지구관측용 저궤도위성은 태양구간에서 태양전지판을 이용하여 전력을 생성하여 위성 배터리에 충전하며, 식 구간에서는 충전된 베터리 에너지를 이용하여 위성 운영 및 임무를 수행한다. 충전된 베터리 에너지는 임무 수행과 위성 운영에 필요한 에너지로 사용하게 된다. 특히, 임무 운영 시 많은 양의 에너지를 사용하게 되므로 지상국은 임무 수행에 따라 사용되는 에너지가 전력 사용 가능 범위 내에서 운영되는지 확인해야 한다. 전력사용량을 확인하기 위해서는 임무수행 내용에 맞게 임무시나리오(Mission Profile)를 생성하야 하는데, 정확한 전력사용량을 확인하기 위해서는 임무 수행 내용을 잘 모사할 수 있는 임무시나리오(Mission Profile)를 필요로 한다. 본 논문은 정의된 임무 시나리오 양식에 맞게 실제 임무 수행 내용을 유사하게 모사하기 위한 방안을 정리하였으며, 실제 임무 수행 내용을 바탕으로 생성된 임무 시나리오를 생성하여 실제 임무 수행 결과와 비교함으로써 생성된 임무 시나리오가 실제와 유사하게 잘 모사되었는지 확인한 결과를 정리하였다. 비교결과 본 논문에서 제시하는 임무시나리오 생성방법의 적절성을 확인하였으며, 실제 임무운영에 적용이 가능할 것으로 판단되었다.
관제시스템 중 임무계획시스템은 위성시스템을 이용한 일련의 임무를 수행하는데 있어, 위성의 상태를 고려하여 임무간 상호 충돌이 없도록 최적의 임무계획을 수립하는 시스템이다. 상용화 촬영임무의 증가로 인해 1일 촬영요청수가 증가한다면 임무간 시간충돌 및 자원에 의한 제한 사항을 검증하는데 많은 시간이 소요되고, 임무계획 작성의 오류 가능성이 증가하게 된다. 이러한 어려움을 해결하기 위해서 임무계획검증시스템이 제안되고 개발되었다. 임무계획검증시스템은 임무계획시스템과 연동되어 운영되도록 설계되었으며, 검증기능 외에도 교신 스케줄 자동생성 기능을 포함하고 있다. 임무계획검증시스템의 주요기능은 임무계획검증, 명령계획검증, 교신스케줄생성 기능을 가지고 있으며, 각 모듈에서 생성된 내용은 공통 데이터베이스로 운영된다.
해상초계기 전술지원소의 기능은 해상초계기의 비행전, 비행중, 비행후 임무지원을 위한 전술전사와 통신 기능이다. 비행전 임무지원은 승무원 브리핑 및 임무수행중인 항공기 상황전시를, 비행중 임무지원은 임무항공기 상황전시 및 데이터링크 통신을, 비행후 임무지원은 임무재현, 음향 및 비음향 기록자료 분석을 포함한다.
자율무인잠수정은 탐사 목적에 따라 다양한 임무를 수행해야 하며, 임무에 따라 자율무인잠수정 행동의 유형과 순서는 달라질 수 있다. 그러나 대부분의 자율무인잠수정은 한정된 임무에 대하여 프로그램 내부에 고정된 행동 유형으로 동작하며, 다른 유형의 임무를 수행해야 할 경우에는 프로그램을 수정해야 하는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 자율무인잠수정이 수행할 수 있는 다양한 임무를 명시할 수 있는 임무 언어를 개발하였다. 이 임무 언어는 명령어의 실행 순서를 제어할 수 있는 제어문과 자율무인잠수정의 행동을 지정하거나 자율무인잠수정의 상태를 입출력 할 수 있는 명령어, 그리고 변수 정의를 제공하기 때문에, 사용자가 자율무인잠수정의 임무를 자유롭게 표현하는 것이 가능하다. 임무 언어로 작성된 임무 파일은 전용 어셈블러에 의해 이진 형식의 실행이미지로 변환된 후에, 자율무인잠수정 내장 소프트웨어 내부의 가상기계 기억장치에 적재되어 실행된다. 실행이미지를 가상기계에서 해석하고 실행하는데 필요한 시스템의 자원을 최소화하기 위하여 임무 언어는 자율무인잠수정의 임무를 표현하기 위한 필수적인 부분만을 고려하여 설계되었으며, 문법은 ARM v5 어셈블리와 유사한 형태이다. 개발된 임무 언어는 한국해양연구원에서 개발한 이심이100 자율무인잠수정에 적용되었으며, 이후 개발할 6,000m급의 이심이6000 자율무인잠수정에도 사용될 예정이다.
본 연구에서는 협업기반의 임무 수행 시 유·무인전투기 각각의 역할을 도출하고 복합 운용방안을 제시하기 위한 임무 적합도 평가 방법론을 제시하였다. 유·무인전투기 복합운용을 위한 대표 임무로 SEAD 임무를 선정하고 기체 성능, 장비성능 그리고 자율성 수준을 고려한 성능평가표를 작성하여 유인전투기와 무인전투기의 성능을 비교하였다. SEAD의 세부 임무절차를 구분하여 성능평가표의 항목과 결합된 임무적합도 평가지표를 설계하고, 전문가 설문을 통해 임무적합도를 평가하였다. 평가결과를 통해 세부 임무의 위험성과 중요도에 따라 무인기와 유인기의 적정 역할을 설정할 수 있었고, 이를 바탕으로 조종사의 임무부담을 줄이도록 임무, 통제권, 유·무인전투기의 임무 및 기동을 반영한 시간 기반의 임무계획을 수립할 수 있었다.
오래 전부터 많은 컴퓨팅 시스템에서 기분적으로 제공되어지는 원리인 임무분리는 중대한 업무를 둘 이상의 사용자에게 나누어줌으로써 단독 사용자가 시스템을 손상시키는 것을 막도록 하는 것이 목적이다. 역할기반 접근통제에서 임무분리 원리를 제공하는 종류로는 정적 임무분리, 동적 임무분리, 기능적 임무분리, 객체기반 임무분리 등이 있다. 여기서 우리는 정적 임무분리를 만족시키는 모델로서 상호 배제 역할 쌍을 이용한 모델과 역할유형을 이용한 모델 그리고 상호 무관 역할 쌍을 이용한 모델을 제안한다
복수 무인기를 운영하는 환경에서 분산 임무 할당 알고리즘의 사용은 임무를 지휘 통제하는 중앙 관제 시스템이 없기 때문에 중앙 집중식 임무 할당 방식에 비해 무인기의 임무 중 탈락 이벤트로부터 보다 큰 강건성을 가지게 된다. 또한 무인기 스스로 상황을 인지하고 통신을 통해 임무를 재할당 하는 방식이기 때문에 임무 반경 또한 더욱 넓힐 수 있는 장점을 가지고 있다. 하드웨어 성능이 향상되고 비용이 감소함에 따라 임무 환경에서의 복수 무인기 운용에 대한 필요성이 증대되고 있으며, 작전 반경이 넓고 단일 고장에 강건한 분산 임무 할당 알고리즘에 대한 연구 필요성이 대두되고 있다. 본 논문은 대표적인 분산 임무할당 알고리즘인 CBBA를 기반으로 하여, 기존에 점 좌표로 단순화 되어 설정된 임무 종류를 점 좌표에 대한 감시 업무와 선형 경로의 정찰 임무로 구분하여 보다 현실에서의 임무 상황을 반영할 수 있도록 발전시켰다. 본 연구의 결과로서 복수무인기가 과다 임무가 부여된 상황에서 동일한 임무위치 및 보상을 갖는 상황을 몬테 카를로 시뮬레이션을 통해 최종 보상합(global reward)을 비교한다.
무장헬기는 대 기갑 작전, 공중강습 작전 엄호, 수색 및 정찰을 위한 항공지원업무 등 다양한 임무를 수행한다. 대부분의 무장헬기의 경우 Tandem식의 조종 방식을 가지고 있지만 Side-by-Side 방식의 헬기 또한 개발되고 있다. 이러한 현재의 추세를 볼 때, 공격전용 헬기의 Tandem식의 임무절차가 아니라 Side-by-Side 헬기에 최적화 된 임무절차와 이에 따른 임무하중에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 이러한 절차를 분석하기 위한 헬기 시뮬레이터를 구축하고, 주요 헬기 임무 절차를 선별하여 실험계획법에 따라 여러 대안을 평가하였다. 평가를 위한 데이터는 임무수행시간 측정 데이터와 NASA-TLX를 기법으로 정/부조종사 임무하중을 측정한 데이터로, 각 데이터들의 상자그림과 데이터의 평균 및 분산을 살펴보아 어떤 임무절차의 대안이 효과적이고 공통적인 임무로는 무엇이 가능한지를 분석하였다. 이를 통해 임무효과에 최적화 된 임무수행절차를 수립하는 것에 목적을 두었다.
통신, 해양, 기상의 세 분야 복합 임무를 수행하는 천리안위성(Communication Ocean Meteorological Satellite: COMS)은 정지궤도 동경 $128.2^{\circ}$에서 2011년 4월부터 현재 정규 운영 임무를 수행하고 있다. 기상 및 해양 임무 운영과 위성 제어 및 관리를 위해 위성 임무 계획이 매일 수행되고 있다. 위성 임무 계획은 위성 실시간 운영을 통해 위성에 전송되고, 전송된 임무 계획에 따라 위성은 임무를 수행한다. 본 논문에서는 천리안위성의 임무 계획 특성으로 지상국 장비 구성과 일일, 주간, 월간, 계절별 운영 업무 특성을 논하였다. 천리안위성의 정규 운영 첫 1년간 운영 결과에 대한 토의를 통해 성공적인 임무계획 결과 확인도 제시하였다.
위성의 임무운영팀 조직은 운영되는 위성의 개수,탑재체 운영지원의 여부,임무운영센터 내에서의 안테나 운영 여부, 지상시스템 자동화 정도 및 임무운영에 대한 기술지원 기능 여부에 따라서 다양한 구성이 존재할 수 있다. 위성운영 업무를 담당하는 운영조직의 구성이나 기능은 임무운영의 복잡도에 따라 약간씩 차이가 있으나 대부분의 위성운영센터는 단일 또는 복합 임무운영 지원을 위해 유사한 조직 구성을 갖는다. 항우연 임무운영센터는 아리랑위성1호 발사(1999년 12월 21일)이후 임무운영팀의 업무를 시작한 이래, 아리랑 위성 2호, 아리랑위성 3호와 5호 및 통신해양기상위성에 대한 다중임무운영의 개념으로 진화하고 있다. 본 동향에서는 본격적인 다중임무운영에 앞서 체계적인 임무운영센터의 조직을 구성하고자 해외 선진 임무운영 개념에 대한 권고사항과 실제 적용되고 있는 사례를 살펴본 후, 항우연 임무운영센터의 현재 현황과 비교분석함으로써 조직 운영의 적합성과 향후 발전방향에 대해서 살펴보고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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