This thesis covers radome aberration estimation and target tracking with line-of-sight angle-only measurement. When the microwave seeker on anti-ship missile is jammed by the anti-Electronic Counter Measures (anti-ECM) equipped on target fleet or battleship, line-of-sight angle is the only available measure-ment. In this case, since the information on target state variables is essential for terminal homing guidance, the target state variables are needed to be estimated accurately from line-of-sight angle-only measurement. However, because the signal from target is refracted by radome, structure attached at missile nose to protect seeker, line-of-sight angle measurement contains erroneous component, called radome aberration. Thus, it is required to estimate and compensate the effects of radome on line-of-sight angle measurement for precise target state estimation.
In this thesis, radome aberration and target state estimation system is modeled and its local observability conditions are obtained. Revised Adaptive Intermittent Maneuver (RAIM) is proposed to enhance the observability of this estimation system. Radome aberration and target state estimator is designed by applying Extended Kalman Filter (EKF) algorithm. Numerical simulations are conducted to analyze the characteristics and performance of the observability enhancement methods and the state estimation algorithm introduced in this thesis.
본 연구에서는 시선각 측정치만을 이용하여 레이돔 오차 및 표적의 상태변수를 추정하는 문제가 다루어진다. 초고주파 탐색기를 장착한 대함 유도탄이 표적 함선 혹은 전함이 장비하고 있는 대전자방해책에 의하여 전파 방해를 받게 되면, 이 유도탄의 탐색기는 표적의 상대적인 위치, 즉 시선각 만을 측정할 수 있게 된다. 유도탄이 종말 호밍 유도를 수행하기 위해서는 표적의 상태변수 정보를 필히 획득하여야 하므로, 앞서 설명된 바와 같은 경우에는 시선각 측정치만으로 표적의 상태변수를 정확하게 추정하여야 한다. 하지만, 표적으로부터 얻어지는 신호는 탐색기를 보호하기 위하여 유도탄 앞부분에 부착되는 구조물인 레이돔을 통과하는 과정에서 굴절되므로, 시선각 측정치는 레이돔 오차라고 불리는 오차 성분을 포함하게 된다. 따라서, 정확한 표적 상태변수 추정을 위하여 레이돔이 시선각 측정에 미치는 영향을 추정하고 이를 보상하는 기법이 요구된다.
이를 위하여 본 연구에서는 우선적으로 레이돔 오차 및 표적 상태변수 추정 시스템의 모델링 및 가관측성 조건 도출이 이루어진다. 도출된 가관측성 조건을 바탕으로 기 모델링된 시스템의 가관측성 향상을 위한 유도탄 기동 알고리즘인 수정 적응 단속 기동이 제안된다. 레이돔 오차 및 표적 상태변수 추정 기법은 확장 칼만 필터 알고리즘을 기반으로 설계된다. 마지막으로, 본 연구에서 제안된 가관측성 향상을 위한 유도탄 기동 기법 및 상태변수 추정 알고리즘의 특성과 성능을 분석하기 위한 시뮬레이션이 수행된다.