 실시간 측정하고, 상기 빔 조사 모듈에서 제2 AGR 빔 조향각에 따라 조사된 빔을 이용하여 해수면까지의 제2 AGR 거리를 실시간 측정하는 AGR 거리 측정 모듈; 상기 AGR 거리 측정 모듈에서 측정된 제1 AGR 거리 및 제2 AGR 거리를 이용하여 레이더 고각 방향 장착 오차를 실시간 추정하는 레이더 고각 방향 장착 오차 추정 모듈; 상기 레이더 고각 방향 장착 오차 추정 모듈에서 추정되는 레이더 고각 방향 장착 오차를 이용하여 레이더 장착 고도를 실시간 계산하는 레이더 장착 고도 계산 모듈; 상기 레이더 장착 고도 레이더 장착 고도 계산 모듈에서 실시간 계산된 레이더 장착 고도를 실시간 출력하는 레이더 장착 고도 출력 모듈을 구성한다. A system and method for precise sea surface elevation measurement of a monopulse radar are disclosed. The system and method include: a beam steering module for steering a beam for radar-mounted elevation measurement toward the sea surface; an AGR beam steering angle setting module for automatically setting a first AGR beam steering angle and a second AGR beam steering angle toward the sea surface; a beam irradiation module for irradiating beams according to the first AGR beam steering angle and the second AGR beam steering angle automatically set by the AGR beam steering angle setting module; an AGR distance measuring module for measuring in real time a first AGR distance to the sea surface using the beam irradiated according to the first AGR beam steering angle by the beam irradiation module, and for measuring in real time a second AGR distance to the sea surface using the beam irradiated according to the second AGR beam steering angle by the beam irradiation module; a radar elevation direction mounting error estimation module for estimating in real time a radar elevation direction mounting error using the first AGR distance and the second AGR distance measured by the AGR distance measuring module; A radar mounting altitude calculation module for calculating a radar mounting altitude in real time using the radar elevation direction mounting error estimated by the above radar elevation direction mounting error estimation module; and a radar mounting altitude output module for outputting the radar mounting altitude calculated in real time by the above radar mounting altitude radar mounting altitude calculation module in real time.

Figure P1020230037452
Figure P1020230037452

Description

모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD OF MEASURING MONO-PULSE RADAR'S PRECISE SEA LEVEL ALTITUDE}{SYSTEM AND METHOD OF MEASURING MONO-PULSE RADAR'S PRECISE SEA LEVEL ALTITUDE}

본 발명은 모노 펄스 레이더(mono-pulse radar)의 고도 측정 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 시스템 및 방법에 관한 것이며, 좀 더 구체적으로는 함정 또는 항공기에 탑재되는 모노 펄스 레이다의 수시로 변하는 해수면 고도의 측정 오차를 줄여 정밀하게 측정하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for measuring altitude of a mono-pulse radar, and more particularly, to a system and method for precisely measuring sea surface altitude of a mono-pulse radar, and more particularly, to a system and method for precisely measuring and reducing measurement errors of sea surface altitude that changes frequently of a mono-pulse radar mounted on a ship or aircraft.

함정에 탑재된 레이더 또는 전투기 등의 항공기에 탑재된 레이더는 공대지 거리 측정(air to ground ranging, AGR) 기술이 적용되어 있다.Radars mounted on ships or aircraft such as fighter jets use air-to-ground ranging (AGR) technology.

함정 위의 레이더는 함정의 선적량과 같은 함정 상태에 따라 해수면 대비 고도가 변한다. 함정에 탑재된 레이더에서 해면 밀착 표적(sea-skimmed target)을 탐지/추적하기 위해서는 레이더의 장착 고도를 정확하게 알아야 하며 0.5 m 이하의 오차 수준으로 알고 있어야 필요한 탐지 효과를 얻을 수 있다.The radar on a ship changes its altitude relative to the sea level depending on the ship's condition, such as the ship's cargo volume. In order to detect/track sea-skimmed targets with a ship-mounted radar, the radar's mounting altitude must be accurately known, and it must be known with an error level of less than 0.5 m to obtain the required detection effect.

기존에는 주로 흘수선 정보를 이용하거나 광학 장비를 이용하여 레이더 장착 고도를 측정하였으나, 흘수선 정보로는 0.5 m 오차 수준 내의 레이더 장착 고도를 측정할 수 없으며, 광학 장비 역시 해수면 상에서는 레이더 장착 고도를 측정하는 데에는 한계가 있다.Previously, radar mounting altitude was mainly measured using waterline information or optical equipment, but waterline information cannot measure radar mounting altitude within a 0.5 m error level, and optical equipment also has limitations in measuring radar mounting altitude above sea level.

도 1 은 레이더 장착 고도 오차 대비 레이더 고도 측정 오차의 그래프이다.Figure 1 is a graph of radar altitude measurement error versus radar mounting altitude error.

도 1의 (A)는 AGR 거리 측정 오차가 ±14m라고 가정할 때, 레이더 고도 측정 오차가 최소가 되는 고각 빔 조향에서 레이더 장착 오차 대비 레이더 고도 측정 오차의 그래프이며, 도 1의 (B)는 AGR 거리 측정 오차가 ±40m라고 가정할 때, 레이더 고도 측정 오차가 최소가 되는 고각 빔 조향에서 레이더 장착 오차 대비 레이더 고도 측정 오차의 그래프이다.Fig. 1(A) is a graph of radar elevation measurement error versus radar mounting error in high-angle beam steering where radar elevation measurement error is minimal, assuming an AGR distance measurement error of ±14 m, and Fig. 1(B) is a graph of radar elevation measurement error versus radar mounting error in high-angle beam steering where radar elevation measurement error is minimal, assuming an AGR distance measurement error of ±40 m.

AGR 거리 측정 오차가 ±14m 또는 ±40m라고 할 때, 종래 방법이 레이다 고도 측정 오차 0.5m 이내를 만족하기 위해서는 레이다 장착 고도 오차 0.31 mrad 이하 및 0.11 mrad의 높은 요구 규격을 필요로 한다. 이러한 높은 요구 규격의 장착 오차는 별도의 과정으로 레이다 장착 고도 오차를 보상하더라도 만족하기가 쉽지 않다는 문제점이 있다.When the AGR distance measurement error is ±14 m or ±40 m, the conventional method requires high requirements of radar mounting altitude error of 0.31 mrad or less and 0.11 mrad or less to satisfy the radar altitude measurement error of 0.5 m. There is a problem that it is not easy to satisfy such high requirements of mounting error even if the radar mounting altitude error is compensated for in a separate process.

한국공개특허공보 제10-2016-0098985호Korean Patent Publication No. 10-2016-0098985 한국등록특허공보 제10-1335503호Korean Patent Publication No. 10-1335503

본 발명의 목적은 모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 시스템을 제공하는 데 있다.The purpose of the present invention is to provide a sea surface altitude precision measurement system using a monopulse radar.

본 발명의 다른 목적은 모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for accurately measuring sea surface altitude using a monopulse radar.

상술한 본 발명의 목적에 따른 모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 시스템은, 빔을 조사하여 이용하여 해수면까지의 ARG 거리를 실시간 측정하는 ARG 거리 측정 모듈; 상기 ARG 거리 측정 모듈에서 측정된 ARG 거리를 이용하여 레이더 장착 고도를 실시간 계산하는 레이더 장착 고도 계산 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.The sea surface altitude precision measurement system of a monopulse radar according to the purpose of the present invention described above may be configured to include an ARG distance measurement module that measures the ARG distance to the sea surface in real time by irradiating a beam; and a radar mounting altitude calculation module that calculates the radar mounting altitude in real time by using the ARG distance measured by the ARG distance measurement module.

여기서, 레이더 장착 고도 측정을 위한 빔을 해수면을 향해 조향하는 빔 조향 모듈; 해수면을 향한 제1 AGR 빔 조향각 및 제2 AGR 빔 조향각 을 자동 설정하는 AGR 빔 조향각 설정 모듈; 상기 AGR 빔 조향각 설정 모듈에서 자동 설정된 제1 AGR 빔 조향각 및 제2 AGR 빔 조향각 에 따라 각각 빔을 조사하는 빔 조사 모듈을 더 포함하도록 구성될 수 있다.Here, a beam steering module for steering a beam for radar-mounted altitude measurement toward the sea surface; a first AGR beam steering angle toward the sea surface and the second AGR beam steering angle AGR beam steering angle setting module that automatically sets the first AGR beam steering angle; and the second AGR beam steering angle It may be configured to further include a beam irradiation module for irradiating each beam according to the respective requirements.

그리고 상기 ARG 거리 측정 모듈은, 상기 빔 조사 모듈에서 제1 AGR 빔 조향각 에 따라 조사된 빔을 이용하여 해수면까지의 제1 AGR 거리 을 실시간 측정하고, 상기 빔 조사 모듈에서 제2 AGR 빔 조향각 에 따라 조사된 빔을 이용하여 해수면까지의 제2 AGR 거리 를 실시간 측정하도록 구성될 수 있다.And the above ARG distance measuring module, the first AGR beam steering angle in the beam irradiation module The first AGR distance to the sea surface using the beam investigated according to Measure in real time and the second AGR beam steering angle in the beam irradiation module. The second AGR distance to the sea surface using the beam investigated according to can be configured to measure in real time.

그리고 상기 AGR 거리 측정 모듈에서 측정된 제1 AGR 거리 및 제2 AGR 거리 를 이용하여 레이더 고각 방향 장착 오차 를 실시간 추정하는 레이더 고각 방향 장착 오차 추정 모듈을 더 포함하도록 구성될 수 있다.And the first AGR distance measured by the above AGR distance measuring module and 2nd AGR distance Using radar elevation direction mounting error It can be configured to further include a radar elevation direction mounting error estimation module that estimates in real time.

그리고 상기 레이더 장착 고도 계산 모듈은, 상기 레이더 고각 방향 장착 오차 추정 모듈에서 추정되는 레이더 고각 방향 장착 오차 를 이용하여 레이더 장착 고도를 실시간 계산하도록 구성될 수 있다.And the radar mounting altitude calculation module estimates the radar elevation direction mounting error estimated by the radar elevation direction mounting error estimation module. It can be configured to calculate the radar mounting altitude in real time using .

그리고 상기 레이더 장착 고도 계산 모듈에서 실시간 계산된 레이더 장착 고도를 실시간 출력하는 레이더 장착 고도 출력 모듈을 더 포함하도록 구성될 수 있다.And it can be configured to further include a radar-mounted altitude output module that outputs the radar-mounted altitude calculated in real time by the radar-mounted altitude calculation module in real time.

그리고 상기 AGR 거리 측정 모듈은, 상기 빔 조사 모듈에서 제1 AGR 빔 조향각에 따라 조사된 빔을 이용하여 해수면까지의 제1 AGR 거리를 실시간 측정하는 제1 AGR 거리 측정부; 상기 빔 조사 모듈에서 제2 AGR 빔 조향각에 따라 조사된 빔을 이용하여 해수면까지의 제2 AGR 거리를 실시간 측정하는 제2 AGR 거리 측정부를 포함하도록 구성될 수 있다.And the AGR distance measuring module may be configured to include a first AGR distance measuring unit that measures in real time a first AGR distance to the sea surface using a beam irradiated according to a first AGR beam steering angle from the beam irradiation module; and a second AGR distance measuring unit that measures in real time a second AGR distance to the sea surface using a beam irradiated according to a second AGR beam steering angle from the beam irradiation module.

여기서, 상기 제1 AGR 거리 측정부는, 하기 수학식을 만족하는 AGR 거리 을 측정하도록 구성되고, [수학식] 여기서, 은 레이더 장착 고도이고, 은 레이더 고각 방향 장착 오차이고, 는 유효 지구 반지름이고, 은 이고, 은 빔 조향 고각이다.Here, the first AGR distance measuring unit is an AGR distance that satisfies the following mathematical formula: is configured to measure [mathematical formula] Here, is the radar-equipped altitude, is the radar elevation angle mounting error, is the effective Earth radius, silver And, is the beam steering angle.

그리고 상기 제2 AGR 거리 측정부는, 하기 수학식을 만족하는 AGR 거리 를 측정하도록 구성되고, [수학식] 여기서, 은 레이더 장착 고도이고, 은 레이더 고각 방향 장착 오차이고, 는 유효 지구 반지름이고, 은 이고, 은 빔 조향 고각이다.And the second AGR distance measuring unit is an AGR distance that satisfies the following mathematical formula: is configured to measure [mathematical formula] Here, is the radar-equipped altitude, is the radar elevation angle mounting error, is the effective Earth radius, silver And, is the beam steering angle.

그리고 상기 레이더 고각 방향 장착 오차 추정 모듈은, 상기 제1 AGR 거리 및 상기 제2 AGR 거리 의 측정 시점에서 상기 레이더 장착 고도 이 동일하다는 전제 하에 를 하기 수학식에 따라 정의하고 이 최소가 되는 레이더 고각 방향 장착 오차 을 경사하강법(Gradient-descent method)에 의해 산출하고, [수학식] 여기서, 여기서, 은 레이더 고각 방향 장착 오차이고, 는 유효 지구 반지름이고, 은 이고, 은 빔 조향 고각이다.And the above radar elevation direction mounting error estimation module, the first AGR distance and the second AGR distance The altitude of the radar installation at the time of measurement Assuming that this is the same Define it according to the mathematical formula below This minimum radar elevation angle mounting error It is calculated by the gradient descent method, [mathematical formula] Here, here, is the radar elevation angle mounting error, is the effective Earth radius, silver And, is the beam steering angle.

그리고 상기 레이더 장착 고도 계산 모듈은, 하기 수학식에 의해 상기 레이더 장착 고도를 계산하도록 구성되고, [수학식] , 상기 은, 하기 수학식에 의해 산출되도록 구성되고, [수학식] 여기서, 는 유효 지구 반지름이고, 은 이고, 은 빔 조향 고각이고, 상기 은, 하기 수학식에 의해 산출되도록 구성되고, [수학식] 여기서, 는 유효 지구 반지름이고, 은 이고, 은 빔 조향 고각이다.And the radar-mounted altitude calculation module is configured to calculate the radar-mounted altitude by the following mathematical formula: [Mathematical formula] , above is configured to be calculated by the following mathematical formula, [mathematical formula] Here, is the effective Earth radius, silver And, is the beam steering angle, and the above is configured to be calculated by the following mathematical formula, [mathematical formula] Here, is the effective Earth radius, silver And, is the beam steering angle.

상술한 본 발명의 다른 목적에 따른 모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 방법은, AGR 거리 측정 모듈이 해수면까지의 AGR 거리를 실시간 측정하는 단계; 레이더 장착 고도 계산 모듈이 상기 AGR 거리 측정 모듈에서 실시간 측정된 AGR 거리를 이용하여 레이더 장착 고도를 실시간 계산하는 단계; 레이더 장착 고도 출력 모듈이 상기 레이더 장착 고도 계산 모듈에서 실시간 계산된 레이더 장착 고도를 실시간 출력하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.According to another object of the present invention, a method for precisely measuring sea surface altitude using a monopulse radar may be configured to include a step in which an AGR distance measuring module measures an AGR distance to the sea surface in real time; a step in which a radar-mounted altitude calculation module calculates a radar-mounted altitude in real time using the AGR distance measured in real time by the AGR distance measuring module; and a step in which a radar-mounted altitude output module outputs in real time the radar-mounted altitude calculated in real time by the radar-mounted altitude calculation module.

여기서, 상기 AGR 거리 측정 모듈이 해수면까지의 AGR 거리를 실시간 측정하는 단계는, AGR 거리 측정 모듈이 제1 AGR 빔 조향각 에 따라 조사된 빔을 이용하여 해수면까지의 제1 AGR 거리 을 실시간 측정하고, 제2 AGR 빔 조향각 에 따라 조사된 빔을 이용하여 해수면까지의 제2 AGR 거리 를 실시간 측정하도록 구성될 수 있다.Here, the step of measuring the AGR distance to the sea surface in real time by the AGR distance measuring module is performed by the AGR distance measuring module at the first AGR beam steering angle. The first AGR distance to the sea surface using the beam investigated according to Measures the second AGR beam steering angle in real time The second AGR distance to the sea surface using the beam investigated according to can be configured to measure in real time.

그리고 상기 레이더 장착 고도 계산 모듈이 상기 AGR 거리 측정 모듈에서 실시간 측정된 AGR 거리를 이용하여 레이더 장착 고도를 실시간 계산하는 단계는, 상기 레이더 고각 방향 장착 오차 추정 모듈에서 상기 제1 AGR 거리 및 상기 제2 AGR 거리 를 이용하여 실시간 추정된 레이더 고각 방향 장착 오차 를 이용하여 레이더 장착 고도를 실시간 계산하도록 구성될 수 있다.And the step of calculating the radar mounting altitude in real time by using the AGR distance measured in real time by the radar mounting altitude calculation module is performed by calculating the radar mounting altitude in real time by using the AGR distance measured in real time by the radar elevation direction mounting error estimation module. and the second AGR distance Real-time estimated radar elevation angle mounting error using It can be configured to calculate the radar mounting altitude in real time using .

상술한 모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 시스템 및 방법에 의하면, 함정 또는 항공기에 탑재된 레이더가 서로 다른 AGR 거리를 동시에 측정하여 해수면 고도를 측정하도록 구성됨으로써, 수시로 변하는 탑재 레이더의 해수면 고도를 낮은 수준의 오차 수준에서 정밀하게 확보할 수 있는 효과가 있다.According to the above-described system and method for measuring sea surface altitude using a monopulse radar, the radar mounted on a ship or aircraft is configured to measure sea surface altitude by simultaneously measuring different AGR distances, thereby having the effect of accurately securing the sea surface altitude of the mounted radar, which changes frequently, at a low level of error.

도 1 은 레이더 장착 고도 오차 대비 레이더 고도 측정 오차의 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 시스템의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 AGR 거리 측정에 관한 모식도이다.
도 4는 레이더 장착 고도가 14 m 일 때 레이더 고도의 측정 오차가 ±20m가 될 때까지의 레이더 고도의 측정 오차에 관한 그래프이다.
도 5는 레이더 장착 고도가 14 m 일 때 레이더 고각 방향 장착 오차 값의 측정 오차가 ±20m가 될 때까지의 레이더 고도의 추정 오차에 관한 그래프이다.
도 6은 레이더 장착 고도가 14 m 일 때 레이더 고도의 측정 오차가 ±5m가 될 때까지의 레이더 고도의 측정 오차에 관한 그래프이다.
도 7은 레이더 장착 고도가 14 m 일 때 레이더 고도의 측정 오차가 ±5m 가 될 때까지의 레이더 고각 방향 장착 오차 값의 추정 오차에 관한 그래프이다.
도 8은 레이더 장착 고도가 14 m 일 때 레이더 고도의 측정 오차가 에서 ±14m, 에서 ±4m 가 될 때까지의 레이더 고도의 측정 오차에 관한 그래프이다.
도 9는 레이더 장착 고도가 14 m 일 때 레이더 고도의 측정 오차가 에서 ±14m, 에서 ±4m 가 될 때까지의 레이더 고각 방향 장착 오차 값의 추정 오차에 관한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 방법의 흐름도이다.Figure 1 is a graph of radar altitude measurement error versus radar mounting altitude error.
FIG. 2 is a block diagram of a sea surface altitude precision measurement system using a monopulse radar according to one embodiment of the present invention.
Figure 3 is a schematic diagram of AGR distance measurement according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a graph of the radar altitude measurement error until the radar altitude measurement error becomes ±20 m when the radar mounting altitude is 14 m.
Figure 5 is a graph of the estimation error of radar altitude until the measurement error of the radar elevation direction mounting error value becomes ±20 m when the radar mounting altitude is 14 m.
Figure 6 is a graph of the radar altitude measurement error until the radar altitude measurement error becomes ±5 m when the radar mounting altitude is 14 m.
Figure 7 is a graph of the estimated error of the radar elevation direction mounting error value until the radar altitude measurement error becomes ±5 m when the radar mounting altitude is 14 m.
Figure 8 shows the measurement error of radar altitude when the radar mounting altitude is 14 m. ±14m at, This is a graph of the radar altitude measurement error from ±4m to .
Figure 9 shows the measurement error of radar altitude when the radar mounting altitude is 14 m. ±14m at, This is a graph of the estimated error of the radar elevation direction mounting error value until it becomes ±4m.
FIG. 10 is a flow chart of a method for accurately measuring sea surface altitude using a monopulse radar according to one embodiment of the present invention.

이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시 되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.The following merely illustrates the principles of the present invention. Therefore, those skilled in the art can invent various devices that implement the principles of the present invention and are included in the concept and scope of the present invention, even though they are not explicitly described or illustrated in the present specification. In addition, it should be understood that all conditional terms and embodiments listed in the present specification are, in principle, expressly intended only for the purpose of making the concept of the present invention understood, and are not limited to the embodiments and conditions specifically listed in this way.

또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Furthermore, all detailed descriptions of the principles, aspects, and embodiments of the present invention, as well as specific embodiments, should be understood to include structural and functional equivalents of such matters. It should also be understood that such equivalents include not only currently known equivalents but also equivalents developed in the future, that is, all devices invented to perform the same function, regardless of structure.

따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.Thus, for example, the block diagrams in this specification should be understood as representing conceptual views of exemplary circuits embodying the principles of the present invention. Similarly, all flow diagrams, state transition diagrams, pseudo code, and the like, which may be substantially represented on a computer-readable medium, should be understood as representing various processes performed by a computer or processor, whether or not a computer or processor is explicitly depicted.

프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.The functions of various components depicted in the drawings, including functional blocks represented by processors or similar concepts, may be provided by the use of dedicated hardware as well as hardware capable of executing software in conjunction with appropriate software. When provided by a processor, the functions may be provided by a single dedicated processor, a single shared processor, or a plurality of individual processors, some of which may be shared.

또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.Also, any explicit use of terms such as processor, control or similar concepts should not be construed to exclusively refer to hardware capable of executing software, but should be understood to implicitly include, without limitation, digital signal processor (DSP) hardware, read-only memory (ROM), random access memory (RAM) and non-volatile memory for storing software. Other commonly used hardware may also be included.

본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.In the claims of this specification, a component expressed as a means for performing a function described in the detailed description is intended to include any means for performing the function, including, for example, a combination of circuit elements performing said function, or any form of software including firmware/microcode, combined with appropriate circuitry to execute said software to perform said function. The invention defined by these claims should be understood to be equivalent to any means contemplated from this specification, since the functions provided by the various enumerated means are combined and combined in the manner required by the claims.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The above-described objects, features and advantages will become more apparent through the following detailed description with reference to the attached drawings, so that those with ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily practice the technical idea of the present invention. In addition, when explaining the present invention, if it is judged that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 시스템의 블록 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 AGR 거리 측정에 관한 모식도이다. 그리고 도 4는 레이더 장착 고도가 14 m 일 때 레이더 고도의 측정 오차가 ±20m가 될 때까지의 레이더 고도의 측정 오차에 관한 그래프이고, 도 5는 레이더 장착 고도가 14 m 일 때 레이더 고각 방향 장착 오차 값의 측정 오차가 ±20m가 될 때까지의 레이더 고도의 추정 오차에 관한 그래프이고, 도 6은 레이더 장착 고도가 14 m 일 때 레이더 고도의 측정 오차가 ±5m가 될 때까지의 레이더 고도의 측정 오차에 관한 그래프이고, 도 7은 레이더 장착 고도가 14 m 일 때 레이더 고도의 측정 오차가 ±5m 가 될 때까지의 레이더 고각 방향 장착 오차 값의 추정 오차에 관한 그래프이고, 도 8은 레이더 장착 고도가 14 m 일 때 레이더 고도의 측정 오차가 에서 ±14m, 에서 ±4m 가 될 때까지의 레이더 고도의 측정 오차에 관한 그래프이고, 도 9는 레이더 장착 고도가 14 m 일 때 레이더 고도의 측정 오차가 에서 ±14m, 에서 ±4m 가 될 때까지의 레이더 고각 방향 장착 오차 값의 추정 오차에 관한 그래프이다.FIG. 2 is a block diagram of a sea surface altitude precision measurement system of a monopulse radar according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a schematic diagram of AGR distance measurement according to an embodiment of the present invention. In addition, FIG. 4 is a graph regarding the measurement error of radar altitude until the measurement error of radar altitude becomes ±20m when the radar mounting altitude is 14 m, FIG. 5 is a graph regarding the estimation error of radar altitude until the measurement error of radar elevation direction mounting error value becomes ±20m when the radar mounting altitude is 14 m, FIG. 6 is a graph regarding the measurement error of radar altitude until the measurement error of radar elevation direction mounting error value becomes ±5m when the radar mounting altitude is 14 m, FIG. 7 is a graph regarding the estimation error of radar elevation direction mounting error value until the measurement error of radar altitude becomes ±5m when the radar mounting altitude is 14 m, and FIG. 8 is a graph regarding the measurement error of radar altitude until the measurement error of radar altitude becomes ±20m when the radar mounting altitude is 14 m. ±14m at, This is a graph of the measurement error of radar altitude up to ±4 m, and Fig. 9 shows the measurement error of radar altitude when the radar mounting altitude is 14 m. ±14m at, This is a graph of the estimated error of the radar elevation direction mounting error value until it becomes ±4m.

먼저 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모노 펄스 레이더의 해수면 도 정밀 측정 시스템(100)은 빔 조향 모듈(110), AGR(air to ground ranging, AGR) 빔 조향각 설정 모듈(120), 빔 조사 모듈(130), AGR 거리 측정 모듈(140), 레이더 고각 방향 장착 오차 추정 모듈(150), 레이더 장착 고도 계산 모듈(160), 레이더 장착 고도 출력 모듈(170)을 포함하도록 구성될 수 있다.First, referring to FIG. 2, a sea level precision measurement system (100) of a monopulse radar according to an embodiment of the present invention may be configured to include a beam steering module (110), an air to ground ranging (AGR) beam steering angle setting module (120), a beam irradiation module (130), an AGR distance measurement module (140), a radar elevation direction mounting error estimation module (150), a radar mounting altitude calculation module (160), and a radar mounting altitude output module (170).

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.Below, the detailed configuration is explained.

빔 조향 모듈(110)은 레이더 장착 고도 측정을 위한 빔을 해수면을 향해 조향하도록 구성될 수 있다. 여기서, 레이더는 함정에 탑재되는 레이더 또는 항공기에 탑재되는 레이더가 될 수 있다.The beam steering module (110) may be configured to steer a beam for radar-mounted altitude measurement toward the sea surface. Here, the radar may be a radar mounted on a ship or a radar mounted on an aircraft.

AGR 빔 조향각 설정 모듈(120)은 도 3에서 보듯이 해수면을 향한 제1 AGR 빔 조향각 및 제2 AGR 빔 조향각 을 자동 설정하도록 구성될 수 있다. 정확하게는 해수면을 향한 빔 조향 고각이다.The AGR beam steering angle setting module (120) sets the first AGR beam steering angle toward the sea surface as shown in Fig. 3. and the second AGR beam steering angle can be configured to automatically set the beam steering angle towards the sea surface.

빔 조사 모듈(130)은 AGR 빔 조향각 설정 모듈(120)에서 자동 설정된 제1 AGR 빔 조향각 및 제2 AGR 빔 조향각 에 따라 각각 빔을 조사하도록 구성될 수 있다.The beam irradiation module (130) automatically sets the first AGR beam steering angle in the AGR beam steering angle setting module (120). and the second AGR beam steering angle Each beam can be configured to be investigated according to the respective requirements.

AGR 거리 측정 모듈(140)은 빔 조사 모듈(130)에서 제1 AGR 빔 조향각 에 따라 조사된 빔을 이용하여 해수면까지의 제1 AGR 거리 을 실시간 측정하고, 빔 조사 모듈(130)에서 제2 AGR 빔 조향각 에 따라 조사된 빔을 이용하여 해수면까지의 제2 AGR 거리 를 실시간 측정하도록 구성될 수 있다. 이때, 제1 AGR 거리 및 제2 AGR 거리 는 동시에 측정될 수 있다.The AGR distance measuring module (140) measures the first AGR beam steering angle from the beam irradiation module (130). The first AGR distance to the sea surface using the beam investigated according to Measure in real time and the second AGR beam steering angle in the beam irradiation module (130) The second AGR distance to the sea surface using the beam investigated according to can be configured to measure in real time. At this time, the first AGR distance and 2nd AGR distance can be measured simultaneously.

AGR 거리 측정 모듈(140)은 제1 AGR 거리 측정부(141), 제2 AGR 거리 측정부(142)를 포함하도록 구성될 수 있다.The AGR distance measuring module (140) can be configured to include a first AGR distance measuring unit (141) and a second AGR distance measuring unit (142).

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.Below, the detailed configuration is explained.

제1 AGR 거리 측정부(141)는 빔 조사 모듈(130)에서 제1 AGR 빔 조향각에 따라 조사된 빔을 이용하여 해수면까지의 제1 AGR 거리를 실시간 측정하도록 구성될 수 있다.The first AGR distance measuring unit (141) can be configured to measure the first AGR distance to the sea surface in real time using a beam irradiated according to the first AGR beam steering angle from the beam irradiation module (130).

제1 AGR 거리 측정부(141)는 하기 수학식 1을 만족하는 AGR 거리 을 측정하도록 구성될 수 있다.The first AGR distance measuring unit (141) is an AGR distance measuring unit that satisfies the following mathematical expression 1. can be configured to measure.

여기서, 은 레이더 장착 고도이고, 은 레이더 고각 방향 장착 오차이고, 는 유효 지구 반지름이고, 은 이고, 은 빔 조향 고각이다. 여기서, 는 내림각으로서, 레이더 고각 방향 장착 오차를 고려한 빔 조향 고각이라고 볼 수 있다.Here, is the radar-equipped altitude, is the radar elevation angle mounting error, is the effective Earth radius, silver And, is the beam steering angle. Here, is the depression angle, which can be viewed as the beam steering angle that takes into account the radar elevation direction mounting error.

제2 AGR 거리 측정부(142)는 빔 조사 모듈(130)에서 제2 AGR 빔 조향각에 따라 조사된 빔을 이용하여 해수면까지의 제2 AGR 거리를 실시간 측정하도록 구성될 수 있다.The second AGR distance measuring unit (142) can be configured to measure the second AGR distance to the sea surface in real time using a beam irradiated according to the second AGR beam steering angle from the beam irradiation module (130).

제2 AGR 거리 측정부(142)는 하기 수학식 2를 만족하는 AGR 거리 를 측정하도록 구성될 수 있다.The second AGR distance measuring unit (142) is an AGR distance measuring unit that satisfies the following mathematical expression 2. can be configured to measure.

여기서, 은 레이더 장착 고도이고, 은 레이더 고각 방향 장착 오차이고, 는 유효 지구 반지름이고, 은 이고, 은 빔 조향 고각이다. 여기서, 는 내림각으로서, 레이더 고각 방향 장착 오차를 고려한 빔 조향 고각이라고 볼 수 있다.Here, is the radar-equipped altitude, is the radar elevation angle mounting error, is the effective Earth radius, silver And, is the beam steering angle. Here, is the depression angle, which can be viewed as the beam steering angle that takes into account the radar elevation direction mounting error.

레이더 고각 방향 장착 오차 추정 모듈(150)은 AGR 거리 측정 모듈(140)에서 측정된 제1 AGR 거리 및 제2 AGR 거리 를 이용하여 레이더 고각 방향 장착 오차 를 실시간 추정하도록 구성될 수 있다.The radar elevation direction mounting error estimation module (150) is a first AGR distance measured by the AGR distance measurement module (140). and 2nd AGR distance Using radar elevation direction mounting error can be configured to estimate in real time.

레이더 고각 방향 장착 오차 추정 모듈(150)은 제1 AGR 거리 및 제2 AGR 거리 의 측정 시점에서 레이더 장착 고도 이 동일하다는 전제 하에 를 하기 수학식 3에 따라 정의하도록 구성될 수 있다. 양 거리의 측정 시점이 동일하기 때문에 레이더 장착 고도 이 동일하다고 볼 수 있다.The radar elevation direction mounting error estimation module (150) is the first AGR distance and 2nd AGR distance Radar mounting altitude at the time of measurement Assuming that this is the same can be configured to be defined according to the following mathematical formula 3. Since the measurement points of both distances are the same, the radar mounting altitude This can be seen as identical.

여기서, 은 레이더 고각 방향 장착 오차이고, 는 유효 지구 반지름이고, 은 이고, 은 빔 조향 고각이다.Here, is the radar elevation angle mounting error, is the effective Earth radius, silver And, is the beam steering angle.

한편, 레이더 고각 방향 장착 오차 추정 모듈(150)은 이 최소가 되는 레이더 고각 방향 장착 오차 을 경사하강법(Gradient-descent method)에 의해 산출하도록 구성될 수 있다.Meanwhile, the radar elevation angle direction mounting error estimation module (150) This minimum radar elevation angle mounting error It can be configured to produce it by the gradient descent method.

경사하강법을 이용하여 산출하는 경우, 을 구하면, 이며, 는 하기 수학식 4와 같이 산출될 수 있다.When calculating using gradient descent, If you save it, And, can be calculated as shown in the following mathematical formula 4.

이때, 초기치 를 0으로 시작하여 를 하기 수학식 5에 따라 갱신하여 최종 를 구하도록 구성될 수 있다.At this time, the initial value Starting with 0 Update the final value according to the mathematical formula 5. can be configured to obtain.

여기서 를 의 조건을 만족할 때까지 갱신할 수 있으며, 는 10-9, 는 10-12으로 설정될 수 있다.Here cast It can be renewed until the conditions are met. is 10 -9 , can be set to 10 -12 .

레이더 장착 고도 계산 모듈(160)은 레이더 고각 방향 장착 오차 추정 모듈(150)에서 추정되는 레이더 고각 방향 장착 오차 를 이용하여 레이더 장착 고도를 실시간 계산하도록 구성될 수 있다.The radar-mounted altitude calculation module (160) estimates the radar elevation direction mounting error estimated by the radar elevation direction mounting error estimation module (150). It can be configured to calculate the radar mounting altitude in real time using .

레이더 장착 고도 계산 모듈(160)은 하기 수학식 6에 의해 레이더 장착 고도를 계산하도록 구성될 수 있다.The radar-mounted altitude calculation module (160) can be configured to calculate the radar-mounted altitude by the following mathematical expression 6.

여기서, 은 하기 수학식 7에 의해 계산될 수 있다.Here, can be calculated by the following mathematical formula 7.

여기서, 는 유효 지구 반지름이고, 은 이고, 은 빔 조향 고각이다.Here, is the effective Earth radius, silver And, is the beam steering angle.

그리고 은 하기 수학식 8에 의해 계산될 수 있다.and can be calculated by the following mathematical formula 8.

여기서, 는 유효 지구 반지름이고, 은 이고, 은 빔 조향 고각이다.Here, is the effective Earth radius, silver And, is the beam steering angle.

레이더 장착 고도 출력 모듈(170)은 레이더 장착 고도 레이더 장착 고도 계산 모듈(160)에서 실시간 계산된 레이더 장착 고도를 실시간 출력하도록 구성될 수 있다.The radar-mounted altitude output module (170) can be configured to output in real time the radar-mounted altitude calculated in real time by the radar-mounted altitude calculation module (160).

도 4 및 도 5는 레이더 장착 고도 이 14m이고, 이 -0.6°이고, 이 -1.4°일 때, 레이다 고도 측정 오차 요구 규격을 0.5m 이내로 가정하고 시뮬레이션한 결과를 나타낸다.Figures 4 and 5 show radar mounting altitudes This is 14m, This is -0.6°, This shows the simulation results assuming that the radar altitude measurement error requirement is within 0.5 m when it is -1.4°.

제1 AGR 거리와 제2 AGR 거리의 측정 오차가 최대 ±20m까지 날 때 레이더 고도 추정값 및 레이더 장착 오차(정렬 오차)값의 오차가 도시되어 있다.The errors of the radar altitude estimation value and the radar mounting error (alignment error) value are plotted when the measurement error of the 1st AGR distance and the 2nd AGR distance is up to ±20 m.

레이다 장착 오차(정렬 오차)에 따른 레이다 고도 측정 오차들은 AGR 거리 측정 오차에서 이 -20m와 가 +20m 오차인 그래프와 이 +20m와 가 -20m 오차인 그래프 사이의 영역 내에 존재한다. 시뮬레이션 결과로 레이다 장착 오차가 +값을 가질 때 레이더 고도 측정 오차가 적음을 알 수 있다. AGR 거리 측정 오차의 최대가 ±20m 이내이고 장착 오차가 +6.2 mrad 이상이면 위 가정한 요구 규격 0.5m 내에서 레이다 고도를 측정할 수 있다. 상대적으로 높은 장착 오차에도 원하는 레이다 고도 측정 정밀도를 얻을 수 있다. 본 방법으로 레이다 장착 오차 값을 추정할 때에도 가급적 장착 오차가 +값을 가지도록 설치하는 것이 유리함을 알 수 있다.Radar altitude measurement errors due to radar mounting errors (alignment errors) are subtracted from the AGR distance measurement errors. This -20m and The graph has an error of +20m This +20m and The error is within the region between the graphs where the radar mounting error is -20m. The simulation results show that the radar altitude measurement error is small when the radar mounting error has a positive value. If the maximum AGR distance measurement error is within ±20m and the mounting error is more than +6.2 mrad, the radar altitude can be measured within the required specification of 0.5m assumed above. The desired radar altitude measurement accuracy can be obtained even with a relatively high mounting error. When estimating the radar mounting error value with this method, it can be seen that it is advantageous to install it so that the mounting error has a positive value if possible.

도 6 및 도 7은 레이더 장착 고도 이 14m이고, 이 -0.6°이고, 이 -1.4°일 때, 레이다 고도 측정 오차 요구 규격을 0.5m 이내로 가정하고 시뮬레이션한 결과를 나타낸다.Figures 6 and 7 show radar mounting altitudes. This is 14m, This is -0.6°, This shows the simulation results assuming that the radar altitude measurement error requirement is within 0.5 m when it is -1.4°.

제1 AGR 거리와 제2 AGR 거리의 측정 오차가 최대 ±5m이내이고, 장착 오차가 -7.6 mrad 이상이면 위 가정한 요구 규격 0.5m 내에서 레이더 고도를 측정할 수 있다. AGR 거리 측정 기술을 이용한 거리 측정은 빔 조향 고각의 크기가 레이더의 고각 빔 폭보다 커야 최적 성능을 보인다. 그리고 거리 해상도가 높은 파형을 사용해야 유리하다. 그래서 빔 조향 고각 이 -0.6°이고 이 -1.4°에서 AGR 거리 측정 기술로 거리 측정 오차가 ±5m 이내를 얻기 위해서는 고각 빔 폭은 0.6° 이하, 파형은 거리 해상도가 10m 이하 되도록 해야 함을 알 수 있다.If the measurement error of the first AGR distance and the second AGR distance is within ±5 m and the mounting error is -7.6 mrad or more, the radar altitude can be measured within the required specification of 0.5 m as assumed above. Distance measurement using the AGR distance measurement technology shows optimal performance when the size of the beam steering angle is larger than the radar's elevation beam width. And it is advantageous to use a waveform with a high range resolution. Therefore, the beam steering angle This is -0.6° In order to obtain a distance measurement error of within ±5 m using the AGR distance measurement technique at -1.4°, it can be seen that the high-angle beam width must be less than 0.6° and the waveform must have a distance resolution of less than 10 m.

도 8 및 도 9는 레이더 장착 고도 이 14m이고, 이 -0.6°이고, 이 -1.4°일 때, 제1 AGR 거리 및 제2 AGR 거리 의 측정 오차가 에서 최대 ±14m, 에서 최대 ±4m까지 나게 될 때 시뮬레이션한 결과를 나타낸다.Figures 8 and 9 show radar mounting altitudes This is 14m, This is -0.6°, When this is -1.4°, the first AGR distance and 2nd AGR distance The measurement error of Up to ±14m at It shows the simulated results when the maximum deviation is ±4m.

두 번의 고각 조향에 의한 거리 측정에서 한 번의 고각 조향각은 작을수록 그리고 다른 한 번의 고각 조향각은 처음 고각 조향각과 차이가 어느 정도 크게 날 수록 레이더 고도 측정 성능이 좋아짐을 알 수 있다. 이러한 특징을 반영하여 고각 빔 폭이 1.2°, 레이더 파형의 거리 해상도가 10m인 것으로 가정하고 과 의 측정 오차가 에서 최대 ±14m, 에서 최대 ±4m까지로 하여 시뮬레이션을 하였다. 첫 번째 고각 조향 은 고각 빔폭 보다 크기가 작아서 의 측정 오차를 최대 ±14m로 하였다. 이와 같은 조건에서 시뮬레이션 결과, 이러한 방법으로 레이다 장착 오차가 -5 mrad 이상이면 가정한 요구 규격 0.5m 내에서 레이더 고도를 측정할 수 있다. 즉 레이더 장착 오차의 크기가 0.287°보다 작으면 레이더 고도를 ±0.5m 오차 이내에서 측정할 수 있음을 알 수 있다.In the distance measurement by two high-angle steering, it can be seen that the radar altitude measurement performance is improved when one high-angle steering angle is smaller and the other high-angle steering angle is somewhat different from the initial high-angle steering angle. Reflecting these characteristics, it is assumed that the high-angle beam width is 1.2° and the range resolution of the radar waveform is 10 m. class The measurement error of Up to ±14m at Simulations were conducted with a maximum of ±4m at the first high-angle steering. is smaller than the high-angle beam width. The measurement error was set to a maximum of ±14 m. Under these conditions, the simulation results show that if the radar mounting error is -5 mrad or more by this method, the radar altitude can be measured within the assumed requirement of 0.5 m. In other words, if the size of the radar mounting error is less than 0.287°, the radar altitude can be measured within an error of ±0.5 m.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 방법의 흐름도이다.FIG. 10 is a flow chart of a method for accurately measuring sea surface altitude using a monopulse radar according to one embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 먼저 AGR 빔 조향각 설정 모듈(120)이 해수면을 향한 제1 AGR 빔 조향각 및 제2 AGR 빔 조향각 을 자동 설정한다(S101).Referring to Fig. 10, first, the AGR beam steering angle setting module (120) sets the first AGR beam steering angle toward the sea surface. and the second AGR beam steering angle Automatically sets (S101).

다음으로, 빔 조향 모듈(110)이 레이더 장착 고도 측정을 위한 빔을 해수면을 향해 조향한다(S102).Next, the beam steering module (110) steers the beam for radar-equipped altitude measurement toward the sea surface (S102).

다음으로, 빔 조사 모듈(130)이 AGR 빔 조향각 설정 모듈(110)에서 자동 설정된 제1 AGR 빔 조향각 및 제2 AGR 빔 조향각 에 따라 각각 빔을 조사한다(S103).Next, the beam irradiation module (130) automatically sets the first AGR beam steering angle in the AGR beam steering angle setting module (110). and the second AGR beam steering angle Each beam is investigated accordingly (S103).

다음으로, AGR 거리 측정 모듈(140)이 빔 조사 모듈(130)에서 제1 AGR 빔 조향각 에 따라 조사된 빔을 이용하여 해수면까지의 제1 AGR 거리 을 실시간 측정하고, 빔 조사 모듈(130)에서 제2 AGR 빔 조향각 에 따라 조사된 빔을 이용하여 해수면까지의 제2 AGR 거리 를 실시간 측정한다(S104).Next, the AGR distance measuring module (140) measures the first AGR beam steering angle from the beam irradiation module (130). The first AGR distance to the sea surface using the beam investigated according to Measure in real time and the second AGR beam steering angle in the beam irradiation module (130) The second AGR distance to the sea surface using the beam investigated according to Measures in real time (S104).

다음으로, 레이더 고각 방향 장착 오차 추정 모듈(150)이 AGR 거리 측정 모듈(140)에서 측정된 제1 AGR 거리 및 제2 AGR 거리 를 이용하여 레이더 고각 방향 장착 오차 를 실시간 추정한다(S105).Next, the radar elevation direction mounting error estimation module (150) measures the first AGR distance measured by the AGR distance measurement module (140). and 2nd AGR distance Using radar elevation direction mounting error Estimate in real time (S105).

다음으로, 레이더 장착 고도 계산 모듈(160)이 레이더 고각 방향 장착 오차 추정 모듈(150)에서 추정되는 레이더 고각 방향 장착 오차 를 이용하여 레이더 장착 고도를 실시간 계산한다(S106).Next, the radar-mounted altitude calculation module (160) estimates the radar elevation direction mounting error estimated by the radar elevation direction mounting error estimation module (150). The radar mounting altitude is calculated in real time using (S106).

다음으로, 레이더 장착 고도 출력 모듈(170)이 레이더 장착 고도 계산 모듈(160)에서 실시간 계산된 레이더 장착 고도를 실시간 출력한다(S107).Next, the radar-mounted altitude output module (170) outputs the radar-mounted altitude calculated in real time by the radar-mounted altitude calculation module (160) in real time (S107).

또한, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 동작 방법은 프로그램으로 구현되어 다양한 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다. 비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.In addition, the operating methods according to the various embodiments of the present invention described above may be implemented as programs and stored and provided in various non-transitory computer readable media. The non-transitory computer readable medium refers to a medium that semi-permanently stores data and can be read by a device, rather than a medium that stores data for a short period of time, such as a register, a cache, or a memory. Specifically, the various applications or programs described above may be stored and provided in non-transitory computer readable media, such as a CD, a DVD, a hard disk, a Blu-ray disk, a USB, a memory card, or a ROM.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although the preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Furthermore, such modifications should not be individually understood from the technical idea or prospect of the present invention.

110: 빔 모듈
120: AGR 빔 조향각 설정 모듈
130: 빔 조사 모듈
140: AGR 거리 측정 모듈
141: 제1 AGR 거리 측정부
142: 제2 AGR 거리 측정부
150: 레이더 고각 방향 장착 오차 추정 모듈
160: 레이더 장착 고도 계산 모듈
170: 레이더 장착 고도 출력 모듈110: Beam Module
120: AGR Beam Steering Angle Setting Module
130: Beam irradiation module
140: AGR distance measurement module
141: 1st AGR distance measuring unit
142: 2nd AGR distance measuring unit
150: Radar Elevation Direction Mounting Error Estimation Module
160: Radar-equipped altitude calculation module
170: Radar-mounted altitude output module

Claims (13)

빔을 조사하여 이용하여 해수면까지의 ARG 거리를 실시간 측정하는 ARG 거리 측정 모듈;
상기 ARG 거리 측정 모듈에서 측정된 ARG 거리를 이용하여 레이더 장착 고도를 실시간 계산하는 레이더 장착 고도 계산 모듈을 포함하는 모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 시스템.ARG distance measurement module that measures the ARG distance to the sea surface in real time by investigating the beam;
A sea surface altitude precision measurement system of a monopulse radar including a radar-mounted altitude calculation module that calculates the radar-mounted altitude in real time using the ARG distance measured by the above ARG distance measurement module. 제1항에 있어서,
레이더 장착 고도 측정을 위한 빔을 해수면을 향해 조향하는 빔 조향 모듈
해수면을 향한 제1 AGR 빔 조향각 및 제2 AGR 빔 조향각 을 자동 설정하는 AGR 빔 조향각 설정 모듈;
상기 AGR 빔 조향각 설정 모듈에서 자동 설정된 제1 AGR 빔 조향각 및 제2 AGR 빔 조향각 에 따라 각각 빔을 조사하는 빔 조사 모듈을 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 시스템.In the first paragraph,
Beam steering module for steering the beam towards the sea surface for radar-mounted altitude measurement
1st AGR beam steering angle towards sea level and the second AGR beam steering angle AGR beam steering angle setting module which automatically sets;
The first AGR beam steering angle automatically set in the above AGR beam steering angle setting module and the second AGR beam steering angle A sea surface altitude precision measurement system of a monopulse radar, characterized in that it further includes a beam irradiation module that irradiates each beam according to the respective conditions. 제2항에 있어서, 상기 ARG 거리 측정 모듈은,
상기 빔 조사 모듈에서 제1 AGR 빔 조향각 에 따라 조사된 빔을 이용하여 해수면까지의 제1 AGR 거리 을 실시간 측정하고, 상기 빔 조사 모듈에서 제2 AGR 빔 조향각 에 따라 조사된 빔을 이용하여 해수면까지의 제2 AGR 거리 를 실시간 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 시스템.In the second paragraph, the ARG distance measuring module,
The first AGR beam steering angle in the above beam irradiation module The first AGR distance to the sea surface using the beam investigated according to Measure in real time and the second AGR beam steering angle in the beam irradiation module. The second AGR distance to the sea surface using the beam investigated according to A sea surface altitude precision measurement system using a monopulse radar, characterized in that it is configured to measure in real time. 제3항에 있어서,
상기 AGR 거리 측정 모듈에서 측정된 제1 AGR 거리 및 제2 AGR 거리 를 이용하여 레이더 고각 방향 장착 오차 를 실시간 추정하는 레이더 고각 방향 장착 오차 추정 모듈을 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 시스템.In the third paragraph,
The first AGR distance measured by the above AGR distance measuring module and 2nd AGR distance Using radar elevation direction mounting error A sea surface elevation precision measurement system of a monopulse radar, characterized in that it further includes a radar elevation direction mounting error estimation module for estimating in real time. 제4항에 있어서, 상기 레이더 장착 고도 계산 모듈은,
상기 레이더 고각 방향 장착 오차 추정 모듈에서 추정되는 레이더 고각 방향 장착 오차 를 이용하여 레이더 장착 고도를 실시간 계산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 시스템.In the fourth paragraph, the radar-equipped altitude calculation module,
Radar elevation direction mounting error estimated by the above radar elevation direction mounting error estimation module A sea surface altitude precision measurement system using a monopulse radar, characterized in that it is configured to calculate the radar mounting altitude in real time using . 제5항에 있어서,
상기 레이더 장착 고도 계산 모듈에서 실시간 계산된 레이더 장착 고도를 실시간 출력하는 레이더 장착 고도 출력 모듈을 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 시스템.In paragraph 5,
A sea surface altitude precision measurement system of a monopulse radar, characterized in that it further includes a radar-mounted altitude output module that outputs in real time the radar-mounted altitude calculated in real time by the above radar-mounted altitude calculation module. 제1항에 있어서, 상기 AGR 거리 측정 모듈은,
상기 빔 조사 모듈에서 제1 AGR 빔 조향각에 따라 조사된 빔을 이용하여 해수면까지의 제1 AGR 거리를 실시간 측정하는 제1 AGR 거리 측정부;
상기 빔 조사 모듈에서 제2 AGR 빔 조향각에 따라 조사된 빔을 이용하여 해수면까지의 제2 AGR 거리를 실시간 측정하는 제2 AGR 거리 측정부를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 시스템.In the first paragraph, the AGR distance measurement module,
A first AGR distance measuring unit that measures the first AGR distance to the sea surface in real time using a beam irradiated according to the first AGR beam steering angle in the above beam irradiation module;
A sea surface altitude precision measurement system of a monopulse radar, characterized in that it comprises a second AGR distance measuring unit that measures the second AGR distance to the sea surface in real time using a beam irradiated according to the second AGR beam steering angle in the above beam irradiation module. 제7항에 있어서,
상기 제1 AGR 거리 측정부는,
하기 수학식을 만족하는 AGR 거리 을 측정하도록 구성되고,
[수학식]

여기서, 은 레이더 장착 고도이고, 은 레이더 고각 방향 장착 오차이고, 는 유효 지구 반지름이고, 은 이고, 은 빔 조향 고각이고,
상기 제2 AGR 거리 측정부는,
하기 수학식을 만족하는 AGR 거리 를 측정하도록 구성되고,
[수학식]

여기서, 은 레이더 장착 고도이고, 은 레이더 고각 방향 장착 오차이고, 는 유효 지구 반지름이고, 은 이고, 은 빔 조향 고각인 것을 특징으로 하는 모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 시스템.In Article 7,
The above first AGR distance measuring unit,
AGR distance satisfying the following mathematical formula is configured to measure,
[Mathematical formula]

Here, is the radar-equipped altitude, is the radar elevation angle mounting error, is the effective Earth radius, silver And, is the beam steering angle,
The above second AGR distance measuring unit,
AGR distance satisfying the following mathematical formula is configured to measure,
[Mathematical formula]

Here, is the radar-equipped altitude, is the radar elevation angle mounting error, is the effective Earth radius, silver And, A sea surface elevation precision measurement system using a monopulse radar characterized by a silver beam steering angle. 제8항에 있어서, 상기 레이더 고각 방향 장착 오차 추정 모듈은,
상기 제1 AGR 거리 및 상기 제2 AGR 거리 의 측정 시점에서 상기 레이더 장착 고도 이 동일하다는 전제 하에 를 하기 수학식에 따라 정의하고 이 최소가 되는 레이더 고각 방향 장착 오차 을 경사하강법(Gradient-descent method)에 의해 산출하고,
[수학식]

여기서, 은 레이더 고각 방향 장착 오차이고, 는 유효 지구 반지름이고, 은 이고, 은 빔 조향 고각인 것을 특징으로 하는 모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 시스템.In the 8th paragraph, the radar elevation direction mounting error estimation module,
The above first AGR distance and the second AGR distance The altitude of the radar installation at the time of measurement Assuming that this is the same Define it according to the mathematical formula below This minimum radar elevation angle mounting error It is calculated by the gradient descent method,
[Mathematical formula]

Here, is the radar elevation angle mounting error, is the effective Earth radius, silver And, A sea surface elevation precision measurement system using a monopulse radar characterized by a silver beam steering angle. 제9항에 있어서, 상기 레이더 장착 고도 계산 모듈은,
하기 수학식에 의해 상기 레이더 장착 고도를 계산하도록 구성되고,
[수학식]

상기 은 하기 수학식에 의해 계산되도록 구성되고,
[수학식]

여기서, 는 유효 지구 반지름이고, 은 이고, 은 빔 조향 고각이고,
상기 은 하기 수학식에 의해 계산되도록 구성되고,
[수학식]

여기서, 는 유효 지구 반지름이고, 은 이고, 은 빔 조향 고각인 것을 특징으로 하는 모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 시스템.In the 9th paragraph, the radar-equipped altitude calculation module,
It is configured to calculate the radar mounting altitude by the following mathematical formula,
[Mathematical formula]

Above is configured to be calculated by the following mathematical formula,
[Mathematical formula]

Here, is the effective Earth radius, silver And, is the beam steering angle,
Above is configured to be calculated by the following mathematical formula,
[Mathematical formula]

Here, is the effective Earth radius, silver And, A sea surface elevation precision measurement system using a monopulse radar characterized by a silver beam steering angle. AGR 거리 측정 모듈이 해수면까지의 AGR 거리를 실시간 측정하는 단계;
레이더 장착 고도 계산 모듈이 상기 AGR 거리 측정 모듈에서 실시간 측정된 AGR 거리를 이용하여 레이더 장착 고도를 실시간 계산하는 단계;
레이더 장착 고도 출력 모듈이 상기 레이더 장착 고도 계산 모듈에서 실시간 계산된 레이더 장착 고도를 실시간 출력하는 단계를 포함하는 모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 방법.Step of the AGR distance measurement module measuring the AGR distance to the sea surface in real time;
A step in which a radar-mounted altitude calculation module calculates the radar-mounted altitude in real time by using the AGR distance measured in real time by the AGR distance measurement module;
A method for accurately measuring sea surface altitude of a monopulse radar, comprising a step of a radar-mounted altitude output module outputting in real time the radar-mounted altitude calculated in real time by the radar-mounted altitude calculation module. 제11항에 있어서, 상기 AGR 거리 측정 모듈이 해수면까지의 AGR 거리를 실시간 측정하는 단계는,
AGR 거리 측정 모듈이 제1 AGR 빔 조향각 에 따라 조사된 빔을 이용하여 해수면까지의 제1 AGR 거리 을 실시간 측정하고, 제2 AGR 빔 조향각 에 따라 조사된 빔을 이용하여 해수면까지의 제2 AGR 거리 를 실시간 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 방법.In the 11th paragraph, the step of the AGR distance measuring module measuring the AGR distance to the sea surface in real time is:
AGR distance measurement module 1st AGR beam steering angle The first AGR distance to the sea surface using the beam investigated according to Measures the second AGR beam steering angle in real time The second AGR distance to the sea surface using the beam investigated according to A method for accurately measuring sea surface altitude using a monopulse radar, characterized in that it is configured to measure in real time. 제12항에 있어서, 상기 레이더 장착 고도 계산 모듈이 상기 AGR 거리 측정 모듈에서 실시간 측정된 AGR 거리를 이용하여 레이더 장착 고도를 실시간 계산하는 단계는,
상기 레이더 고각 방향 장착 오차 추정 모듈에서 상기 제1 AGR 거리 및 상기 제2 AGR 거리 를 이용하여 실시간 추정된 레이더 고각 방향 장착 오차 를 이용하여 레이더 장착 고도를 실시간 계산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모노 펄스 레이더의 해수면 고도 정밀 측정 방법.In the 12th paragraph, the step of calculating the radar mounting altitude in real time by using the AGR distance measured in real time by the AGR distance measuring module is as follows.
In the above radar elevation direction mounting error estimation module, the first AGR distance and the second AGR distance Real-time estimated radar elevation angle mounting error using A method for precisely measuring sea surface altitude using a monopulse radar, characterized in that it is configured to calculate the radar mounting altitude in real time using a.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101335503B1 (en) 2013-03-26 2013-12-02 국방과학연구소 Radio altimeter efficiency analysis system and operation algorism therefor
KR20160098985A (en) 2015-02-11 2016-08-19 허니웰 인터내셔날 인코포레이티드 Velocity and attitude estimation using an interferometric radar altimeter

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