• IUGG한국위원회:학술대회논문집
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• IUGG한국위원회 2003년도 정기총회 및 학술발표회
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• pp.19-19
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• 2003

본 연구에서는 국립해양조사원의 '해양2000호'를 통해 1996년과 1997년에 측정한 동해 지역의 중력자료에 대한 자료 처리를 하였다. 효과적인 자료처리를 위해 선상중력자료 처리에 필요한 각종 보정 절차와 문제점 등을 알아보았으며, 선상자료와 해면고도계자료의 비교 및 이를 통한 선상자료의 검증을 실시하였다. 선상중력자료는 측정과 처리 과정에 있어 여러 사항을 고려하여야 한다. 즉, 육상중력기점을 이용한 절대중력으로의 환산 문제, 선박 항해 위치의 부정확성에 기인하는 문제 및 중력계의 기계적 특성과 중력 측정이 이루어질 때의 해상 조건에 의한 영향 등으로 선상중력자료에 나타나는 여러 오차를 최소화하여야 한다. 선상중력자료로부터 각종 지구중력장 연구에 필요한 중력이상을 계산하기 위해 선상중력 측정시 기인되는 각종 요인의 오차를 고려한 효과적인 보정이 이루어져야 한다. 즉, 선상중력계의 기계변이 보정, 탐사선에 대한 위치 자료의 획득 및 필터링, 그리고 탐사선의 이동으로 인한 Eotvos 효과의 정확한 계산 및 보정이 필요하고, 선상중력계의 기계적 특성에 의해 나타나는 시간지연에 대한 보정도 필요하다. 또한 이러한 보정을 통해 계산한 중력 이상에서 각 교점의 오차를 보정하는 교정오차 보정도 실시하여야 한다. 특히, 탐사선의 이동으로 인한 지구자전 각속도의 상대적인 증감의 효과로 나타나는 Eotvos 효과의 영향은 선상중력자료의 정확도에 가장 큰 영향을 미친다. 이의 정확한 계산 및 보정을 위해서는 정확한 위치정보가 필요하며 본 연구에서는 이를 위해 GPS 항해정보에 대한 Kalman 필터를 실시하였고, Eotvos 효과에 대해 Savitzky-Golay 필터를 적용하여 최적의 Eotvos 보정을 시도하였다. 본 연구에서 계산된 동해지역의 중력이상에 대한 대력적인 범위는 경도 129° - 133°이고 위도 35° - 38.3° 부근이다. 이 지역에 대한 고도이상은 최소 -42.46 mGal에서 최고 161.13 mGal사이에 분포하며, 고도이상의 평균은 14.450 mGal이다. 또한 Bouguer 이상은 최소 -l5.09 mGal에서 최고 218.61 mGal이고 이의 평균은 82.681 mGal이다. 그리고 동해지역의 선상중력 측정지역에서 선상자료에 의한 중력이상과 Altimeter 자료에 의한 고도이상의 전반적인 윤곽은 비슷하면서도 일부 작은 이상의 차이가 나타났으며, 지형자료와 비교하여 보면 Altimeter에 의한 결과보다 선상측정에 의한 결과가 더욱 잘 일치하고 있어 본 연구에서 계산한 선상자료의 타당성을 알 수 있다. 고도이상의 차이는 최소 -25.94 mGal에서 최대 85.33 mGal의 차이를 보이며 차이의 평균은 3.517 mGal, RMS는 6.774 meal이다. 이는 비교적 큰 차이로 선상측정자료의 중요성과 필요성을 단적으로 나타내고 있다.

• 한국측량학회지
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• 제26권5호
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• pp.519-527
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• 2008

정밀한 지오이드 구축의 기본적인 요건은 필요한 정확도와 분포를 가진 지형 및 중력자료의 확보이다. 본 연구에서는 우리나라 지오이드 구축에 가용한 지형모델과 중력자료를 이용하여 지형 및 중력자료의 분포와 정확도가 지오이드의 정확도에 얼마나 영향을 미치는지 시뮬레이션 실험을 통하여 분석하였다. 분석 결과 지형자료의 경우 정확도 보다 자료의 간격이 지오이드의 정밀도에 더 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었고 따라서 위성레이다를 통하여 구축된 SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) DTM (Digital Terrain Model)을 지오이드 구축에 사용하는데 무리가 없다고 판단하였다. 반면 중력자료의 경우 자료의 분포 밀도가 낮은 지역에서 지형으로 인한 알리아싱 (Aliasing) 효과에 의해 큰 오차가 발생한 것으로 분석되어 중력자료의 밀도가 낮은 북동부 산악 지역에 우선적으로 지상중력측정을 실시하여 자료를 보완하는 것이 필수적이라 판단되었다.

• 대한공간정보학회지
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• 제18권1호
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• pp.89-97
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• 2010

삼면이 바다로 둘러싸인 우리나라에서 정밀 지오이드 모델 개발을 위해서 해상에서의 중력자료는 필수적인 요소이다. 기존의 연구에서 해상에서의 중력자료는 위성고도계자료에서 산출한 중력자료를 이용하여 처리하였으나, 측량장비의 발달과 측위 시스템의 개선 및 국내 선상중력자료의 취득으로 인해 보다 정밀한 중력 자료의 취득이 가능하게 됨에 따라 선상중력자료의 정밀도를 검증하고, 지오이드의 구축에 있어서 선상중력자료의 활용성을 분석해볼 필요가 있다. 이를 위해 국립해양조사원에서 지난 1997년부터 2007년까지 측정한 선상중력자료를 대상으로 에트뵈스(Eotvos) 효과 보정, 칼만 필터(Kalman Filter), 교차점 보정 등의 일관된 처리를 거쳐 평균 16.47 mGal, 표준편차 18.86 mGal의 프리에어이상값을 산출하였다. 산출된 선상중력 프리에어이상값의 정밀도는 DNSC08 위성고도계자료와 비교를 통하여 검증되었는데, 두 자료의 프리에어이상값의 차이는 평균 -0.88 mGal, 표준편차가 9.46mGal로 나타났다. 이러한 차이는 영외지역이나 섬의 분포가 많은 해안 지역에서의 선상중력자료를 확보하는데 있어서의 한계와 해저지형에 의한 영향이 상대적으로 선상중력자료에서 크게 나타나기 때문으로 판단된다. 향후 지오이드 모델 개발에 선상중력자료를 활용하기 위해서는 자료 취득의 한계를 극복하고 위성고도계 자료와의 연계에 대한 연구가 진행되어야 할 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제32권6호
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• pp.586-594
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• 2011

2002년 4월에 발사된 Gravity Recovery and Climate Experiment(GRACE) 위성의 중력시간변화 측정을 통해, 기후 및 환경 변화에 의한 지구 내 질량 재배치 연구가 가능해 졌다. GRACE 중력 자료는 구면조화 함수의 계수인 중력 스펙트럼 형태로 제공이 되며, 이를 구면조화 함수를 이용하여 원하는 지역의 중력 변화 또는 질량 변화로 환산을 해야 한다. 하지만, GRACE 중력 자료는 측정 잡음 이외에도 공간적인 알리아스 에러가 존재하여, 질량 재배치 효과를 확인하기 위해서는 중력 스펙트럼의 처리 과정이 필요하다. 이 연구에서는 GRACE 자료를 처리하는 가장 일반적인 방법을 소개하고, 처리된 중력 자료를 이용한 연구 사례를 소개하였다. GRACE 중력 자료를 이용하여 광범위한 지구과학 연구가 진행 중이지만, 그 중 가장 활발한 연구 분야인 육지의 물수지 연구, 빙하 변화 연구 그리고 해수면 상승 연구 등을 중심으로 소개하였다. GRACE 위성과 유사한 인공위성 중력 관측 사업이 2020년까지 계획되어 있으며, 향후 수십년간 축적된 인공위성 중력 자료는 지구 환경 변화 연구에 핵심적인 자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국GIS학회:학술대회논문집
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• 한국GIS학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.369-371
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• 2010

본 연구는 국내 중력 자료의 통합을 위한 정밀도 분석을 위해 지난 2008년부터 현재까지 진행 중인 통합기준점 사업으로 인해 측정된 중력 자료를 기반으로 국내 중력 자료의 정밀도를 분석하였다. 연구에 사용된 중력 자료는 전국에 설치된 통합기준점 805점과 수준점 1424점이 이용되었으며, 이는 일정한 처리 과정을 거쳐 정밀도 분석이 수행되었다. 분석된 자료는 부분적으로 약간의 편차를 가졌으며 각 기기별, 노선별, 일정에 따른 대동소이한 차이를 나타내었다. 본 연구의 자료 처리 과정에 있어 국내 중력 자료의 다양한 문제점과 처리 과정에서의 어려움을 발견하고 이러한 문제점을 분석하였다.

• Spatial Information Research
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• 제17권3호
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• pp.397-404
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• 2009

기존의 우리나라 지상중력자료는 자료의 분포 및 정밀도에 있어서 문제점을 가지고 있었고 이러한 문제를 해결하기 위하여 2008년 항공중력측정을 통하여 정밀도 1.56mGal의 항공중력자료를 확보한 바 있다. 그러나 항공중력자료는 비행고도 상에서 획득된 값으로 기존의 지상중력자료 및 해상중력자료와 병합하기 위해서는 지표면 상의 값으로 환산되어야 한다. 또한 다양한 자료를 융합하여 정밀한 지오이드를 계산하기 위해서는 Stokes' 적분반경, Stokes' kernel 및 지형 효과 계산 반경 등의 많은 변수들을 최적으로 고려하여야 한다. 본 연구에서는 지상 및 항공중력자료의 분포 및 특성을 고려하여 보다 정밀한 지오이드 결정을 위한 최적의 매개변수들을 결정하고자 하였다. 선정된 최적 변수들을 적용하여 지오이드를 계산한 결과, 항공중력 및 지상중력 기반의 두 지오이드는 평균 -16.95cm, 표준편차 ${\pm}8.50cm$의 차이를 나타내었는데, 이는 지상 및 항공중력자료의 분포와 지상중력자료에 포함된 오차에 기인한 것으로 판단된다. 향후 본 연구에서 고려한 매개변수 외에도 다양한 하향연속 방법, 지형효과 계산 방법이 지오이드에 미치는 효과와 추가적으로 확보한 중력 및 GPS/Leveling 자료, 해상중력자료를 포함하였을 때의 효과에 대한 연구도 진행되어야 할 것이다.

• 한국측량학회:학술대회논문집
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• 한국측량학회 2009년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.35-39
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• 2009

균일한 분포를 갖는 지형자료와 중력자료는 정밀 지오이드 모델의 정밀도에 결정적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 시뮬레이션 실험을 통하여 현재 편중된 분포를 갖는 우리나라 지상중력자료를 이용하여 정밀도 5cm급의 정밀 지오이드 모델을 구축할 때 지상중력자료가 보충되어야 할 지역을 선정하였다. 시뮬레이션 결과 현재 우리나라 지상중력자료의 분포 및 정밀도는 8cm 정도의 지오이드 오차를 유발하는 것으로 나타났고, 이때 오차가 30cm 이상인 지점(주로 강원도 산악지역)에 2km 간격의 중력자료를 추가한 경우 5cm 정도의 지오이드 오차를 유발하는 것으로 나타났다. 따라서 5cm급의 정밀 지오이드 모델을 구축하기 위해서는 강원도 산악지역에 2km 이하의 간격으로 중력보완측량을 실시하여 자료를 보완하는 것이 필수적이라 판단된다.

• 한국측량학회지
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• 제26권4호
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• pp.379-386
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• 2008

정확한 지오이드 결정을 위해서는 중력원시자료로부터 통일된 전처리를 수행하여 일관된 품질의 중력자료를 확보하여야 하며 또한 정확한 위치 정보를 이용하여 다양한 보정을 수행하여야 한다. 본 연구에서는 현재 우리나라에서 중력원시자료와 GPS 측량을 통한 정밀한 관측위치를 보유하고 있는 한국지질자원연구원과 부산대학교의 지상중력원시자료를 통합하고, 일관성 있는 품질검증을 수행하여 정밀 지오이드 구축의 기본 자료인 프리에어이상 값을 최종 결과물로 산출하였다. 전처리 과정에서 기계값 환산, 기계고 보정, 조석보정 등을 수행하고, 이상치 검증을 작업별로 처리하였다. 이후, 모든 자료를 이용한 교차점조정계산을 수행하여 정밀도 0.488mGal의 프리에어이상값이 구축되었다. 본 연구에서 구축된 중력자료는5cm급 정밀지오이드 개발의 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권9호
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• pp.1833-1839
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• 2011

본 연구에서는 전 지구 중력장 모델 EGM2008, EGM96을 우리나라 육상에서 측정한 16,786 지점의 중력 자료와 비교 평가 하였다. 육상 중력자료가 가장 정확하다는 가정 하에 육상 중력자료와 EGM2008, EGM96 간의 상관계수(correlation coefficient), 차이, 차이의 평균제곱오차(MSE), 표고에 따른 차이의 변화 등을 통하여 분석하였다. 육상중력과 EGM2008 간의 상관계수는 0.824, EGM96 간의 상관계수는 0.538로 계산되었다. 육상중력과 EGM2008, EGM96 간의 차이에 대한 표준편차는 각각 13.196 mgal, 18.685 mgal로 계산되었으며, 차이의 변화폭 역시 EGM2008이 EGM96 보다 작은 것으로 나타났다. 또한 육상 중력과 전 지구 중력장 모델의 표고에 따른 고도이상 차이는 역시 EGM2008은 큰 변화가 없었으나 EGM96의 경우 고도 변화에 따라 고도이상의 차이가 큰 것을 확인하였다. 이러한 결과로 EGM2008이 EGM96에 비하여 우리나라의 중력장을 잘 표현하고 있는 것으로 평가된다.

• 한국측량학회지
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• 제29권1호
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• pp.81-89
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• 2011

기존의 우리나라의 지상중력 자료는 지역적으로 편향된 분포를 나타내며, 특히 산악지역에서는 그 분포가 현저히 떨어진다는 문제점이 존재하였다. 이러한 문제점은 GPS/Levelling 자료에서도 나타나며 이로 인하여 지오이드 정확도 향상에 한계가 있었다. 그러나 2008년부터 국토지리정보원에서 수행하고 있는 통합기준점 및 수준점 중력측량사업에서 새로운 중력 자료 및 GPS/Levelling 자료를 획득하였으며, 특히 이러한 자료들은 기존의 중력 및 GPS/Levelling 자료에 비해 월등한 분포와 정밀도를 나타내기 때문에 우리나라 지오이드 모델의 정밀도를 개선하는 기본 자료로 활용될 수 있다. 본 연구에서는 품질이 검증된 기존 자료와 새롭게 획득된 중력 자료를 포함하여 지오이드 모델을 구축하였다. 구축된 지오이드 모델의 정밀도는 새롭게 획득된 927점의 GPS/Levelling 자료와 비교한 결과 약 5.29cm로 나타났으며, 합성지오이드의 적합도 및 정밀도는 각각 약 2.99cm와 3.67cm로 산출되었다. 본 연구를 통하여 산출된 최신 지오이드 모델은 새로운 중력 자료를 포함하기 전에 구축된 모델에 비하여 우리나라 전역에서 약 27% 정도 정밀도가 향상되었으며, 특히 현저히 낮은 분포를 보이던 강원 및 경상지역에서는 중력자료의 업데이트에 의하여 약 42%의 정밀도 향상이 이루어 졌다. 2010년에 통합기준점 사업 및 수준점 측량사업을 통하여 약 4,000여점의 중력 자료와 300여점의 GPS/Levelling 자료가 획득되었기 때문에 향후 본 자료들을 함께 활용한다면 지오이드 모델 정밀도의 향상과 더불어 객관적으로 정밀도 검증이 가능할 것으로 판단된다.