This thesis considers a class of combined systems composed of remotely-piloted vehicle (RPV) and battery against passive enemy targets, where the target, if not killed, is allowed to change its location after each attack from the battery. The RPV has the duty to report on target acquisition, to confirm target kill, and to pass information on any change in target location after each battery attack. The battery has the duty to attack the target on the basis of the target location information provided to it by the RPV.
The associated specific problem to be considered first in this thesis is to model the combined system composed of multiple RPV's and a battery against a moving target. Secondly, the first problem is extended to model the system against multiple targets. For the two modeling systems, the time-dependent state probabilities of the system are derived in closed-form expressions. The state probabilities are then used to compute several important combat measures of effectiveness including (a) the time-varying mean and variance of the number of RPV's being alive and of the surviving enemy targets, (b) the mission success, mission failure, and combat draw probabilities, (c) the mean and variance of the combat duration time, and (d) the mean time of the target being alive given that it was killed. Illustrative numerical examples are solved for these combat measures.
Finally, an RPV sortie model in a combined system composed of an RPV and a battery against an enemy target is considered. The measures of effectiveness considered in the model include (a) the probability of sortie success and failure, (b) the probability of mission success and failure, (c) the expected number of attacks, (d) the expected number of targets killed, and (e) the expected combat duration. The cost-related measures of effectiveness are also considered for determining the optimal RPV sortie time of the combined system.
본 논문에서는 적 이동표적을 공격하기 위한 무인항공기와 포대의 결합체계를 고려하였다. 무인항공기는 적지에 침투하여 표적획득, 표적파괴 여부 확인, 포대공격 후의 표적위치 변경 등에 관한 정보를 알려주는 역할을 수행한다. 적지에서 활동하는 무인항공기는 적의 대공위협에 직면하게 되며 포대는 무인항공기가 제공한 정보를 이용하여 적 표적을 공격하는 임무를 수행한다.
본 논문에서 다루는 첫 번째 모델은 1개의 적 이동표적을 대상으로 한 다수의 무인항공기와 포대로 구성된 결합체계를 고려하였다. 이 체계에 대한 시간 의존적인 상태확률을 닫힌 형태의 식으로 표현하였으며 이를 이용하여 전투 효과 척도를 구하였다. 이 모델에서는 (ㄱ) 시간 의존적인 생존 무인항공기의 수와 살아 남은 적 표적 수의 평균과 분산, (ㄴ) 임무 성공, 임무 실패, 전투 무승부의 확률, (ㄷ) 전투 지속시간의 평균과 분산, (ㄹ) 임무 성공시의 조건부 표적 생존시간 등의 효과척도를 고려하였다. 수치 예제를 제시하였으며 표적획득 시간, 표적 파괴 확률 등에 대한 민감도 분석을 수행하였다.
두 번째 모델에서는 다수의 적 표적을 대상으로 한 다수의 무인항공기와 포대로 구성된 결합체계를 고려하였다. 이 체계에 대한 시간 의존적인 상태확률을 닫힌 형태의 식으로 표현하였으며 이를 이용하여 전투 효과척도를 구하였다. 이 모델에서는 (ㄱ) 시간 의존적인 생존 무인항공기의 수와 살아남은 적 표적 수의 평균과 분산, (ㄴ) 임무 성공, 임무 실패, 전투 무승부의 확률, (ㄷ) 전투 지속시간의 평균과 분산 등의 효과척도를 고려하였다. 예제로 2개의 적 표적을 대상으로 한 2대의 무인항공기와 포대로 구성된 결합체계에 대한 시간 의존적인 상태확률을 구하는 과정을 예시하였다.
마지막으로 1개의 적 표적을 대상으로 한 1대의 무인항공기와 포대로 구성된 결합 체계에서 무인항공기의 쏘티 효과를 산정하기 위한 모델을 고려하였다. 이 체계에 대한 시간 의존적인 상태확률을 마코브 과정(Markov process)을 이용하여 닫힌 형태의 식으로 표현하였다. 이 모델에서는 (ㄱ) 쏘티 성공, 쏘티 실패의 확률, (ㄴ) 임무 성공, 임무 실패의 확률, (ㄷ) 포대의 적 표적 공격 횟수에 대한 기대치, (ㄹ) 파괴된 적 표적의 수에 대한 기대치, (ㅁ) 전투 지속시간의 기대치 등의 효과 척도를 고려하였다. 또한, 이 척도들을 이용하여 무인항공기의 최적 쏘티시간을 결정하기 위한 비용을 고려한 효과척도를 제시하였다.
