Controlled Flight Into Terrain (CFIT) is reported as a major cause of today’s aircraft accidents. To mitigate these accidents, Predictive Ground Collision Avoidance System (PGCAS) has been used since the mid-70s. In PGCAS algorithm, however, relatively large safety margin for the terrain searching pattern could arise some drawbacks, such as nuisance alarms or unnecessary pull-up commands, during a tactical terrain-following or low-level terrain flight to evade enemy’s air defense network. In this paper, a modified algorithm based on weighted terrain searching pattern and performance diagram is proposed to improve PGCAS more efficiently on the modern tactical fly missions. At first, the weighted terrain searching pattern is set to reflect the aircraft’s performance and give more reasonable safety margin in the system. The terrain elevation data lying in the exterior of the terrain searching pattern are now set to give lower terrain elevation than the data in the interior. Secondly, performance diagram is used to generate reference flight trajectory, which gives terrain-neighboring as well as safe ensured flight path. Finally, the proposed algorithm is further analyzed through simulations to evaluate its performance.
항공기의 주요 사고원인 중 하나로 손꼽히는 조종상태 지상충돌(CFIT, Controlled Flight Into Terrain) 문제를 해결하기 위하여 예측형 지상 충돌 회피 시스템(PGCAS, Predictive Ground Collision Avoidance System)이 군용으로 개발되어 지형충돌에 대한 경고 및 유사시 위험요소를 회피하는데 사용되고 있다. 그러나 기존 PGCAS의 지형 탐지패턴과 비닝(Binning) 및 헐링(Hulling) 알고리즘은 과도한 안전여유를 가지고 있어, 거짓 경보를 발생시키거나 레이더 피탐율을 낮추기 위해 지형추종비행이 필요한 상황에서 불필요한 고도상승 명령을 생성하는 등 전략적 사용에 있어 제약이 따르는 경우가 많다. 본 연구에서는 PGCAS를 전략적인 측면에서 보다 효율적으로 운용하기 위하여 지형 탐지패턴에 가중치를 부여하는 방법과, 알고리즘의 실시간성을 보장하면서 항공기의 성능을 참조하여 비행 가능한 한계최저고도를 생성하는 방안에 대하여 다룬다. 안전여유에 해당하는 비행경로 바깥쪽의 지형 정보가 예상 비행경로에 놓인 지형 정보보다 상대적으로 낮은 가중치를 가지도록 지형 탐지 패턴을 재구성하였으며, 개체군집최적화(PSO, Particle Swarm Optimization)와 성능 다이어그램을 이용하여 지형추종비행을 위한 예상경로를 찾도록 기존의 PGCAS 알고리즘을 수정하였다. 끝으로 실제 디지털지형고도데이터(DTED, Digital Terrain Elevation Data)를 이용한 MATLAB기반의 시뮬레이션과 PIL 시뮬레이션을 바탕으로 제시된 알고리즘의 성능을 기존 알고리즘과 비교해 보았다.