KR102159937B1 - 항법 초기 정렬 기능을 구비하는 무인 잠수정 - Google Patents

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KR102159937B1
KR102159937B1 KR1020200083499A KR20200083499A KR102159937B1 KR 102159937 B1 KR102159937 B1 KR 102159937B1 KR 1020200083499 A KR1020200083499 A KR 1020200083499A KR 20200083499 A KR20200083499 A KR 20200083499A KR 102159937 B1 KR102159937 B1 KR 102159937B1
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이한솔
이필엽
추진우
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한화시스템 주식회사
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Abstract

항법 초기 정렬 기능을 구비하는 무인 잠수정이 개시된다. 무인 잠수정에 있어서, 상기 무인 잠수정의 항법 정보를 실시간 산출하는 항법 위치/속도/자세 정보 산출 모듈; 상기 항법 위치/속도/자세 정보 산출 모듈 에서 실시간 산출된 항법 경로 정보에 대한 초기 정렬을 수행하는 초기 정렬 모듈을 구성한다. 상술한 항법 초기 정렬 기능을 구비하는 무인 잠수정에 의하면, 수중 항법 알고리즘에 의한 경로와 GPS 경로를 상호 대비하여 오차를 산출하고 초기 정렬을 수행하도록 구성됨으로써, 각각의 센서에 대한 정렬이나 초기화를 수행하지 않고서도 초기 정렬을 정확하게 수행할 수 있으며, 별도의 외부 장비없이도 초기 정렬을 정확하게 수행할 수 있는 효과가 있다. 또한, 운행 중에도 언제든지 초기 정렬을 수행할 수 있으므로 작전 운용 능력을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

항법 초기 정렬 기능을 구비하는 무인 잠수정{UNMANNED SUBMERSIBLE WITH NAVIGATION INITIAL ALIGNMENT FUNCTION}
본 발명은 항법 초기 정렬 기능을 구비하는 무인 잠수정에 관한 것으로서, 구체적으로는 항법 초기 정렬 기능을 구비하는 무인 잠수정에 관한 것이다.
무인 잠수정은 소나(sonar)를 이용하는 표적 탐지라든가 기뢰 제거 등의 다양한 임무를 수행하면서 함정 또는 지상 운용 통제소의 작전 수행을 지원한다.
무인 잠수정은 운행 중 대부분은 수중 운행을 한다. 수중에서는 GPS 신호의 수신이 원활하지 않기 때문에 IMU(inertial measurement unit)이나 DVL(Doppler velocity log) 등을 이용한 수중 항법에 의존한다. 그런데, 수중 항법의 정확도는 무인 잠수정의 초기 위치, 자세, 속도에 의해 결정된다.
이에, 항법 알고리즘의 정확도 향상을 위해서는 초기 자세값을 정확하게 알 필요가 있다.
그러나, 초기 자세값은 진북과 자북 차이에서 발생하는 오차, 설치 위치에 따른 오차, 전기적 오차, 센서 오차 등으로 인해 추정이 어려운 문제점이 있다.
기존에는 초기 정렬을 위해서는 운행하지 않는 상태에서 고정밀 INS 장비 등을 이용하여 초기 정렬을 하는 전달 정렬 방식, 무인 잠수정에 탑재된 디지털 컴파스를 이용하는 초기 정렬 방식, 무인 잠수정에 고정밀 INS를 탑재하여 정지 상태에서 지구의 자전 속도를 활용하는 초기 정렬 방식 등이 있다.
이러한 기존의 방식들은 외부의 별도의 장비를 필요로 하는 점과 초기 정렬을 위해서는 외부의 노이즈가 없는 정지 상태에서 수행해야 하는 문제점이 있다. 특히, 디지털 컴퍼스를 이용하는 경우에는 외부 자기장의 영향에 의해 에러가 많이 발생한다는 문제점이 있다.
등록특허공보 10-1307454 등록특허공보 10-1290083
본 발명의 목적은 항법 초기 정렬 기능을 구비하는 무인 잠수정을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적에 따른 항법 초기 정렬 기능을 구비하는 무인 잠수정은, 상기 무인 잠수정을 전방으로 추진시키는 추진기; 상기 무인 잠수정의 추진 방향을 변경시키는 방향타 구동기; 상기 무인 잠수정의 심도를 조절하는 승강타 구동기; 상기 추진기, 방향타 및 심도 조절기를 구동 제어하는 구동 제어 모듈; 함정으로부터 임무 데이터를 수신하는 무선 통신 모듈; 상기 무선 통신 모듈을 통해 수신되는 임무 데이터를 저장하는 임무 저장 모듈; 상기 임무 저장 모듈에 저장된 임무 데이터에 따른 임무 수행을 제어하고, 임무 수행 상황 데이터를 실시간 생성하여 상기 무선 통신 모듈을 통해 상기 함정을 송신하는 임무 수행 제어 모듈; GPS 신호를 수신하는 GPS; 지자기 방위를 측정하는 디지털 컴퍼스; 상기 무인 잠수정의 가속도 및 각속도를 측정하는 IMU(inertial measurement unit); 대지 기준 상기 무인 잠수정의 속도를 측정하는DVL(Doppler velocity log); 상기 무인 잠수정의 심도를 측정하는 심도 센서; 상기 GPS에서 수신된 GPS 신호를 이용하여 상기 무인 잠수정의 GPS 위치 정보 및 GPS 경로 정보를 실시간 산출하는 GPS 위치 정보 산출 모듈; 상기 디지털 컴퍼스에서 측정된 지자기 방위, 상기 IMU에서 측정된 가속도 및 각속도, 상기 DVL에서 측정된 대지 기준 상기 무인 잠수정의 속도, 상기 심도 센서에서 측정된 심도를 이용하여 항법의 위치/속도/자세를 실시간 산출하는 항법 위치/경로 정보 산출 모듈; 상기 GPS 위치 정보 산출 모듈에서 실시간 산출되는 GPS 경로 정보 및 상기 항법 위치/속도/자세 정보 산출 모듈에서 실시간 산출되는 항법의 위치/속도/자세 간의 동기화를 수행하는 동기화 모듈; 상기 동기화 모듈에서 동기화가 수행된 GPS 경로 정보 및 항법 경로 정보를 각각 정규화하는 정규화 모듈; 상기 정규화 모듈에 의해 정규화된 GPS 경로 정보 및 항법의 위치/속도/자세의 상호 간의 오차를 산출하는 오차 산출 모듈; 상기 오차 산출 모듈에서 산출된 오차를 이용하여 상기 무인 잠수정의 위치 및 자세의 초기 정렬을 수행하는 초기 정렬 모듈; 상기 초기 정렬 모듈의 초기 정렬 수행 결과를 반영하여 항법 알고리즘을 수행하는 항법 알고리즘 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 오차 산출 모듈은, 하기 수학식 A에 따라 오차 Ψ를 산출하고, [수학식 A]
Figure 112020070441912-pat00001
여기서,
Figure 112020070441912-pat00002
는 GPS 위치 정보의 좌표이고,
Figure 112020070441912-pat00003
는 항법 위치 정보의 좌표이다.
그리고 상기 초기 정렬 모듈은, 하기 수학식 B에 따라 위너 필터를 적용하여 최종 오차 y를 산출하여 상기 항법 알고리즘 모듈의 항법 알고리즘의 헤딩(heading) 초기값에 반영하여 보정을 수행하고, [수학식 B]
Figure 112020070441912-pat00004
여기서,
Figure 112020070441912-pat00005
는 수학식 A에서 산출된 오차 Ψ의 값들의 평균이고,
Figure 112020070441912-pat00006
는 수학식 A에서 산출된 오차 Ψ 중에서 가장 최근값이고,
Figure 112020070441912-pat00007
는 수학식 A에서 산출된 오차 Ψ 값들의 분산이고,
Figure 112020070441912-pat00008
는 GPS 노이즈 분산값이다.
그리고 상기 항법 알고리즘 모듈은, 상기 초기 정렬 모듈의 최종 오차 y가 반영된 항법 알고리즘을 수행하도록 구성될 수 있다.
상술한 항법 초기 정렬 기능을 구비하는 무인 잠수정에 의하면, 수중 항법 알고리즘에 의한 경로와 GPS 경로를 상호 대비하여 오차를 산출하고 초기 정렬을 수행하도록 구성됨으로써, 각각의 센서에 대한 정렬이나 초기화를 수행하지 않고서도 초기 정렬을 정확하게 수행할 수 있으며, 별도의 외부 장비없이도 초기 정렬을 정확하게 수행할 수 있는 효과가 있다. 또한, 운행 중에도 언제든지 초기 정렬을 수행할 수 있으므로 작전 운용 능력을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 항법 초기 정렬 기능을 구비하는 무인 잠수정의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 경로 정보와 항법 경로 정보 간의 오차를 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 위치 정보와 항법 경로 정보 간의 정규화를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초기 정렬의 미수행 결과와 수행 결과 간의 시험 결과를 나타내는 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 항법 초기 정렬 기능을 구비하는 무인 잠수정의 블록 구성도이다. 그리고 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 경로 정보와 항법 경로 정보 간의 오차를 나타내는 모식도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 위치 정보와 항법 경로 정보 간의 정규화를 나타내는 그래프이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초기 정렬의 미수행 결과와 수행 결과 간의 시험 결과를 나타내는 그래프이다.
먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 항법 초기 정렬 기능을 구비하는 무인 잠수정(100)은 추진기(101), 방향타 구동기(102), 승강타 구동기(103), 구동 제어 모듈(104), 무선 통신 모듈(105), 임무 저장 모듈(106), 임무 수행 제어 모듈(107), GPS(108), 디지털 컴퍼스(109), IMU(inertial measurement unit)(110), DVL(Doppler velocity log)(111), 심도 센서(112), GPS 위치 정보 산출 모듈(113), 항법 위치/속도/자세 정보 산출 모듈(114), 동기화 모듈(115), 정규화 모듈(116), 오차 산출 모듈(117), 초기 정렬 모듈(118), 항법 알고리즘 모듈(119)을 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
추진기(101)는 무인 잠수정(100)을 전방으로 추진시키도록 구성될 수 있다.
방향타 구동기(102)는 무인 잠수정(100)의 헤딩(heading) 방향 내지는 요(yaw) 추진 방향을 변경시키도록 구성될 수 있다.
승강타 구동기(103)는 무인 잠수정(100)의 피치(pitch) 추진 방향을 변경시켜 심도 제어를 하도록 구성될 수 있다. 승강타 구동기(103)는 무인 잠수정(100)의 앞부분과 뒷부분으로 무게추를 이동시키면서 무인 잠수정(100)의 머리를 위 또는 아래로 향하게 하여 무인 잠수정(100)이 잠수 깊이를 조절하거나 수면 위로 떠오르게 할 수 있다.
구동 제어 모듈(104)은 추진기(101), 방향타 구동기(102) 및 승강타 구동기(103)를 구동 제어하도록 구성될 수 있다.
무선 통신 모듈(105)은 함정 또는 지상 운용 통제소(10)으로부터 임무 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다.
임무 저장 모듈(106)은 무선 통신 모듈(105)을 통해 수신되는 임무 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다.
임무 수행 제어 모듈(107)은 임무 저장 모듈(106)에 저장된 임무 데이터에 따른 임무 수행을 제어하고, 임무 수행 상황 데이터를 실시간 생성하도록 구성될 수 있다. 임무 수행 제어 모듈(107)은 임무 데이터에 따라 구동 제어 모듈(104)을 제어하여 항해를 하면서 기뢰에 자폭하여 기뢰를 제거하거나 또는 음파를 이용하여 적의 표적을 탐지하며, 무인 잠수정(100)의 임무 상황에서의 항법 정보는 IMU, DVL, GPS, 디지털 컴퍼스, 심도 센서를 통해 구현될 수 있다.
GPS(global positioning system)(108)은 수면 위에서 GPS 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.
디지털 컴퍼스(digital compass)(109)은 수면 위에서 지자기 방위를 측정하도록 구성될 수 있다.
IMU(inertial measurement unit)(110)는 무인 잠수정(100)의 가속도 및 각속도를 측정하도록 구성될 수 있다.
DVL(Doppler velocity log)(111)은 대지 기준 무인 잠수정(100)의 속도를 측정하도록 구성될 수 있다.
심도 센서(112)는 무인 잠수정(100)의 심도를 측정하도록 구성될 수 있다.
GPS 위치 정보 산출 모듈(113)은 GPS(108)에서 수신된 GPS 신호를 이용하여 무인 잠수정(100)의 GPS 위치 정보 및 GPS 경로 정보를 실시간 산출하도록 구성될 수 있다.
항법 위치/속도/자세 정보 산출 모듈(114)은 디지털 컴퍼스(109)에서 측정된 지자기 방위, IMU(110)에서 측정된 가속도 및 각속도, DVL(111)에서 측정된 대지 기준 무인 잠수정(100)의 속도, 심도 센서(112)에서 측정된 심도를 이용하여 항법의 위치/속도/자세를 실시간 산출하도록 구성될 수 있다.
동기화 모듈(115)은 GPS 위치 정보 산출 모듈(113)에서 실시간 산출되는 GPS 경로 정보 및 항법 위치/속도/자세 정보 산출 모듈(114)에서 실시간 산출되는 항법 경로 정보 간의 동기화를 수행하도록 구성될 수 있다. 도 2는 GPS 경로 정보와 항법 경로 정보 간의 동기화가 수행된 상태에서의 오차를 나타내고 있다. 도 2에서 보면 무인 잠수정(100)의 초기 자세의 오류에 따라 GPS 경로 정보와 항법 경로 정보 간의 오차 Ψ가 발생함을 알 수 있다. 대부분의 시간을 수중 운행을 하는 무인 잠수정(100)은 항법 경로 정보를 주로 이용하게 되는데, 항법 경로 정보는 초기 자세의 정렬이 잘못되면 상당히 많은 오류를 갖게 됨을 알 수 있다.
정규화 모듈(116)은 동기화 모듈(115)에서 동기화가 수행된 GPS 경로 정보 및 항법 경로 정보를 정규화하도록 구성될 수 있다.
오차 산출 모듈(117)은 정규화 모듈(116)에 의해 정규화된 GPS 위치 정보 및 항법 위치 정보 상호 간의 오차를 산출하도록 구성될 수 있다. 오차 산출 모듈(117)은 정규화 이후 각각 그 크기가 1인 벡터(vector)로 변환되기 때문에 오차 Ψ는 하기 수학식 1과 같이 유도될 수 있다.
Figure 112020070441912-pat00009
수학식 1의
Figure 112020070441912-pat00010
는 도 3에서 보듯이 GPS 위치 정보의 크기로서
Figure 112020070441912-pat00011
와 같이 표현될 수 있다. 수학식 1의
Figure 112020070441912-pat00012
는 도 3에서 보듯이 항법 위치 정보의 크기로서
Figure 112020070441912-pat00013
와 같이 표현될 수 있다. 그리고
Figure 112020070441912-pat00014
는 도 2에서 보듯이 GPS 위치 정보의 좌표이고,
Figure 112020070441912-pat00015
는 도 2에서 보듯이 항법 위치 정보의 좌표이다.
위 수학식 1을 이용하여 cosΨ 및 sinΨ를 수학식 2와 같이 산출할 수 있다.
Figure 112020070441912-pat00016
그리고 수학식 2를 tanΨ로 변환하면 다음 수학식 3과 같다.
Figure 112020070441912-pat00017
수학식 3으로부터 오차 Ψ는 수학식 4와 같이 산출될 수 있다.
Figure 112020070441912-pat00018
수학식 4와 같이 산출된 오차 Ψ는 버퍼에 저장될 수 있다.
초기 정렬 모듈(118)은 오차 산출 모듈(117)에서 산출된 오차를 이용하여 무인 잠수정(100)의 위치 및 자세의 초기 정렬을 수행하도록 구성될 수 있다.
여기서, 초기 정렬 모듈(118)은 아래 수학식 5의 위너 필터를 적용하여 최종 오차 y를 산출할 수 있다.
Figure 112020070441912-pat00019
여기서,
Figure 112020070441912-pat00020
는 앞서 수학식 4를 통해 산출된 오차 Ψ의 값들의 평균이고,
Figure 112020070441912-pat00021
는 수학식 4에서 산출된 오차 Ψ 중에서 가장 최근값이고,
Figure 112020070441912-pat00022
는 수학식 4에서 산출된 오차 Ψ 값들의 분산이고,
Figure 112020070441912-pat00023
는 GPS 노이즈 분산값이다.
초기 정렬 모듈(118)은 위너 필터를 통해 산출된 최종 오차 y를 항법 알고리즘 모듈(119)의 항법 알고리즘의 헤딩 초기값에 반영하여 보정하도록 구성될 수 있다.
항법 알고리즘 모듈(119)은 초기 정렬 모듈(118)의 초기 정렬 수행 결과를 반영하여 항법 알고리즘을 수행하도록 구성될 수 있다. 도 4는 초기 정렬 모듈(118)의 초기 정렬 알고리즘이 미적용된 경우의 항법 정확도와 적용된 경우의 항법 정확도의 실험 결과를 대비하여 나타낸다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
101: 추진기
102: 방향타 구동기
103: 승강타 구동기
104: 구동 제어 모듈
105: 무선 통신 모듈
106: 임무 저장 모듈
107: 임무 수행 제어 모듈
108: GPS
109: 디지털 컴퍼스
110: IMU(inertial measurement unit)
111: DVL(Doppler velocity log)
112: 심도 센서
113: GPS 위치 정보 산출 모듈
114: 항법 위치/속도/자세 정보 산출 모듈
115: 동기화 모듈
116: 정규화 모듈
117: 오차 산출 모듈
118: 초기 정렬 모듈
119: 항법 알고리즘 모듈

Claims (1)

  1. 무인 잠수정에 있어서,
    상기 무인 잠수정을 전방으로 추진시키는 추진기;
    상기 무인 잠수정의 추진 방향을 변경시키는 방향타 구동기;
    상기 무인 잠수정의 심도를 조절하는 승강타 구동기;
    상기 추진기, 방향타 구동기 및 승강타 구동기를 구동 제어하는 구동 제어 모듈;
    함정으로부터 임무 데이터를 수신하는 무선 통신 모듈;
    상기 무선 통신 모듈을 통해 수신되는 임무 데이터를 저장하는 임무 저장 모듈;
    상기 임무 저장 모듈에 저장된 임무 데이터에 따른 임무 수행을 제어하고, 임무 수행 상황 데이터를 실시간 생성하여 상기 무선 통신 모듈을 통해 상기 함정을 송신하는 임무 수행 제어 모듈;
    GPS 신호를 수신하는 GPS;
    지자기 방위를 측정하는 디지털 컴퍼스;
    상기 무인 잠수정의 가속도 및 각속도를 측정하는 IMU(inertial measurement unit);
    대지 기준 상기 무인 잠수정의 속도를 측정하는DVL(Doppler velocity log);
    상기 무인 잠수정의 심도를 측정하는 심도 센서;
    상기 GPS에서 수신된 GPS 신호를 이용하여 상기 무인 잠수정의 GPS 위치 정보 및 GPS 경로 정보를 실시간 산출하는 GPS 위치 정보 산출 모듈;
    상기 디지털 컴퍼스에서 측정된 지자기 방위, 상기 IMU에서 측정된 가속도 및 각속도, 상기 DVL에서 측정된 대지 기준 상기 무인 잠수정의 속도, 상기 심도 센서에서 측정된 심도를 이용하여 항법의 위치/속도/자세를 실시간 산출하는 항법 위치/경로 정보 산출 모듈;
    상기 GPS 위치 정보 산출 모듈에서 실시간 산출되는 GPS 경로 정보 및 상기 항법 위치/속도/자세 정보 산출 모듈에서 실시간 산출되는 항법의 위치/속도/자세 간의 동기화를 수행하는 동기화 모듈;
    상기 동기화 모듈에서 동기화가 수행된 GPS 경로 정보 및 항법 경로 정보를 각각 정규화하는 정규화 모듈;
    상기 정규화 모듈에 의해 정규화된 GPS 경로 정보 및 항법의 위치/속도/자세의 상호 간의 오차를 산출하는 오차 산출 모듈;
    상기 오차 산출 모듈에서 산출된 오차를 이용하여 상기 무인 잠수정의 위치 및 자세의 초기 정렬을 수행하는 초기 정렬 모듈;
    상기 초기 정렬 모듈의 초기 정렬 수행 결과를 반영하여 항법 알고리즘을 수행하는 항법 알고리즘 모듈을 포함하고,
    상기 오차 산출 모듈은,
    하기 수학식 A에 따라 오차 Ψ를 산출하고,
    [수학식 A]
    Figure 112020095046415-pat00024

    여기서,
    Figure 112020095046415-pat00025
    는 GPS 위치 정보의 좌표이고,
    Figure 112020095046415-pat00026
    는 항법 위치 정보의 좌표이고,
    상기 초기 정렬 모듈은,
    하기 수학식 B에 따라 위너 필터를 적용하여 최종 오차 y를 산출하여 상기 항법 알고리즘 모듈의 항법 알고리즘의 헤딩(heading) 초기값에 반영하여 보정을 수행하고,
    [수학식 B]
    Figure 112020095046415-pat00027

    여기서,
    Figure 112020095046415-pat00028
    는 수학식 A에서 산출된 오차 Ψ의 값들의 평균이고,
    Figure 112020095046415-pat00029
    는 수학식 A에서 산출된 오차 Ψ 중에서 가장 최근값이고,
    Figure 112020095046415-pat00030
    는 수학식 A에서 산출된 오차 Ψ 값들의 분산이고,
    Figure 112020095046415-pat00031
    는 GPS 노이즈 분산값이고,
    상기 항법 알고리즘 모듈은,
    상기 초기 정렬 모듈의 최종 오차 y가 반영된 항법 알고리즘을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 항법 초기 정렬 기능을 구비하는 무인 잠수정.
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