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합성개구레이다 영상의 해수면클러터 제거와 선박 탐지 향상 방안 연구
황성인 ( Hwang Seongin ),정병호 ( Jung Byungho ) 공군사관학교 2020 空士論文集 Vol.71 No.2
합성개구레이다(SAR, Synthetic Aperture Radar)로 획득한 영상에서 클러터를 제거하고 용이하게 선박을 탐지할 수 있는 방안을 연구하였다. 연구를 통하여 선박 탐지를 방해하는 해수면 클러터(Sea Clutter)의 확률밀도 함수가 웨이블 분포(Weibull Distribution)를 따르고 있음을 알았다. 이 과정에서 SAR 영상의 웨이블 분포의 형상모수(Shape Parameter)가 지상 레이다의 형상모수보다 큰 값임을 되었다. 문턱값 설정시 필요한 형상모수를 분석한 결과 지상 레이다의 형상모수는 1~2 정도지만, SAR 영상은 4.6~5.2를 보였다. 이에 따라 CA-CFAR(Cell Averaging-Constant False Alarm Rate) 처리를 위한 문턱값(Threshold Level)을 구하기 위하여 형상모수를 다소 확장하여 4.3~5.5 사이에서 변화시키면서 웨이블 난수(Random Numbers)를 발생시켜 도출하였다. 도출된 문턱값을 기존의 CA-CFAR와 개선된 CA-CFAR에 반영하여 SAR 영상에 대한 CA-CFAR 처리를 수행한 결과 우수한 신호 대 클러터비(Signal to Clutter Ratio)와 이론과 근사하는 오경보 확률(Probability False of Alarm)의 개선을 확인하였다. 원 영상의 SCR은 5.75dB였으나 기존 방식으로는 21.42dB, 개선된 방식으로는 23.69dB의 개선을 얻었다. 시스템 요구 오경보 확률도 이론과 근접한 결과가 도출되었다. We studied to remove the clutter and to detect the vessel easily from the SAR(Synthetic Aperture Radar) imagery. I have found that the PDF(Probability Density Function) of sea clutter that interferes with ship detection obeys Weibull Distribution. In the research, the shape parameters of the Weibull distribution of the SAR image became greater than those of the ground based radar. The shape parameters of ground based radars are about 1.0 ~ 2.0, but the SAR images showed 4.6 ~ 5.2. To obtain the Threshold Level for processing CA-CFAR(Cell Averaging/Constant False Alarm Rate), I have changed the shape parameters between 4.6 ~ 5.5, resulting in a random number. CA-CFAR processing of SAR imagery by reflecting the derived threshold levels into the existing CA-CFAR and the proposed CA-CFAR confirmed improvements in the Signal to Clutter Ratio and the PFA(Probability False Alarm Rate). The SCR of the original image was 5.75 dB, but the improvement was 21.42 dB in the existing method and 23.69 dB in the proposed method. The demanded PFA was also close to the theory.
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핵 EMP 위협에 대한 공군 주요 무기/전력지원체계 방호 발전방안 연구
황성인 ( Hwang Seongin ) 공군사관학교 2019 空士論文集 Vol.70 No.-
국내외 매체를 통하여 알려진 바와 같이 공중 핵폭발에 의한 핵 EMP(Electro Magnetic Pulse, 전자기 펄스)가 중대한 위협으로 부각되고 있다. 직접적인 핵 공격은 많은 인명 피해를 초래하여 국제적 비난과 연합군의 군사행동으로 이어질 가능성이 많다. 따라서 적국은 고고도 핵 EMP에 의한 전자기기의 파괴를 통하여 인명에 대한 피해 없이 교통, 통신, 전산망 등 사회 기반의 마비를 일으켜 국가적 대혼란을 초래하는 방법으로 체제 붕괴를 획책하려 할 것이다. 현재까지 EMP에 대한 방호는 주로 시설 분야에 국한되어 발전되어 왔으며 무기/전력지원체계 분야에 대한 체계화된 방호방안은 수립되지 못한 실정이다. 따라서 본 연구는 공군 무기체계 및 전력지원체계에 대한 핵 EMP 영향성 및 방호방안에 대하여 면밀히 분석하여 미비점을 보완하고 보다 효율적인 방호 발전방안을 제시한다. As it is known through a number of media, Electro-Magnetic Pulse (EMP) caused by an high altitude nuclear explosion emerged as a serious threat. A direct nuclear attack would cause an enormous number of casualties, and this can be connected to international criticism and a military action by the coalition. Therefore, the enemy would plan to collapse a government by causing a nation-wide chaos through a complete paralysis of the national infrastructure including traffic controls, communications and networks without casualties utilizing nuclear EMP caused by the high altitude nuclear explosion. Currently, protection from the EMP is focused only on facilities, and plans to achieve a systematic method to protect weapons/force support systems have not been established yet. Thus, this study thoroughly analyzes EMP protection methods and effects of nuclear EMP against Air Force weapons system and force support system, and suggests effective development methods to improve imperfections.
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황성인 ( Hwang Seongin ) 공군사관학교 2020 空士論文集 Vol.71 No.1
사이버전(Cyber Warfare)은 이미 현대 전장(Battle field)에서 중요한 역할을 수행하고 있다. 특히 미래전장의 지휘통제체계(C2: Command and Control) 및 대부분 무기체계는 네트워크와 직접 연결하여 운영될 것으로 예견하고 있어 사이버전의 중요성은 나날이 증가할 것이다. 이런 현상은 적·아를 막론하고 양쪽 모두에게 해당하는 내용이다. 나아가 지휘통제 및 무기체계의 네트워크는 유선 연결의 한계를 극복하기 위해 유선과 무선을 연결한 유·무선 네트워크 구성으로 영역을 증가시키고 있다. 군사작전용 네트워크는 주로 단독망으로 구성하여 사이버 공격이 매우 어려웠으나 유·무 선으로 네트워크가 확장되면서 악성코드의 무선영역 침투를 통한 사이버 공격이 새로운 작전개념으로 주목받게 되었다. 이것을 바로 사이버전자전(CEW: Cyber Electronic Warafre) 이라 칭하고 있으며, 미국, 이스라엘은 사이버전과 전자전을 융합한 이 새로운 영역의 가능성에 관심을 가지고 오랜 기간 연구와 무기체계 개발에 노력해 오고 있다. 본 연구에서는 공군의 미래를 향한 프로젝트, “에어포스 퀌텀 5.0”에서 주요 핵심과제로 발전시켜 나가려 하는 사이버전자전의 개념에 대하여 알아보고 과거의 운영사례, 운영사례가 항공우주작전에 주는 시사점을 연구, 분석하여 향후 발전방향을 제안하였다. Cyber Warfare has long been executing an critical role in the modern battlefield. The importance of Cyber Warfare will increase day by day, particularly as weapon systems and modern command and control systems are predicted to be operated directly through to the network. This phenomenon applies to both friend and foe. Furthermore, the network of command control and weapon systems are increasing its domain beyond the limitations of wired network to the convergency of wired and wireless networks. The difficulties of cyber attacks in military operation lied on the closed network, but as the network expanded by connecting wired and wireless, attacks through penetration of the wireless domain emerged as a new concept of operation. This very concept is named cyber electronic warfare. United States and Israel have long been set down to a research and development of weapon systems, with key interest in the possibility of this new area of convergency of cyber warfare and electronic warfare. In this study, the concept of cyber electronic warfare, which is to be developed as a key object in the Air Force Quantum 5.0, a project for the future of the Air Force, is reviewed. Furthermore, future development strategies are suggested through revising air and space operation within past operation cases.
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유승훈(Seunghoon Yoo),박명환(Myunghwan Park),황성인(Seongin Hwang),설현주(Hyeonju Seol) 한국산업경영시스템학회 2021 한국산업경영시스템학회지 Vol.44 No.3
Manned-unmanned teaming can be a very promising air-to-air combat tactic since it can maximize the advantage of combining human insight with the robustness of the machine. The rapid advances in artificial intelligence and autonomous control technology will speed up the development of manned-unmanned teaming air-to-air combat system. In this paper, we introduce a manned-unmanned teaming air-to-air combat tactic which is composed of a manned aircraft and an UAV. In this tactic, a manned aircraft equipped with radar is functioning both as a sensor to detect the hostile aircraft and as a controller to direct the UAV to engage the hostile aircraft. The UAV equipped with missiles is functioning as an actor to engage the hostile aircraft. We also developed a combat scenario of executing this tactic where the manned-unmanned teaming is engaging a hostile aircraft. The hostile aircraft is equipped with both missiles and radar. To demonstrate the efficiency of the tactic, we run the simulation of the scenario of the tactic. Using the simulation, we found the optimal formation and maneuver for the manned-unmanned teaming where the manned-unmanned teaming can survive while the hostile aircraft is shot-downed. The result of this study can provide an insight to how manned aircraft can collaborate with UAV to carry out air-to-air combat missions.
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