The Korean Institute of Technology Satellite (KITSAT-1) is the first satellite developed by the Satellite Technology Research Center and the University of Surrey. KITSAT-1 is orbiting the Earth's orbit as space debris with a 1,320 km altitude after the planned mission. Due to its relatively small size and altitude, tracking the KITSAT-1 was a difficult task. In this research, we analyzed the tracking results of KITSAT-1 for one year using the Midland Space Radar (MSR) in Texas and the Poker Flat Incoherent Scatter Radar (PFISR) in Alaska operated by LeoLabs, Inc. The tracking results were analyzed on a weekly basis for MSR and PFISR. The observation was conducted by using both stations at an average frequency of 10 times per week. The overall corrected range measurements for MSR and PFISR by LeoLabs were under 50 m and 25 m, respectively. The ionospheric delay, the dominant error source, was confirmed with the International Reference of Ionosphere-16 model and Global Navigation Satellite System data. The weekly basis orbit determination results were compared with two-line element data. The comparison results were used to confirm the orbital consistency of the estimated orbits.
본 논문에서는 레이더와 비전센서 융합 기반의 움직임추정을 이용한 전방차량 검출 및 추적 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 움직임추정을 통하여 레이더로 관측한 타겟의 부정확한 횡방향 위치를 보정할 뿐만 아니라 자차의 거동에 따른 자차-지면 간의 기하학적 관계 변화에 적응적으로 전방차량을 검출하고 추적한다. 또한 연산량 부담이 적은 특징점기반의 움직임추정 방법을 사용하여 차량을 검증하는 과정의 수행 횟수 감소를 도모하였다. 제안하는 움직임추정 방법으로 보정한 타겟이 기존의 방법에 비해 높은 시간적 일관성(temporal consistency)을 가지고 전방차량을 추적하는 것은 물론 다양한 도로환경에서 강건하게 전방차량을 검출하는 것을 실험을 통해 입증하였다.
레이더 정보의 수록 및 정량적 해석을 위한 시도로써 타선의 위치정보를 자선의 전자해도 및 radar 화변상에 모니터링하여 두 선박의 간격을 측정할 수 있는 양선거리측정시스템과 ARPA radar가 탐지한 표적의 추적정보를 자선의 전자해도 화면상에 실시간으로 모니터링하기 위한 시스템을 구축함과 동시에 이들 레이더 정보를 필요에 따라 수록 및 재생할 수 있는 레이더 정보수록 및 해석 시스템을 개발하고, 실용화 실험을 행한 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 목포 인근해역에서 레이더 신호를 수록하고, 이 레이더 영상에 위치발생시뮬레이터에 의해 생성한 타선 위치를 RS232C interface를 통해 전송 및 중첩시켜 타선의 위치를 추적하면서 실시간으로 본선과 타선의 양선 간격을 산출한 결과, 양선 거리 및 방위의 실시간 측정이 가능하여 이 시스템을 양선 거리계로써 활용할 수 있음이 입증되었다. (2) 타선의 레이더 신호를 수신한 후, $\alpha$-$\beta$ tracker를 이용하여 타선 영상의 중심 위치를 실시간으로 추적하면서 침로, 속력, 방위, 거리 등을 예측한 결과, 매우 안정된 평활화 추정치를 얻을 수 있었다. (3) ARPA 시뮬레이터를 이용하여 표적의 추적정보를 TTM sentence 등으로써 생성한 후, 이 코드를 전자해도상에 전송 및 중첩 표시시킨 결과, 추적표적의 위치, 속력, 침로, 방위, 거리 등의 추적정보의 실시간 모니터링이 안정적으로 실현된 바, 선내의 여러 장소에서 ARPA 정보를 공유하기 위한 멀티 모니터링 장치의 개발이 기대된다.
본 논문은 위상배열 레이더를 사용하여 실제표적을 추적하였을 때 추적 정확도를 평가하기 위한 알고리듬 연구이다. 실표적에 대한 추적 정확도를 평가하기 위해서는 실표적 위치에 대한 정보가 있어야 하지만, 시험비용 및 시험시간의 증대로 인해 위상배열 레이더에서 획득된 데이터만을 사용하여 실표적의 정확도를 평가하는 알고리듬을 제시한다. 이러한 평가 알고리듬은 위상배열 레이더에서 사용된 ${\alpha}-{\beta}$ 추적필터의 잔차로부터 추적 정확도의 지표인 거리오차와 각도 오차의 표준편차를 도출한 결과이며, 통계적 방법으로 sample variance 개념을 사용하게 된다.
The phased array antenna has the ability to perform adaptive sampling by directing the radar beam without inertia in any direction. The adaptive sampling capability of the phased array antenna allows each sampling time interval to be varied for each target, depending on the acceleration of each target at any time. In this paper we design a three dimensional adaptive target tracking algorithm for the phased array radar system with a given set of measurement parameters. The tracking algorithm avoids taking unnecessarily frequent samples, while keeping the angular prediction error within a fraction of antenna beamwidth so that the probability of detection will not be degraded during a track updata illuminations. In our algorithm, the target model and the sampling rate are selected depending on the target range and the target maneuver status which is determined by a maneuver level detector. A detailed simulation is conducted to test the validity of our tracking algorithm for target trajectories under various conditions of maneuver.
본 논문에서는 다기능 레이더의 추적 성능 개선을 위해 임무 우선 순위 선정을 위한 퍼지 추론 시스템 기반의 기법을 제안하였다. 제안한 기법은 추적 임무 수행 시 우선 순위 결정 트리를 구성하고, 퍼지 집합으로 추적 안정도, 위협도, 접근성을 선정하고, 퍼지 규칙을 통한 추적 임무의 우선 순위를 얻는 방식이다. 우선 순위를 높게 책정할 경우, 추적 주기를 변화시켜 추적의 정확도를 높일 수 있도록 설계하였다. 추적 성능 개선 효과를 입증하기 위해 기동 특성이 뚜렷한 표적 궤적을 생성하고, 제안된 기법을 적용한 경우와 적용하지 않은 경우를 시뮬레이션으로 비교 분석하였다.
This paper presents the development of new algorithm for identifying and tracking the convective cells in three dimensional reflectivity fields in Cartesian coordinates. First, the radar volume data in spherical coordinate system has been converted into Cartesian coordinate system by the bilinear interpolation. The three-dimensional convective cell has then been identified as a group of spatially consecutive grid points using reflectivity and volume thresholds. The tracking algorithm utilizes a fuzzy logic with four membership functions and their weights. The four fuzzy parameters of speed, area change ratio, reflectivity change ratio, and axis transformation ratio have been newly defined. In order to make their membership functions, the normalized frequency distributions are calculated using the pairs of manually matched cells in the consecutive radar reflectivity fields. The algorithms have been verified for two convective events in summer season. Results show that the algorithms have properly identified storm cells and tracked the same cells successively. The developed algorithms may provide useful short-term forecasting or nowcasting capability of convective storm cells and provide the statistical characteristics of severe weather.
We propose a multi-rate sensor fusion of vision and radar using Kalman filter to solve problems of asynchronized and multi-rate sampling periods in object vehicle tracking. A model based prediction of object vehicles is performed with a decentralized multi-rate Kalman filter for each sensor (vision and radar sensors.) To obtain the improvement in the performance of position prediction, different weighting is applied to each sensor's predicted object position from the multi-rate Kalman filter. The proposed method can provide estimated position of the object vehicles at every sampling time of ECU. The Mahalanobis distance is used to make correspondence among the measured and predicted objects. Through the experimental results, we validate that the post-processed fusion data give us improved tracking performance. The proposed method obtained two times improvement in the object tracking performance compared to single sensor method (camera or radar sensor) in the view point of roots mean square error.
다층 방어 시스템은 표적의 장거리 조기탐지를 위해 조기 경보 레이다를 활용하고, 정밀 요격 통제를 위해 대공 레이다를 활용하는 방식을 취한다. 그러므로 레이다들 사이에 표적 인계 과정을 필요로 하게 되는데, 추적의 안정화 및 교전 통제를 고려하여 적절한 시점에 표적 인계가 이루어져야 한다. 본 논문에서는 다층 레이다 시스템의 운용 특성을 분석하고, 고속표적에 효과적으로 대응하기 위한 추적 성능 예측 기반의 표적 인계 시점 결정기법을 제안하였다. 또한, 탄도탄 방어 시나리오를 포함하는 통합 시뮬레이터 환경에서 제안 기법을 검증하였다.
레이다 기술의 국산화가 이슈가 되고 연구 개발에 박차를 가하고 있는 가운데 본 논문의 Dual-band 모노 펄스 수신기는 추적 레이다를 기반으로 한 실험적 수행 결과를 바탕으로 하고 있다. Dual-band 레이다를 Single-band 레이다와 비교해 보면 높은 비용과 소비 전력 등의 단점을 갖고 있지만 재밍이나 검파 거리, 이미지 신호 제거, 강우 감쇄 특성 면에서 이점을 가질 수 있다. 수신기는 X-band RF head 모듈, Ka-band RF head 모듈, 그리고 공통 IF모듈로 구성되며 X-band와 Ka-band의 각 신호는 IF 모듈의 스위칭에 의해 선택되어진다. 또한 IF모듈의 국부 신호단에서는 위상 제어기가 장착되어 합 채널을 기준으로 고각과 방위각 채널의 위상을 제어할 수 있도록 하였다. 측정 결과 전체 이득은 $40{\pm}3 dB$였으며, 송신/수신간 격리도는 39 dBc, 동적 영역 110 dB, 그리고 잡음지수는 X/Ka-band 각각 4.5dB/6.9dB로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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