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칼만필터 오차공분산에 따른 자주박격포 초기자세 알고리즘 개선 = The Improvement of Initial Position Algorithm for Self-propelled Mortars according to Kalman Filter Error Covariance
저자
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학술지명
한국산학기술학회논문지(Journal of Korea Academia-Industrial cooperation Society)
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2022
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Korean
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KCI등재
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학술저널
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838-845(8쪽)
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The navigation system for self-propelled mortars consists of pure navigation mode using inertial sensors and corrected navigation mode using Kalman filters. After initial alignment, position information must be stabilized despite rapid changes in the mortars' operating position. However, after the initial alignment of the navigation system, the position information (roll, pitch, heading) does not converge, and changes rapidly when the mortar is driven without moving it in corrected navigation mode. This is a phenomenon caused by the error covariance value among the state variables of the Kalman filter in the corrected navigation mode. Therefore, in this study, an alignment procedure is proposed so that pure navigation mode and corrected navigation mode can be selected depending on whether or not the error covariance converges after initial alignment of the navigation device for the mortar. The improved alignment procedure was verified through performance and system testing. In addition, we believe it will greatly contribute to the ability of the army to conduct operations, because it is possible to quickly prepare for firing when maneuvering after the initial alignment.
더보기자주박격포용 복합항법장치는 초기정렬 후 항법모드에서 관성센서를 이용한 순수항법모드와 위성항법장치와 관성센서의 데이터를 칼만필터를 이용하여 계산하는 보정항법모드로 구성된다. 초기정렬 후에는 작전운용을 위해 자주박격포의 급격한 자세변화에도 자세정보의 안정화가 이루어져야 한다. 그러나 항법장치 초기정렬 후 자주박격포의 기동 없이 자주박격포를 구동시키면 해당 위치정보(Roll, Pitch, Heading)가 수렴하지 않고 급격하게 변화하는 현상이 확인되었다. 이는 보정항법모드에서 칼만필터를 구성하는 상태변수 중 오차공분산 값이 수렴하지 않아 발생한 현상이다. 따라서 본 연구에서는 자주박격포용 항법장치 초기정렬 후에 오차공분산 수렴 여부에 따라 순수항법모드와 보정항법모드를 선택할 수 있도록 정렬절차를 제안하였다. 개선된 정렬절차는 성능 및 체계 시험을 통해 성능을 검증하였다. 또한 초기정렬 후 기동 없이 포 조준 시에 신속하게 사격태세의 준비가 가능하기 때문에 소요군 작전수행 능력에 크게 기여 할 것으로 판단된다.
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