In this thesis, we propose advanced guidance laws for air-to-surface missiles to enhance the survivability against the threat of interceptors launched from the tar-get. The proposed guidance laws consist of a term of conventional PNG (Proportional Navigation Guidance) to guarantee homing to target and a time varying bias term to cause evasive maneuver. As a time varying bias term, barrel-roll maneuvers and random telegraph maneuvers are investigated. A barrel-roll maneuver is defined by the roll axis and the roll frequency, and a random telegraph maneuver is defined by its direction and duration arbitrarily given.
This thesis proves the capturability of the proposed three-dimensional biased PNG with barrel-roll maneuver against a target non-maneuvering. In our capturability analysis, the nonlinear dynamics of three-dimensional pursuit situations are taken into full account. And a Lyapunov-like approach along with a vector analysis method based on the so-called ling-of-sight (LOS) plane plays the key role in obtaining our result. The LOS plane is the two-dimensional subspace defined the LOS coordinate system.
대공 방어시스템의 발전에 따라 공격용 미사일의 생존성을 증대시키기 위한 연구가 활발히 진행되어오고 있다. 공격용 미사일은 표적을 요격함과 동시에 대공 방어 시스템에 의한 피격위협을 감소시키기 위한 기동이 요구된다. 이를 위해 본 논문에서는 표적으로의 호밍 (homing)을 위한 기존의 순수비례항법유도(PPNG) 법칙에 회피기동을 위한 부가항을 고려함으로써 미사일의 생존성을 증대시키는 연구를 수행하였다. 미사일의 회피기동으로는 배럴-롤(barrel-roll) 기동과 랜덤 전속(random telegraph) 기동을 연구하였다. 배럴-롤 기동을 고려한 경우의 부가항을 고려한 비례항법유도(BPNG) 법칙에 대해서는 Lyapunov-like 방법을 이용하여 요격성능(capturability)을 증명하였으며, 랜덤 전속 기동을 고려한 경우에는 공격 미사일과 표적 사이의 거리에 따른 scale factor를 고려함으로써 표적 요격성능을 확보하였다.
마지막으로, 시뮬레이션을 통하여 본 논문에서 제안한 3차원 부가항을 고려한 비례항법유도 법칙의 성능을 분석하였다.
