현재 광 정렬 시스템에 채용하고 있는 다채널 광 파워미터는 측정 채널의 수가 증가하는 상황이다. 그러나 기존 시스템 제어를 통한 각 채널의 정밀한 정렬은 다 채널 광 파워미터 기술에 적합하지 않은 방식이다. 그러므로 본 논문에서는 기존 방식을 채택한 광 정렬 방식을 개선하기 위해 하다마스 변환 복원 알고리즘을 이용한 광 능동 정렬 검출 방법을 제안한다. 다채널 광학 정렬 시스템에서 가장 중요한 문제는 채널의 증가에 따라 채널별 정렬의 정밀도가 떨어진다. 기존 정렬 시스템에서 채용하고 있는 다채널 광 파워미터의 기술 수준은 약 4채널까지 동시 측정이 가능하였다. 이 방법은 채널 양쪽에 검출기를 설치하여 광량의 최대 지점을 최적 정렬 위치로 결정한다. 그러나 시스템 채널이 증가할 수록 안쪽에 위치한 광소자를 정렬을 무시하기 때문에 정확한 정렬에 적합하지 않다. 그리고 고속, 대용량의 데이터 처리요구에 맞추기 위한 64채널 광소자 생산을 위해서는 16개의 4채널 광 파워미터를 사용하는 방법이 있으나 이는 신뢰할 만한 수준의 측정치를 제공하지 못한다. 따라서 새로운 개념을 적용한 다채널 동시측정을 위한 광소자 측정 기술 및 광 파워미터의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 하다마드 변환 복원 알고리즘을 이용한 광 능동 정렬 검출 시스템은 이러한 요구를 충족시킬 수 있다. 그러므로 본 논문은 하다마드 변환 복원 알고리즘을 이용한 광 능동 정렬 검출 시스템이 기존의 시스템보다 우수한 알고리즘과 성능을 가지고 있음을 실험을 통해 입증한다.
고성능 탑재체들과 자세제어 센서들 간의 정밀정렬은 인공위성의 정확한 자세지향 및 높은 지향 안정성을 위해 필수적이다. 위성 개발사들은 조립 및 시험기간 동안 위성 정렬을 위해 데오드라이트 측정 시스템을 주로 사용한다. 데오드라이트 측정 시 시선 방향 오차, 수평축의 오차, 수직방향 인덱스 오차 그리고 수직축 오차로 인해 측정오차가 발생할 수 있다. 이러한 오차들 뿐 아니라 다수의 데오드라이트를 사용한 측정 시 발생할 수 있는 오차들을 정렬큐브 측정실험을 통해 분석하였다. 정렬큐브 측정실험을 기반으로 정렬측정 정확도를 향상시킬 수 있는 방법이 제안되었고, 측정 결과 위성의 설계 요구조건도 만족시킬 수 있었다.
링 레이저 공진기를 광학적으로 정렬하는 방법은 여러 가지가 있지만, 투과광 스펙트럼 측정법(cavity transmission spectrum control)은 측정이 매우 간단하고 공진기의 손실을 측정하면서 동시에 정렬을 할 수 있는 장점이 있다. 투과광 스펙트럼 측정법을 이용한 공진기의 광학적 정렬 장치를 구성하여, 레이저 자이로스코프에 사용할 링형 공진기에 모두 네 개의 반사경을 정렬 부착시켰으며, 동시에 정렬한 공진기의 내부 손실 값을 측정했다. 그 결과 최소 내부 손실은 0.98%였으며, 네 개의 반사경에 대한 총 반사 계수는 99.02%로 계산된다.
위성체 정렬은 위성체 조립 및 시험과정에서 중요한 부분이다. 인공위성이 우주궤도상에서 성공적인 임무를 수행하기 위해서는 자세제어 및 탑재체용 부분품들에 대하여 측정허용오차 $0.1^{\circ}{\sim}0.7^{\circ}$의 정밀하고 정확한 측정이 요구되며 정렬된 상태에서의 위성체 좌표계의 정확한 방향좌표를 측정하여 지상에 위치한 위성체 관제부에서 위성체의 자세제어 등에 사용하도록 제공하게 된다. 본 논문에서는 자동시준에 의한 위성체 정렬 측정 이론에 대하여 기술하고 데오도라이트를 사용하여 위성체 정렬을 측정할 수 있는 측정방법 및 그 측정 결과에 대하여 고찰해 보고자 한다.
본 논문에서는 정보블록알고리즘(IBPA;Information Block Preprocessing Algorithm)을 이용한 정보블록 정렬알고리즘 (IBSA; Information Block Sort Algotithm)을 제안하고 그 성능을 평가하였다. IBSA의 시간복잡도는 O(N)이며, 데이터의 분포상태에 영향을 받지 않는다. IBPA의 성능을 측정해본 결과, 2백만개의 랜덤데이터를 정렬한 경우, 중복값 허용의 경우 (a)는 퀵 정렬의 32.42%, 기수정렬의 9%정도의 비교회수만으로도 정렬할 수 있음을 보여주었으며, 중복값이 없는 경우 (b)는 퀵 정렬의 53.12%, 기수정렬의 12.79%정도의 비교회수만으로도 정렬할 수 있음을 보여주었다.
본 논문에서는 기존의 정렬 알고리즘의 성능을 향상시키기 위하여 정보블록 전처리알고리즘(IBPA)이라는 전처리 알고리즘을 제안한다. IBPA는 정렬된 리스트(list)에 있는 데이터에 관한 정보를 생성하고, 생성된 정보를 이용하여 각 데이터를 재배치하며, 실제적인 정렬은 기존의 정렬 알고리즘을 그대로 이용하여 이루어진다. IBPA의 성능을 측정해본 결과, 2백만개의 랜덤데이터를 정렬한 경우, O(N2)의 평균시간복잡도를 갖는 정렬알고리즘의 0.003%, O(NlogN)의 평균시간복잡도를 갖는 정렬알고리즘의 52%, 그리고 O(N)의 평균시간복잡도를 갖는 정렬알고리즘의 89%정도의 비교회수만으로도 정렬할 수 있음을 보여주었다.
본 논문에서는 광학 민감도가 큰 IR 광학계의 조립정렬과정에서 목표 성능을 만족시키기 위한 조립정렬 허용범위를 설정하는 방법을 제시하였다. 조립정렬 과정에서 편심측정기를 이용하여 각각의 광학소자에 대한 반사 편심량을 측정할 수 있다. 측정된 값을 이용하여 몬테카를로 시뮬레이션을 수행하였고 이를 이용하여 조립 정렬 이후의 광학계의 성능을 예측하였다. 시뮬레이션 결과와 실제 제작된 광학계의 광학 성능을 비교하여 본 논문에서 제시한 공차 할당 기법의 타당성을 확인하였다.
문서와 문서간의 유사도들 측정하는 방법 은 크게 지문법 (fingerprint)을 이용한 방법과 서열 정렬(sequence alignment)알고리즘을 이용한 방법이 있다. 두 방법은 각각 속도와 정확도라는 장점을 가지고 있다. 다단계정렬(MLA, Multi-Level alignment))는 이러한 두 방법을 조합하여 탐색 속도와 정확도 사이의 비중을 사용자가 결정할 수 있도록 하기 위한 방법이다.[1] 다단계 정렬은 두 문서를 단위 블록(basis block)로 나누고 블록 간의 벡터를 비교하여 유사도를 측정하게 되는데, 본 연구에서는 초성 추출 및 어간 추출을 통해 단위 블록의 벡터를 빠른 시 간에 생성하고 비교하는 방법과 다단계 탐색을 통해 정확도를 유지하면서 빠르게 유사도를 측정하는 방식에 대해 설명한다. 실험결과 제안 방법을 통해 다단계 정렬 방법을 이용한 대용량 문서 비교의 속도가 2 배 이상 빨라짐을 보인다.
일반적인 항공기의 전자광학추적장비(Electro-Optical Tracking System, EOTS)는 EO/IR, 레이저 센서 등의 구성품으로 구성된다. 표적 획득 시 요구되는 표적 좌표는 내부 구성품인 관성측정장비(Inertial Measurement Unit, IMU)에서 측정되는 자세와 가속도 측정값을 이용하여 획득된다. 특히 무장시스템을 운용하는 항공기의 경우, 무장 발사를 위한 표적 좌표를 얼마나 신속하고 정확하게 획득하는가에 따라 무장시스템의 성능이 좌우된다. 무장시스템에서 요구하는 좌표 정확도를 충족하기 위해서는 IMU가 정렬 완료 상태에서 운용되어야 하므로 신속하게 자세와 가속도를 측정하여 IMU 초기 안정화 시간을 단축하여야 한다. IMU의 정렬은 IMU의 자세 오차를 해소하여 초기 자세를 결정하는 과정이며, 항공용 EOTS와 같은 임무장비의 IMU는 항법용 GPS/INS의 속도 정보를 기준으로 하는 속도정합 전달정렬을 수행한다. 본 논문에서는 이러한 속도정합 전달정렬 시간 단축을 위해 항공기와 임무장비의 자세 변화를 통한 전달정렬 성능 개선방안을 제시하였다. 먼저 전달정렬 모델과 시뮬레이션 결과를 통해서 EOTS의 전달정렬이 지연되는 요소가 방위각 오차임을 식별하였다. 그리고 EOTS의 방위각 오차 해소를 위해 항공기의 가속도 기동 및 EOTS의 자세 변화가 요구됨을 확인하였다. 최종적으로 OOO 항공기 체계에 적용한 비행시험 결과, 항공기 가속도 약 0.2g 이상이 발생하면서 EOTS가 6.7deg/s 각속도로 고각 운동 시 그렇지 않을 때보다 5배 이상 빠르게 정렬이 완료되어 전달정렬 성능이 개선되었다.
본 논문은 광학적인 방법을 통해 얻은 3차원 좌표들을 이용하여 항공기 동체와 관성항법센서를 정렬하는 방법에 대하여 다루고 있다. 기존에 가공되어 있는 마운트 홀의 제작 정확도를 신뢰하고 장착하던 관행에서 나아가 관성항법센서의 좌표계와 항공기 동체의 기준좌표계를 보다 정확하게 정렬하기 위한 방법에 대해 소개하고 있으며, 실현가능성을 검증하기 위해 실제 3차원 좌표측정장치의 오차 수준을 반영한 시뮬레이션을 통해 정렬 성능을 검증하였다. 또한 광학센서와 관성항법센서의 최적화 기법 기반 정렬 방법을 기술하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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