• 제목/요약/키워드: 분산공분산행렬

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잡음 공분산 추정 방식을 적용한 칼만필터 기반 지면밀착 접근표적 추적기법 (Approaching Target above Ground Tracking Technique Based on Noise Covariance Estimation Method-Kalman Filter)

  • 박영식
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제28권10호
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    • pp.810-818
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    • 2017
  • 본 논문에서는 근거리 미사일/로켓 방어시스템의 대응탄용 근접센서에 적용되는 칼만필터 기반 지면밀착 접근표적 추적기법을 제안한다. 탄의 전면에 위치한 근접센서는 지면 클러터를 최소화하기 위한 안테나의 제한된 빔폭으로 인해 위협체가 파편 분산 범위에 들어오는 순간을 감지하기 쉽지 않다. 또한 복잡한 지상 환경에서는 위협체뿐만 아니라, 바위, 나무 등과 같은 클러터 정보를 포함하여 정확한 위협체 감지에 어려움이 따른다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 칼만필터 기반의 접근표적 추적기법을 제시하고, 추적성능 향상을 위한 잡음 공분산 행렬의 새로운 추정 방식을 적용한다. 이후 제안한 잡음 공분산 행렬을 적용한 칼만필터의 우수한 추적 성능을 발사시험 결과를 통해 제시하여 연구의 타당성을 검증한다.

몬테-칼로 모의실험을 이용한 대기권 재진입 시스템의 불확실성 성능 평가 (Evaluation of Performance of Atmospheric Re-Entry System for the Uncertainties Using the Monte-Carlo Simulation)

  • 이대우;조겸래;오세종
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권7호
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    • pp.51-60
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    • 2002
  • 통계학적 해석인 몬테-칼로 모의실험은 대기권 재진입 분산의 결과인 낙하예정지역뿐만 아니라 상태변수들의 최종조건들을 조사하는데도 사용된다. 본 논문에서 재진입 분산은 위도, 경도, 고도, 뱅크각, 비행경로각, 기수 오차, 그리고 항속거리로 생성되는 $7\times7$ 공분산 행렬로 한정된다. 감속을 목표로 하는 대기권 재진입시 이것들에 영향을 미치는 오차 원인들은 대기밀도, 온도, 초기오차, 바람, 그리고 항력계수의 추정오차 등에 관련된 불확실성들로서 이들 오차의 $3{\sigma}_n$와 공칭 비행궤적을 사용해서 상태변수의 공분산 행렬은 궤적 오차 해석을 수행함으로 결정될 수 있다. 재진입에 대한 몬테-칼로법의 적용에 있어서 주요 고려할 점은 교란궤적, 뱅크역전, 그리고 이 제적들 각각에 대한 최종 낙하지점의 결정이다. 본 논문은 불확실성에 대한 결과를 공력계수와 뱅크역전의 관점에서 해석한다.

수학적 모형화 기법이 GPS 기준점 측량 정확도 표현에 미치는 영향 (Impact of Mathematical Modeling Schemes into Accuracy Representation of GPS Control Surveying)

  • 이흥규;서완수
    • 한국측량학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.445-458
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    • 2012
  • GPS 기준점 측량은 관측과 데이터 처리를 통해 측지계에 대한 물리적인 표지의 위치를 목표 정확도 범위 이내로 결정하기 위해 실시하며, 이러한 이유로 측량 정확도를 실제와 유사하게 표현하는 것이 매우 중요한 문제이다. 망조정을 통해 산정되는 기준점 성과의 정확도는 사용되는 수학적 모형에 민감한 영향을 받는 추정좌표의 분산-공분산 행렬에 의해 정량적으로 표현된다. 본 연구는 GPS 망조정에 사용되는 함수모형과 통계모형이 기준점 위치 추정과 정확도 표현에 미치는 영향을 연구하여 향후 정확도 표현의 표준화를 위한 기초자료 확보를 위해 실시하였다. 이를 위하여 단일기선해석 다중세션 망조정 이론과 절차와 방법을 실제 관측데이터 처리를 통한 수치적 분석을 병행한 연구를 수행 하였다. 그 결과 절대정확도와 상대정확도를 보다 현실적으로 반영하여 표현하기 위해서는 잔존하는 관측오차의 모형화가 가능한 경험적 통계모형을 사용하는 다점가중제약조정이 GPS 기준점 성과산정을 위한 수학적 모형으로 보다 타당한 것으로 분석되었다.

선형혼합모형을 이용한 유전체 자료분석방안에 대한 연구 (Efficient strategy for the genetic analysis of related samples with a linear mixed model)

  • 임정민;성주헌;원성호
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제25권5호
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    • pp.1025-1038
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    • 2014
  • 가족 자료를 활용한 연속형 표현형의 전장유전체분석 (genome-wide association analysis)은 주로 선형혼합모형을 이용하며, 분산공분산행렬은 가족 구성원간의 유전적 거리를 고려하여 결정된다. 그러나 가족 구성원들의 표현형의 유사성은 유전적 요인과 환경적 요인에 의하여 발생함에도 불구하고, 표현형의 유사성은 단지 유전적 요인에 의해서 발생한다고 가정한다. 예를 들어 키의 경우 부부 사이에 양의 상관관계가 존재하나 유전적 요인만 고려하여 독립으로 가정한다. 선형혼합 모형에서 분산공분산 구조를 잘못 가정하는 경우, 검정통계량의 1종 혹은 2종의 오류를 적절히 관리할 수 없다. 본 논문에서는 다양한 유형의 분산공분산구조를 가정할 수 있는 선형혼합모형과 이를 기반으로 한 검정통계량을 제안하였다. 모의실험을 통하여 제안한 방법이 기존의 모형보다 통계적 검정력이 우수함을 확인하였다. 또한 체질량지수 (body mass index; BMI)의 전장유전체 분석에 적용하여 기존에 알려지지 않은 새로운 원인 유전자를 규명하였다.

반복측정자료 분석을 위한 혼합모형의 적용성 검토: 강원지역 굴참나무 임분을 대상으로 (Applicability Evaluation of a Mixed Model for the Analysis of Repeated Inventory Data : A Case Study on Quercus variabilis Stands in Gangwon Region)

  • 표정기;이상태;서경원;이경재
    • 한국산림과학회지
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    • 제104권1호
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    • pp.111-116
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    • 2015
  • 본 연구의 목적은 임의효과(random effect)를 포함하는 혼합모형(mixed model)을 이용하여 흉고직경과 수고의 변화량을 평가하는데 있다. 강원도 굴참나무 임분을 대상으로 흉고직경과 수고를 조사하고 3년 후 동일 임분을 재조사하였다. 혼합모형에서 굴참나무의 흉고직경-수고 관계는 고정효과(fixed effect)이고 초기측정과 반복측정의 흉고직경과 수고 차이를 임의효과로 설정하였다. 임의효과에 따른 모형의 적합도를 검정하기 위하여 아카이케의 정보기준(akaike information criterion, AIC)을 참고하고 반복 측정에 따른 분산-공분산 행렬과 오차항을 산정하였다. 추정된 공분산은 -0.0291이고 오차항은 0.1007을 나타내었다. 분산-공분산 행렬을 이용한 임의효과가 포함된 모형의 AIC(=-215.5)는 고정효과를 고려한 모형의 AIC(=-154.4)에 비해 낮은 수치를 나타내었다. 이러한 결과는 범주형 자료의 임의효과가 모형 개발에 반영되는 결과인 것으로 조사되었다. 그러므로, 본 연구에서 적용된 혼합모형은 반복 측정 자료를 이용한 모형 개발에 활용이 가능한 것으로 판단된다.

Information Matrix에 따른 Generalized Logistic 분포의 최우도 추정량 정확도에 관한 연구 (A Study on the Accuracy of the Maximum Likelihood Estimator of the Generalized Logistic Distribution According to Information Matrix)

  • 신홍준;정영훈;허준행
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제42권4호
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    • pp.331-341
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    • 2009
  • 본 연구에서는 generalized logistic(GL) 분포의 최우도 추정량(maximum likelihood estimate)에 대한 불확실성 추정을 위하여 사용되는 관측정보행렬(observed information matrix)과 Fisher 정보행렬(Fisher information matrix)의 정확도를 비교해 보고자 하였다. 타 분포형에 대한 기존의 연구결과에서 표본의 크기가 클 경우 매개변수 추정시 관측정보행렬이 동시에 추정되어 계산시간도 단축되고 Fisher 정보행렬의 정확도와도 차이도 거의 없어 관측정보행렬의 사용이 추천된 바 있으나, 최근 사용이 증가되고 있는 GL 분포에 대한 연구결과는 아직 전무한 실정이며 기존 연구문헌의 결과를 토대로 구체적인 연구 없이 관측정보행렬을 사용하고 있는 상황이다. 따라서 본 연구에서는 이를 위해 모의실험을 수행하였으며, 모의 결과 최우도법에 의한 매개변수의 분산 및 공분산은 기존의 연구 결과와 비슷한 결과를 보이나, quantile에 대한 불확실성 추정에는 관측정보행렬보다 Fisher 정보행렬의 사용이 더 적절할 것으로 판단되었다.

다변량 조건부 꼬리 기대값 (Multivariate conditional tail expectations)

  • 홍종선;김태우
    • 응용통계연구
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    • 제29권7호
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    • pp.1201-1212
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    • 2016
  • 시장위험 관리를 위한 Value at Risk(VaR)는 금융기관들이 선호하는 기법이지만, 투자가 실패한 경우에 손실금액에 대하여는 설명할 수 없다는 문제점이 있다. VaR의 한계를 보완하는 대안적인 위험측정도구인 Conditional Tail Expectation(CTE)는 VaR를 초과하는 조건부 기대값으로 정의된다. 포트폴리오에 대한 CTE를 추정하는 실제금융시장에서는. 일반적으로는 다변량 손실률을 일변량 분포로 변환하여 VaR을 추정하고 CTE를 구하지만, 본 연구에서는 다차원 분위벡터를 이용하여 다변량 CTE들을 제안한다. 그리고 일변량 CTE들의 관계를 확장하여 다변량 CTE들의 관계식을 유도하였다. 다양한 분산-공분산행렬을 갖는 이변량과 삼변량의 정규분포로부터 다변량 CTE들을 구하고 CTE들의 관계식을 구현하면서 고차원 분포로의 확장 가능성을 설명하였다. 이변량과 삼변량의 실증 예제를 통해 제안한 이론을 탐색하고, 기존의 CTE와 비교하였다. 다변량 변수들의 분산-공분산행렬과 다변량 분위벡터를 사용한 다변량 CTE가 일변량으로 변환하여 구한 CTE보다 작은 값을 갖는 것을 발견하였다. 그러므로 본 연구에서 제안한 다변량 CTE는 보다 적은 위험성을 나타내는 추정량이며, 포트폴리오를 구성하는 여러 기업을 동시에 고려하는 분산 투자 전략을 세우는 경우에 이런 다변량 CTE를 사용하는 적극적인 투자가 가능하다는 장점이 있다.

이산코사인변환을 기반으로 한 포트맨토 검정 (A Portmanteau Test Based on the Discrete Cosine Transform)

  • 오승언;조혜민;여인권
    • 응용통계연구
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    • 제20권2호
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    • pp.323-332
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    • 2007
  • 이 논문에서는 이산코사인변환에 의해 유도된 주파수 공간상에서의 포트맨토검정법을 소개한다. 정상시계열의 경우 이산코사인변환 계수는 점근적으로 독립이고 분산은 자기공분산의 선형결합으로 표시된다. 백색잡음에 대한 이산코사인변환 계수의 공분산 행렬은 모든 대각원소가 시계열의 분산인 대각행렬이다. 시계열의 독립성을 검정하기 위해 계수들을 주파수 영역에 따라 2 또는 3개의 그룹으로 분할하고 그룹간의 분산을 비교하여 자료가 백색잡음인지 아닌지를 검정한다. 또한 계수의 제곱값이 반응변수이고 주파수 대역이 설명변수인 회귀모형에서 기울기를 검정하여 백색잡음 여부를 알아본다. 모의실험 결과를 보면 제안한 검정방법이 대부분의 경우 Ljung-Box 검정보다 높은 검정력을 가지는 것으로 나타났다.

GPS에 의한 댐 변형 모니터링의 변위 분석 (Displacement Analysis of Dam Deformation Monitoring with GPS)

  • 장상규;김진수;신상철;박운용
    • 한국측량학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.237-244
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    • 2001
  • 본 연구에서는 50년된 흙댐을 대상으로 정적 GPS관측방법을 이용하여 변형 모니터링을 실시하였다. 실험대상은 모르타르로 응급 복구된 지역으로, 기준망 관측은 2차에 걸쳐 기준점들간의 기선벡터를 관측하였고, 모니터링 점들에 대해서는 4회 걸쳐 관측되었다. 측정된 관측값의 분석은 Data snooping법에 의해 과대오차를 제거하고, 우연오차를 최소제곱법으로 조정하여 좌표를 산출하였고, 분산-공분산행렬로 변위를 계산하였다. 또한 조정된 좌표는 95% 신뢰타원으로 정밀도를 표시하였으며, 계산된 변위의 크기와 방향은 그림으로 나타내었다.

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$ fractional factorial designs of resolution V and taguchi method

  • 김상익
    • 응용통계연구
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    • 제5권1호
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    • pp.19-28
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    • 1992
  • 본 논문에서는 부분균형배열을 이용하여 $2^t$ 요인 실험계획에서 최소의 실험횟수를 가지 고 2인자 교호작용까지 분석할 수 있고, 추정량의 분산-공분산행렬이 균형을 이루고 있는 실험계획법을 기술하였다. 그리고 제안된 실험계획법의 최적성을 검토하여 트레이스 최적실 험계획을 찾아보았다. 이러한 최소균형 Resolution V $2^t$요인 부분실험법은 직교배열을 이용하여 주효과만 분석하는 기존의 다구찌방법과는 달리 2인자 교호작용까지 분석하고자 할 때 효과적으로 사용될 수 있으며 그 응용방법을 검토하였다.

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