PMF기반 지형참조항법 시스템의 항법 성능과 지형간의 상관지수 분석

Abstract

지형참조항법(Terrain Referenced Navigation

이하 TRN)은 GPS(Global Positioning System

이하 GPS)의 사용에 제약이 있는 군용항법시스템에서 시간에 따라 오차가 누적되는 INS(Inertial Navigation System

이하 INS)의 단점을 극복하기 위하여 적용되고 있는 대체항법 시스템이다. 대표적인 예로는 실전 배치되어 사용되고 있는 TERCOM(TERrain COntour Matching

이하 TERCOM)이 있다. TRN 은 지형을 기준으로 자신의 위치를 추정하는 기법이므로 항법 성능은 지형의 험준도와 밀접한 관련이 있는 것으로 알려져있다. 기존의 TERCOM 알고리즘에서는 지형의 특징을 나타낼 수 있는 지수를 적용하여 항법해 갱신에 기준이 되는 지표로 사용되고 있다. 하지만 TERCOM 은 자체적인 알고리즘의 단점으로 인해 현재는 지형의 비선형성을 반영하는 필터를 적용한 알고리즘의 개발이 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 베이지안 추정기법을 이용한 PMF(Point Mass Filter

이하 PMF)기반 TRN 을 적용하였으며, 알고리즘의 성능과 상관관계를 가지는 지수에 관하여 분석하였다. PMF 기반 TRN 또한 지형을 기준으로 항법해를 갱신하기 때문에 지형의 험준도에 따라 성능에 차이가 존재할 수 있다. 하지만 기존의 알고리즘과는 다르게 지형 정보를 조건부 확률 계산을 통하여 항법해 갱신에 적용하기 때문에 지형의 특징이 다르게 적용될 수 있다. 본 논문에서는 PMF 의 특성을 고려하는 성능 지수를 제안하였으며, 기존의 지형험준도와의 관계와는 달리 확률밀도함수 (Probability Density Function

이하 PDF)기반의 지수를 적용하여 PMF 기반 TRN 의 항법성능과 일정한 관계를 가지는 것을 확인할 수 있었다. 제안한 지수를 적용한 조건식을 이용하여 PMF 기반 TRN 의 성능향상이 나타나는 것을 확인하였다.