• 대한원격탐사학회지
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• 제38권2호
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• pp.189-198
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• 2022

본 연구에서는 지난 2020년 2월에 발사된 정지궤도환경위성탑재체(Geostationary Environment Monitoring Spectrometer; GEMS)의 이산화황 산출 현업 알고리즘에서 오프셋 보정 계수 산정 방법이 이산화황 칼럼 농도 산출 결과에 미치는 영향을 확인하였다. GEMS의 현업 이산화황 산출 알고리즘은 차등흡수분광법(Differential Optical Absorption Spectroscopy; DOAS)과 주성분분석방법(Principal component analysis; PCA)이 융합된 하이브리드 알고리즘이다. 하이브리드 알고리즘에서는 차등흡수분광법을 이용하여 스펙트럴 피팅 후 나오는 이산화황 경사층적분농도 값에 나타나는 오존에 의한 흡수 영향을 보정하기 위하여 편차 보정 과정을 필수적으로 거치게 되며, 오프셋 보정 계수를 산정하는 조건에 따라 이산화황 칼럼농도 산출결과가 달라질 수 있기 때문에 적절한 오프셋 보정 계수 값의 적용이 필요하다. 본 연구에서는 구름 화소가 많이 존재하는 날짜와 적게 존재하는 날짜에 대해 오존 보정 계수를 각각 계산하고, 각각의 오존 보정 계수를 GEMS 현업 이산화황 산출 알고리즘에 적용하여 산출한 이산화황 칼럼농도의 비교를 수행하였다. 구름 화소가 많이 존재하는 날의 GEMS 복사휘도 자료를 이용하여 계산된 오존 보정 계수를 사용한 경우, GEMS 관측 영역의 가장자리에 해당하는 인도 부근에서의 이산화황 칼럼농도의 표준편차가 1.27 DU, 한반도 부근에서 0.58 DU, 주변에 구름 화소가 많았던 홍콩 부근에서 0.77 DU로 나타났다. 한편, 구름 화소가 적은 날의 GEMS 자료를 이용하여 계산된 오존 보정 계수를 사용하였을 경우의 이산화황 칼럼농도의 표준편차는 인도주변에서 0.72 DU, 한반도 주변에서 0.38 DU, 홍콩 부근에서 0.44 DU로 다소 감소하였음을 확인하였으며, 구름 화소가 많은 날의 오존 보정 계수를 사용하여 이산화황을 산출한 경우 대비 비교적 안정적인 산출이 이루어졌음을 확인하였다. 이에 따라, GEMS 이산화황 산출 알고리즘의 불확실성 최소화 및 안정적인 산출을 위해서 적절한 조건에서의 오존 보정 계수 산정이 이루어져야 할 필요가 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권6_3호
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• pp.1251-1260
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• 2019

기존의 공간적 해상도 중심의 환경공간정보의 활용은 물리적, 화학적 특징파악이 동반되어야 하는 현실적인 환경 분야의 문제 해결에 한계 점이 있다. 이에 기상조건, 주야, 일조량에 관계 없이 대상의 물리적 특징 파악이 가능한 영상레이더의 환경분야 활용의 필요성이 대두되고 있다. 미국, 유럽 등 국가에서 발사한 영상레이더 위성은 고유목적 이외에도 다양한 환경 분야에 사용되고 있었다. 따라서 수자원 수재해 모니터링을 목표로 개발 중에 있는 우리나라의 차세대 중형 5호 위성도 기존 활용 목적에 충실하면서 다양한 활용 분야로 범위 확대 방안을 모색하였다. 이를 위해 영상레이더가 환경분야 활용된 국내외 논문 분석(100편)을 수행하였고 텍스트 마이닝 기법을 적용한 환경공간정보 활용 분석을 수행한 KEI 2016년 연구보고서, 국내논문, 국외논문 검토를 수행하였다. 이를 바탕으로 다양한 환경이슈를 정리하고 영상레이더가 활용됐을 때 효과 등을 분석해본 결과 토지피복을 환경이슈로 선정하였다. 향후 본 연구에서 선정된 환경이슈인 토지피복지도의 정확도 개선기술을 구체화하고 토지피복지도의 안정적 활용을 위한 기반 시스템을 구축하고자 한다.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제28권4호
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• pp.215-222
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• 2005

미국항공우주국은 지구 관측 시스템(EOS) 프로그램의 일환으로 1999년에 Terra를 2001년에 Aqua 인공위성을 발사하였다. MODIS는 EOS의 핵심 원격 탐사 센서로서 육상 생태계의 식물계절학과 물질 순환 모니터링을 위한 8일 단위의 엽면적지수(LAI), 유효 광합성 광량 중 식생에 흡수된 비율(FPAR), 총 일차 생산성(GPP) 영상을 제공하고 있다. 본 연구에서 우리나라를 대상으로 식생형에 따른 $2001\sim2003$년 간의 MODIS LAI, FPAR, GPP를 분석하였으며, 구름 영향에 의한 각 영상의 오차를 평가하였다. 분석 결과 연간 GPP는 침엽수림 1,836, 활엽수림 1,369, 혼효림 1460g C $m^{-2}y^{-1}$로 나타났으며, 각 변수에서 구름에 의해 야기된 오차는 FPAR 8.5, LAI 13.1, GPP 8.4%에 달하는 것으로 분석되었다. 특히 GPP의 경우 6월에서 9월까지의 오차가 연간 오차의 78%를 설명하는 것으로 나타나, 몬순기후가 MODIS 영상의 오차에 큰 영향을 미침을 알 수 있었다. 본 연구는 향후 MODIS식생 관련 영상들이 우리나라의 식물계절학과 일파 생산성 모니터링에 유용하게 사용될 수 있으며, 이들 영상을 사용하기에 앞서 구름 영향 오차를 감쇄하는 영상의 전처리 과정을 수행할 필요가 있음을 보여주었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1807-1811
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• 2009

홍수기 유량측정에 있어서 가장 큰 어려움이었던 유속측정의 정확성을 확보하고 실무자의 안전성을 보장하기 위한 기본 취지에서 1993년 시작된 "대하천 유량 자동측정 설비개발"이라는 연구 주제하에 비접촉식 유속측정 기법에 대한 연구를 수년간 연구개발을 거듭한 결과물인 전자파표면유속계를 1999년도에 상품화하여 현재 국내에서 홍수유속측정 설비로 이용되어지고 있다. 현장에서 유량측정업무에 종사하는 실무자들은 홍수유량측정에 비하여 훨씬 간편함을 몸소 느끼게 되었고, 상품화보급이 시작된지 수년이 지난 상태에서는 더욱 성능이 개선된 전자파표면유속계가 개발되기를 기대하였다. 무엇보다도 홍수기에 유량측정시 기존의 유속측정 방법과 같은 방식으로 각 측선마다 전자파표면유속계를 설치해야하는 번거로움을 피력하였다. 기존의 전자파표면유속계는 하천을 가로지르는 교량위에서 흐름방향에 나란히 측정하는 조건을 고려하였기 때문에 이와 같은 편각인 상태의 유속측정은 검토하지 않았다. 이와 같은 사용자의 요구에 대하여 한국수자원공사에서는 홍수기 유량측정시의 사용자 편의성을 증대하기 위하여 성능개선 작업에 착수하여 편각측정용 전자파표면유속계를 개발하였다. 편각측정의 주된 목적은 전자파표면유속계를 모든 측선에 설치하지 않고 한 지점에서 편각(oblique angle)으로 여러 측선의 유속을 측정함으로써 유속측정의 효율성을 증대시키는 것이다. 전자파표면 유속계에서의 편각 측정은 하천의 유속 방향을 기준으로 정면에서 측정하면 수평 편각이 0도가 되며 좌우로 안테나를 회전하여 움직인 각도가 측정 편각으로 결정된다. 전자파의 물리적 특성 때문에 편각이 증가하면 반사된 신호의 수신 크기가 감소하여 측정이 불가능하게 된다. 이러한 문제를 최대한 극복하는 것이 본 연구의 중점 개선사항이다. 이를 통하여 전자파표면유속계를 교량의 임의 지점에 설치하여 좌우로 편각 $20^{\circ}$에 이르는 범위의 유속을 측정하고자 목표로 하였다. 홍수시의 현장 측정 환경은 열악하기 때문에 정확한 측정을 조건으로 측정자에게 최대한의 편리함과 신속한 측정 환경을 제공해야 효과적인 업무수행이 가능하다. 이러한 편각 측정을 가능토록 하기 위해서는 유속측정시 송신되는 전자파의 출력을 기존의 시스템보다 보다 높게 발사하여야 하며 안테나의 수신감도 및 지향성이 개선되어야 한다. 이를 위해서 안테나 형태에 있어 기존 전자파표면유속계와의 차이점은 기존안테나는 파라볼릭 형상이었으나 신규 제작된 안테나는 평면안테나로 이러한 형태의 개선를 통해 안테나 특성 및 구조적인 차이를 유도하였다. 두 가지 안테나 사양 각각 장단점이 있으나 가장 큰 차이점은 빔폭 특성에서 평면 안테나가 우수하며 수신 감도를 향상시킬 수 있다는 강점이 있다. 특히 Tx/Rx 분리의 평면안테나 구조는 파라볼릭 안테나에서 불가능한 기능으로서 편각측정으로 인한 수신감도의 저하의 문제를 해결하기 위한 개선조치이었다. 성능개선 제작된 편각측정용 전자파표면유속계를 이용하여 일반하천의 홍수유속에 대한 편각측정 실험을 안성천에서 실시한 결과 유속 약 1.7 m/s 인 상황에서 편각 $20\;^{\circ}$ 까지 편각 $0\;^{\circ}$일때와 유사한 측정 성능을 보였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제1권2호
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• pp.1-7
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• 2006

현재 항공우주연구원은 2008년에 발사 운용 예정인 통신-해양-기상위성의 주요 탑재체들 중의 하나로 한반도 주변 해역의 환경 상태를 정밀 측정하려는 정지궤도 해색센서(GOCI)를 개발하고 있다. 본 논문에서는 해색센서의 궤도상 임무성능 검증을 원할이 수행하기 위해 통합적 광선 추적 기법을 이용한 임무성능 검증 수치모사 모델을 개발 제시한다. 수치모사 모델 내에서 태양은 지구 방향으로 복사에너지를 방사하는 구형 광원으로 입력되었고, 구면인 지구 표면 중 한반도를 중심으로 한 2500km x 2500km 넓이의 곡면 관측 영역은 지표와 해수면으로 구분하여 서로 다른 특성의 람버트 산란 면들로 정의되었다. 수치모사 모델 내에서 해색센서 광학시스템은 태양을 출발하여, 지표 및 해수면의 환경적 특성 변화를 반영하는 반사도의 변화에 따라 산란 후 입사되어오는 광선들의 경로를 추적하여 초점면 광소자에 맺히게 하여준다. 이러한 통합적 광선 추적 기법을 이용하여 개발 중인 해색센서가 궤도상에서 한반도 동남부 연해 상에서 가상적으로 발생된 반사율 감소 0.014에 해당하는 적조현상을 탐지해낼 수 있음을 수치모사 입증하였다. 이 같은 결과는 본 논문에 기술된 통합적 광선 추적 기법을 이용한 과학임무 성능 검증 수치모사 모형은 해색센서 뿐만 아니라, 다른 과학적 측정 목적의 위성 탑재체의 임무성능 검증에도 활용 할 수 있는 기반 기술을 확립하였다는 의의를 제공한다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제1권2호
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• pp.45-50
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• 2006

위성체와 지상국은 위성 운영 전에 접속이 가능한지 여부를 시험한다. 이러한 호환성 시험은 위성체와 지상국의 요구상항이 각각 검증된 후에 위성체와 지상국을 연결하여 시험한다. RF 호환성 시험의 내용은 접속 제어문서에 기술된 요구사항이 잘 개발되었는지 확인하는 것이다. 위성의 초기 운용 기간이나 일시적인 비상 운용상황에서는 항우연 지상국은 해외의 지상국을 이용한다. 해외 지상국은 국내의 특정한 위성 개발 프로그램 하에서 개발된 것이 아니기 때문에 시스템 차원에서 해외 지상국이 접속 요구사항을 만족하는지 검증해야 한다. RF 이동장비를 이용하면 항우연 지상국의 지원없이 해외 지상국에서 직접 접속 요구조건과 통신 내용을 검증할 수 있다. RF 이동장비를 이용한 RF 호환성 시험이 해외지상국과 항우연의 지상국에서 수행되었다. RF 호환성 시험의 항목은 다를 해외 지상국에서 이용할 수 있도록 표준화되었으며 발사 및 초기운용 기간의 운용 개념에 맞추었다. 시험 항목은 RF 특성, 프로토콜, 원격명령 및 원격측정 루프 시험, 지상국 접속 시험 등이다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.95-100
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• 2015

오늘날 위성핵심기술은 동보성, 광역성, 고 정밀성, 항 재난성 등을 고려하여 다양한 정보를 제공할 수 있는 방향으로 개발되고 있다. 또한 분야별로 우주발사체, 위성 버스, 위성 탑재체, 지상국시스템 이외에 측위, 영상 등의 기술이 융합되는 방향으로 진화되고 있다. 특히 우주기술 기반 지구관측 정보서비스를 위해서는 막대한 초기 투자비용이 요구된다. 우주개발 분야와 연계되는 특성에 따라 세계 주요국은 우주개발프로그램을 통해 위성기술을 확보하고 있다. 이러한 위성기술동향 및 변화에 따라 우리나라는 차세대 정지궤도 지구관측위성 국내 자립 개발에 대한 필요성을 인정하고 효율적인 사업 추진을 위한 제반 세부추진 계획 등의 기반사항을 마련하고 있다. 우리나라에서도 위성 선진국들처럼 정지궤도 지구관측위성 개발과 관련한 개발목표의 효율적인 추진, 기술 감리 및 품질보증체계의 확립, 우주기술의기획, 평가 및 관리를 통해 위성 개발 프로그램의 추진계획, 진행과정 및 결과가 투명하게 수행되어야 한다. 이를 위해 체계적이고 지속적으로 정지궤도 지구관측위성 개발 사업을 일원화하여 관리할 수 있는 부처별 전문 조직 체계의 운영이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 국내 외 정지궤도 위성 개발 사업의 관리체계를 기반으로 우리나라 차세대 정지궤도 지구관측위성 개발 사업관리 개선 방안을 제시한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제27권5호
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• pp.507-520
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• 2011

전파 고도계는 비행체의 직하방으로 펄스를 발사하고 펄스의 왕복 도달 시간을 거리로 환산하여 고도를 탐지하는 시스템으로써, 이착륙하는 항공기가 지면에 충돌하는 것을 방지함은 물론, 위성에 탑재되어 전 지구 해수면의 고도를 수 mm의 정밀도로 관측하기도 한다. 그러나 전파 고도계는 넓은 swath 내의 모든 데이터를 취득하여 이의 평균치로 고도를 측정하기 때문에 해수면과 같이 편평한 지역에서는 정밀 고도 추출이 가능하지만, 지면과 같이 변화가 심한 지형에서의 고도 탐지가 어렵다는 한계가 있다. 이러한 한계를 개선하기 위하여 본 연구에서는 지표면의 고도뿐만 아니라 3차원 위치 좌표까지 효과적으로 추출할 수 있는 간섭계 레이더 고도계 (Interferometric Radar Altimeter, IRA) 신호처리 알고리즘을 제안하였다. 이 방법은 세 개의 센서를 이용한 레이더 간섭기법 (Synthetic Aperture Radar Interferometry, InSAR)을 통하여 비행체로부터 최근거리에 위치하고 있는 타겟의 3차원 지상 좌표를 정밀하게 추출하는 신호처리 기법이다. 본 연구에서는 제안된 신호처리 기법의 정밀도를 분석하기 위하여 약 3,500여 개의 포인트 타겟을 설정하고, RAW 데이터 시뮬레이션 및 70회의 정밀 좌표 추출 시뮬레이션을 수행하였다. 추출된 좌표와 포인트 타겟 간 오차의 평균과 표준편차, Root mean square errors (RMSEs)를 계산하였고, 이러한 결과로부터 IRA 처리 기법의 좌표 추출 정밀도를 분석하였다. 관측 결과 오차의 평균은 x, y, z 방향으로 각각 -0.40 m, -0.02 m, 4.22 m 이며, 오차의 표준편차는 3.40 m, 0.30 m, 4.60 m, RMSE는 각각 3.40 m, 0.30 m, 6.20 m 로 나타났다. y축 방향으로의 오차는 다른 방향에 비해 매우 작았으며, 이는 간섭기법의 정밀도가 높기 때문이다. 이러한 결과는 고도만을 파악할 수 있었던 기존 전파 고도계의 한계를 넘어 제안된 IRA 처리 기법으로 정밀하게 지표면의 3차원 위치를 추출할 수 있음을 지시한다.

• 시큐리티연구
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• 제49호
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• pp.157-183
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• 2016

유럽 등 세계 곳곳에서 이슬람 무장단체(IS)나 자생적 테러 및 국제 테러조직이 다양한 방법으로 철도교통시설에서 폭발물 테러를 발생시켜 "테러와의 전쟁"을 벌이고 있다. 우리나라가 미국의 중동지역에서의 전쟁에 협력하는데 대해 이슬람권 국가들이 반한 감정을 갖고 있고, 이슬람 무장단체(IS)는 2015.9.9 이후 우리나라를 4번이나 테러 대상국으로 지목했다. 또한 북한은 핵 실험, 미사일 발사 실험으로 국제사회에서 고립 당하고 남 북한 간 긴장을 고조시키며 우리의 중요인사 및 시설에 대한 테러 위협을 하고 있다. 이와 같은 테러가 철도교통시설에서 발생하는 것을 예방 및 차단하지 못할 경우 많은 인명 및 재산피해, 사회혼란, 국 내외적으로 테러 대응 정책실패에 대한 정부의 신뢰 하락으로 관광객 감소, 외국의 투자기피, 자본이탈 등 국가적 위기 상황이 발생할 수도 있을 것으로 예상 된다. 본 연구에서는 철도경찰의 철도보안검색 등의 업무를 바탕으로 국민보호와 공공의 안전을 위해 철도보안검색 강화를 위한 정책적 대응 방안을 제안하고자 함에 목적이 있다. 그 방안으로 첫째, 철도경찰의 인력증원 및 일반경찰과 업무 관할권 조정 둘째, 철도 보안검색의 단계적 확대 셋째, 철도의 중요시설 보안시스템 강화 넷째, 철도안전법 보완 다섯째, 동남아 등 각국의 불법체류자 단속 강화 여섯째, 보안검색요원의 인권침해 예방과 전문화대책 일곱째, 보안검색 및 테러예방 홍보와 테러 발생 시 신속한 대응을 위한 관련 기관들의 선제적 주기적 협력 방안 등이 필요하다.

• 항공우주정책ㆍ법학회지
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• 제22권1호
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• pp.75-103
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• 2007

본 논문은 동북아시아에서의 우주협력에 장애가 되는 것을 극복하고자 정치적 상황을 검토함과 아울러 규범적인 체계의 수립에 대해서 검토하고자 한다. 그러한 협력의 장애가 되는 것중의 하나는 MTCR을 중심으로 하여 미국의 영향력 이라고 할 수 있다. 한국과 중국의 발사계약이 성사되지 않은 것도 그로 인한 것이었다. 중국이 MTCR 체제와 융합하는 것이 동북아시아에서의 우주협력을 활성화하기 위한 초석이 될 수도 있다. Helsinki 사례가 인권, 평화 및 환경 문제를 다루는 포괄적인 규범 체계를 제공하였듯이, 한반도의 안정과 평화를 둘러싸고 수립될 수 있는 동북아시아에서의 평화 체제가 우주부문에서의 협력과 같은 광범위한 문제를 다룰 수도 있을 것이다. 한국이 동북아시아지역에서 제3의 우주개발국가로서 성장하면 중국과 다른 열강과의 관계에 있어서 균형자로서의 역할을 할 수도 있을 것이다. 한국은 우주개발을 통해서 획득한 자료등을 아무런 정치적 이해 관계없이 주변국들과 공유하면서 우주협력을 이끌어낼 수도 있다. 일본이 주도하는 APRSAT가 재난방지위성시스템으로서 Sentinel을 제공하면서 주변 국가들의 협력을 이끌어 낸 것이 하나의 예가 될 수도 있다.