A new gun fire control system has been developed for the Korean next generation frigate class. The engineering requirement was far more tightened than the PKG-A class for the firing range availability and gun control function since 5 inch gun is adopted for the new ship. We mention about the principal technologies required to build a generic gun fire control system and proposed methods for the new gun fire control system. The new system has been designed based on the proposed methods in order to satisfy the requirement and functionality has been proved to be acceptable through the sea trial by Korean navy.
In naval gun firing, firing accuracy comes from the combination of each component's accuracy in CFCS (Command and Fire Control System) like tracking sensors and gun. Generally, battery alignment is done to correct the error between gun and tracking sensor by using boresight telescope on harbor and sea. But normally, the battery alignment can compensate only the static alignment error and ignore dynamic alignment error which is caused by own ship movement. There was no research on this dynamic alignment error until now. We propose a new way to analyze dynamic arrangement error by using image of boresight telescope. In case of the dynamic alignment error was due to time delay of own ship attitude information, we propose the way to compensate it.
A gun is still one of the major weapons of a combat ship. To assess the ship's fire control capability which is influenced by tracking system, fire control algorithm, gun, the ship itself, target behavior, environment and engagement situation, simulation system for gun-oriented engagement for surface ship is needed. This paper proposes the process for designing and implementing a gun-oriented engagement simulation system using DEVS(Discrete Event Simulation Specification), which is a formalism based on the set theory. It consists of the following activities : 1) analyzing the characteristics of a gun-oriented engagement, 2) constructing the deterministic model of the combat ship of study with DEVS, 3) modeling properties of each entity showing as stochastic errors. With this process, the gun-oriented engagement simulation system is developed and applied for the combat system under development.
In the existing GFCS (Gun Fire Control Systems) there is sometimes the problem of the miss distance which is between a target and the projectiles from gun and cannot be neglected. This errors are difficult to reduce either in the gun design phase or by precalibration exercise. In this paper the CLSA (Closed Loop Spotting Algorithm) which is applied to improve the performance of the GFCS is porposed and analysed. The results simulated by Monte Carlo technics show us better performance than the existing GFCS.
In this paper, we will discuss the absolute angular error control mode for the Gun/Turret driving system. The Gun/Turret driving controller receives absolute angular error calculated from the fire control system (FCS). Thus, the Gun/Turret driving controller is subjected to step command to cause residual vibration and system unstable. In order to reduce residual vibration and to ensure the system stability, we propose an error motion profile method with two types of trapezoidal and S-Curve. The validity of the proposed error motion profile method is confirmed via simulation by observing that the resulting position error, driving power, and power density satisfied the control performance.
A low-recoil direct gun is useful in reducing the fire impulse generated by using a traditional shell. To apply a control equation to an AMESim Model, we have formulated a control equation for a recoil mechanism from the free object diagram. By modeling this equation, we have been able to compare the recoil distance and recoil force of a low-recoil direct gun. Here, we can analyze the recoil characteristics between traditional direct guns and low-recoil direct guns with perforated muzzle brakes. It is possible to mount a low-recoil direct gun with a perforated muzzle brake on a lightweight tracked vehicle by reducing its fire impulse.
Gun fire solution computed in ballistic computing unit (BCU) needs to evaluated before applying in real fire. In this paper, ballistic performance analysis method is studied for reasonable prediction or hit probability with ballistics error presentation on hitting plane. Also Gun fire solution using interacting multiple model (IMM) algorithm is analyzed through proposed method.
A practical method is proposed to improve hit probability of the digital gun fire control system, when the measured rate of the tracking sensor becomes biased under some operational situation. For ground moving target it is shown that the well-known Kalman filter which uses position measurement only can be optimally used to eliminate the rate bias error. On the other hand, for 3D moving aircraft we present a new algorithm which incorporate FIR-type filter, which uses position and rate measurement at the same time, and the fixed-lag smoother using position measurement only, and show that it has the optimal performance in terms of both estimation accuracy and response time.
함포 사격통제시스템은 수상함 전투체계에서 가장 사용빈도가 높은 무장 시스템으로 탄도 계산의 연산과정이 복잡할 뿐만 아니라 각종 레이더 및 센서등 자함에 탑재된 대부분의 장비로부터 정보를 수신하여 탄도계산을 수행하기 때문에 시뮬레이션을 통해 사전에 검증을 하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 함포 사격통제시스템을 검증하기 위한 시뮬레이션 환경 구축 기법을 제안하였으며, 구축된 시뮬레이션 환경을 통해 무기체계의 개발진행단계별로 주어진 데이터를 최대한 활용하는 효율적이며 실용적인 시뮬레이션 방법을 제시하였다. 시뮬레이션을 통해 검증된 사격통제시스템은 실제 수상함 전투체계에 탑재되어 함포사격에서 우수한 결과를 얻었으며, 이를 통해 제안된 시뮬레이션 방법의 정확성 또한 입증되었다.
This paper addresses a novel approach to performance enhancement of the naval gun fire control system(FCS) by using the projectile tracking filter without any distortion of radar measurements. Under the assumption that the maneuvering between the projectile and the ship equipped with the radar is not quite large, this method is based on the concept of polar-coordinate target tracking, which separates the range estimation filter and the direction cosine estimation filter. Note that using polar-coordinates allows tracking to be performed in the same coordinate system from which the radar line-of-sight(LOS) measurements are obtained, unlike the conventional tracking process in Cartesian. Also, it is easy to implement in real-time and guarantees consistent estimates due to its linear filter structure. With the help of the above method, therefore, the proposed filter is able to improve the overall performance of FCS which requires stability of projectile estimates within a short engagement time. The effectiveness of the presented scheme is validated through computer simulations.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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