Terrain-Following/Terrain-Avoidance (TF/TA) system development has three steps. Among three steps, optimal trajectory planning step is the first step on TA/TF system. This thesis introduces existing research as many referenced at the first step which defined cost function about flight time and terrain masking functions and derive the trajectory formulation through complicated formula. As solved the trajectory problem via new approach, it anticipates that get a similar flight trajectory and performance more easily with existing research. The important aim is safety of aircraft that aircraft is not discovered from enemy threats. But this part is neglected in existing research. So this thesis introduces terrain rough-index and terrain rough-index applied to TF/FA because of improving safety aircraft and pilot.
Global trajectory is found using various optimal methods related to terrain rough-index and total ter-rain altitude during mission. Calculated flight trajectories of new approach and optimal method are compared to verify reliability of flight trajectory of new approach with terrain rough-index. And then this thesis finds new algorithm for real-time implementation as referenced new approach and optimal method.
지형 추종/지형 회피 시스템 개발에는 3 단계로 나누어져 있다. 그 3 단계 중에 최적화 궤적 계획 단계가 지형 추종/지형 회피 시스템의 첫 번째 단계이다. 이 논문에서는 첫 번째 단계를 초점을 맞추어서 연구를 수행하려 한다. 그 기존의 논문들 중 가장 참조가 많이 되는 기존의 논문을 소개하여 목적 함수를 알아본다. 그리고 이 기존의 논문은 비행 시간과 비행 경로 지형 고도의 합으로 정의하여 복잡한 수식 유도를 통해서 비행 궤적을 얻을 수 있다. 그러나 기존의 논문들에서는 최적화 방법을 통해서 궤적을 찾기 때문에 궤적을 계산하는 시간이 많이 필요하다라는 단점을 가지고 있으며 간과하고 있는 문제점이 있기에 그 부분을 보완하는 연구를 수행하려 한다.
최적화 방법을 사용하지 않고 지형의 데이터의 특징을 이용하여서 간단한 수식을 통해서 항공기의 헤딩 각도를 계산하여서 실시간에 용이한 접근방법을 제안하려 한다. 이때 헤딩 각도는 지형의 기울기를 이용하여서 적절하게 헤딩 각도를 계산한다. 또한, 기존의 논문에서는 지형 추종/지형 회비 기술의 운용 환경이라는 특정 장소만을 다루고 있지만 지형 추종/지형 회피 기술은 여러 환경에서 운용가능하며 레이더 기지, 지대공 미사일, 지형과 같은 위험으로부터 안전하게 회피해야 하는데 기존의 논문들은 이를 간과하고 있다. 이를 보완하기 위해서 본 연구에서는 지형 험준도 지수를 적용하여서 항공기의 생존성을 높이는 궤적을 찾아 보았고 시뮬레이션을 통해서 레이더 기지 및 지형 회피에 더 나은 성능을 보여줌을 확인할 수 있었고 간단한 수식을 통해서 빠르게 계산되기 때문에 실시간 적용 가능성을 보여주고 있다.
그 후에 요즘에는 지형 추종/지형 회피 기술이 지형 참조 항법과 같이 사용되는 추세이기에 새로운 방법으로 계산된 궤적을 통해서 지형 참조 항법을 수행하여서 그 성능을 비교하여 분석하였고 기존의 논문들은 지형의 고도가 낮은 궤적을 찾고 확장형 칼만 필터는 연속적이며 계산 속도가 빠르다는 본 연구에 맞게끔 선정되어서 시뮬레이션을 수행하였고 이 경우에는 선형화에 인해서 발산하는 경향을 보였고 새로 제안한 방법으로 찾은 궤적에서는 항상 지형 기울기가 존재하므로 항공기의 위치 추정에 어느 정도 신뢰성을 보여줌을 알 수 있었고 지형 참조 항법과 지형 추종/지형 회피 기술을 엮어서 시뮬레이션을 수행하여서 비슷한 결과를 얻을 수 있었다.