가상 환경 기반의 시험 수요가 군사 무기체계 분야에서 지속적으로 증가하고 있다. 가상 환경 기반 기술의 증가 이유는 시험 및 평가에서 낮은 비용과 높은 효율을 달성할 수 있기 때문이다. 본 논문에서는 교전환경을 Modeling & Simulation기법으로 가상환경을 만들어 비용을 최소화하고 공간적 제약도 해결할 수 있다. 계측데이터 모의 소프트웨어는 플러그인 아키텍처에 기반을 두어 실 탄도탄 정보를 모의해 탄도탄 요격미사일 시험에 적합한 환경을 구성하도록 설계되었다. 각 기능을 컴포넌트 별로 분리하여 개발해 특정 모델을 Third party 형태로 개발할 때 유용한 구조임을 설명한다.
Hawk에 대한 미래의 계획은, Raytheon/Kongsberg사가 네덜란드 육군 및 공군용으로 개발한 Hawk-AMRAAM 방공시스템의 경우처럼, Raytheon사의 AIM-120 AMRAAM 공대공 미사일을 육상 발사형으로 개조하여 Hawk와 결합시키는 시스템에 초점이 모아지고 있다. AIM-120 미사일은 다수의 고속, 저고도 표적을 요격하기 위해서 사용되며, 사거리는 약 20km이고 최소 발사 간격은 2초 이내이다. 이러한 Hawk/AIM-120 조합을 통해서 Hawk의 장거리 및 고고도 표적에 대한 교전능력을 유지하면서, 작은 레이더 단면적 표적에 대한 Hawk ILM 미사일의 우수한 요격능력도 보유할 수 있게 된다.
최근 북한은 단거리탄도탄을 포함한 미사일 발사 시험을 수차례 수행했다. 사거리 증가 뿐만 아니라 발사지점 예측 교란을 위한 발사방법의 다변화 및 요격 난이도 상승을 위한 미사일 회피 기동 등 다양한 시도로 점점 탄도탄 요격이 어렵도록 하고 있는 현실이다. 본 논문에서는 클라이언트-서버와 REST 아키텍처를 이용하여 확장성이 높고 신뢰성 있는 요격체계 콘솔을 제안한다. 이를 통해 제한된 탄도탄 요격 가능 시간 내 효과적인 전상상황 가시화를 통해 운용자의 작전결심을 도와 실패없는 탄도탄 요격이 가능하도록 할 수 있고, 확장 가능성을 바탕으로 다수의 타격 체계의 중앙제어를 위한 원격제어 및 무인화를 위한 초석으로 삼을 수도 있을 것이다.
본 논문은 탄도 미사일의 탄두를 식별하는 신호 처리 기법의 개발에 관하여 소개한다. 요격 미사일이 적 미사일을 파괴하기 위해서 적 미사일 탄두 위치의 정보가 필요하다. 적 미사일을 탐지하고 위치를 찾기 위해 요격미사일의 밀리미터파 탐색기(millimeter-wave seeker)는 chirp 파형을 사용하여 HRRPs(High Resolution Range Profiles)을 발생시킨다. 표적의 산란점(scattering center)을 찾아내기 위해 대표적인 스펙트럼 추정 방법(spectral estimation technique)인 ESPRIT(Estimation of Signal Parameters by Rotational Invariance Technique) 기법을 HRRPs에 적용하였다. 1차원 산란점의 정보를 이용하고 미사일의 길이를 추정함으로써 탄두의 위치를 식별하였다. 시뮬레이션 결과는 이러한 신호 처리 기법이 탄도 미사일의 탄두 식별에 적용하기에 효율적임을 보여준다.
현대전에서는 정보전을 기반으로 미사일, 유도무기 등의 사정거리와 정밀도가 향상됨에 따라 지대공미사일(SAM : Surface to Air Missile)의 요격성능의 중요성이 부각되고 있다. 위협적인 공중 공격을 예측 하고 방어하기 위해 최선의 방법으로 지대공 레이더와 유도미사일을 이용한 공중방어시스템 구축이 필요하다. 지대공미사일 개발 과정에서 Modeling and Simulation (M&S)을 이용하는 것은 시간적, 공간적 제한을 극복할 수 있고 시행착오를 줄임으로 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다. M&S는 최신 무기체계 설계 및 교육/훈련 분야에 많이 적용되고 있다. 본 연구는 지대공미사일의 요격 성능 평가를 위한 시뮬레이터를 개발하는 것에 목적이 있다. 본 연구에서는 다양한 사양의 지대공미사일 요격 성능을 고려할 수 있는 지대공미사일 요격 성능 분석 시뮬레이터의 아키텍처를 제시하고 개발하였다. 개발된 지대공미사일 요격 성능 분석 시뮬레이터는 C++와 Direct3D를 기반으로 개발되었으며, Direct3D를 이용한 3D 가시화를 통해 사용자에게 애니메이션 창에 시각적으로 시뮬레이션의 진행 경과를 보여줄 수 있도록 개발되었다. 사용자의 교전모델 설계 운영 정보는 입력창을 통해 입력되며, 이 정보는 객체 관리자, 운영 관리자, 통합 관리자로 구성된 시뮬레이션 엔진에서 자동으로 지대공미사일을 모델링 및 시뮬레이션 하여 빠른 시간 안에 시뮬레이터 사용자에게 피드백을 제공한다.
탄도미사일은 속도가 빠르고 발사지점에서 목표지점까지 비행시간이 짧아 탐지/추적 및 요격에 많은 제한이 있다. 탄도미사일의 요격 성공률을 높이기 위해서는 발사 이후 조기에 발견하여 비행 항적을 오랫동안 추적하는 것이 중요하다. 레이더로 표적을 탐지할 때 중요한 파라미터는 표적의 Radar Cross Section(RCS) 인데, 탄도미사일이 비행하는 궤적 동안 관측 방향에 따라 RCS 값이 크게 변화한다. 본 논문에서는 북한 동해안에서 우리나라로 탄도미사일이 발사되었을 경우를 가정하여 육상 특정 지점에서와 동해상 특정 해역에 전개한 함정에서 각각 미사일을 관측하였을 때 미사일의 RCS 특성을 비교 분석 하였다.
광속의 레이저 무기가 실용화될 경우 방공 및 미사일 방어, 각종 곡사화기 공격에 대한 방어 등에 매우 획기적이라는 점을 이미 선진국에서 인지하고, 막대한 투자를 하고 있다. 특히 화생방 무기를 장착한 미사일 공격시 고고도 및 우주에서의 요격을 통해 그 효과를 상당히 무력화 시킬 수 있다는 점은 매우 매력적이라 할 수 있다. 이러한 점에 비추어 볼 때, 레이저 무기 개발에 대한 관점을 군이 아닌 국가적인 차원에서 접근하여야 할 것으로 생각된다.
미국은 러시아, 중국, 북한 등 주변국으로부터 탄도미사일의 위협이 증가함에 따라 미사일 방어체계를 구축하고 있다. 미국의 탄도미사일 방어체계는 미사일방어국(MDA, Missile Defense Agency)을 중심으로 통합 대공 및 미사일 방어(IAMD, Integrated Air and Missile Defense) 개념으로 이루어지며, 해군은 탄도미사일을 해상에서 탐지, 추적 및 요격하는 임무를 담당하고 있다. 본 논문에서는 미 해군의 이지스 탄도미사일 방어(Aegis Ballistic Missile Defense)의 개념과 구축 현황 및 계획을 조사하여 기술하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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