Modern anti-ship missiles should penetrate the threat of mighty anti-air defense systems. Especially an exposure to searching and tracking radar of CIWS dramatically drops the survivability of the anti-ship missiles. Hence strategies on simultaneous attack of multiple missiles against a single target have been devised. For implementing the simultaneous attack strategy, it is essential to develop the guidance laws to control an impact-time arbitrarily. The designated time-on-target attack strategy is firstly studied where the required impact time is predetermined at homing starting time and then each missile is guided to the target independently to achieve the designated impact-time requirement. We propose the impact-time-control guidance law called ITCG based on optimal control theory, which has a form of the combination of the well-known PN and the feedback of the impact time error multiplied by the time-varying gain. Secondly the undesignated time-on-target attack strategy is studied in which the simultaneous attack can be achieved no matter what the actual terminal impact-time is by reducing the mutual differences of times-to-go of multiple missiles during the homing. For this aim each missile should home on the target cooperatively communicating with each other. We propose the new homing guidance law for many-to-one engagement named cooperative proportional navigation(CPN). CPN has a PN structure with a time-varying navigation gain. The law attains the cooperative homing goal by reducing the variance of times-to-go of multiple missiles by exploiting navigation gain as a control parameter.
현대의 대함 유도탄은 공격 대상인 전투 함정의 강력한 대공 방어 시스템을 뚫고 생존하여야 임무를 달성할 수 있다. 특히 함정의 최후 방어선인 근접화기(Close-In Weapon System)의 레이더에 노출되면 대함 유도탄의 생존율이 급격히 떨어질 수밖에 없다. 대함 유도탄의 대응 전략으로 다수 유도탄을 이용하여 동일 표적에 동시에 호밍하는 방식에 대한 연구를 수행하였다. 다수 유도탄을 이용한 동시 공격 전략을 구현하기 위해서는 임의로 비행시간을 제어할 수 있는 유도법칙이 개발되어야 한다.
먼저 유도탄의 표적 충돌시간을 미리 정하고 개별 유도탄은 독립적으로 공통의 충돌시간을 맞추기 위해 기동하는 방식에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 최적제어이론에 기반하여 비례항법 유도법칙에 추가한 가속도 명령 항을 설계변수로 하여 비행시간을 제어하도록 한 충돌시간제어 유도법칙(ITCG)을 제안하였다. ITCG는 비례항법항과 충동시간오차 되먹임항의 결합으로 구성되어 있다.
한편 호밍 전에 충돌시간의 목표 값을 미리 정하지 않고 모든 유도탄이 호밍을 수행하면서 서로 충돌시간의 차이를 줄여나가 동시 공격 목표를 구현하는 방식에 대한 연구를 수행하였다. 이 경우 개별 유도탄은 독립적으로 호밍을 수행하는 것이 아니라 상호 비행 정보 교환을 통해 협력적으로 호밍해야 한다. 본 연구에서는 CPN이라고 명명한 다대일 교전을 위한 새로운 유도법칙을 제안하였다. CPN은 비례항법 유도법칙의 기본 구조를 가지고 있으며 상수 대신 시변 비례항법 게인을 사용하여 동시 호밍에 참여하는 유도탄들의 비행 중 남은 비행시간의 분산을 줄임으로써 동시 호밍을 구현하도록 구성되어 있다.
제안한 두가지 방식 모두 다수 유도탄의 동시 공격 목표를 효과적으로 달성할 수 있음을 모의 비행 해석을 통해 보였다.
