• 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.

• 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.

• 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.

• 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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• 제26권7호
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• pp.691-697
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• 2005

최근에 수행되고 있는 중력 탐사는 고분해능의 중력계와 GPS(Global positioning system)를 통한 정밀한 측정과 측지가 이루어지고 있다. 중력탐사에서 모델링과 역산의 기술은 많은 발전이 있어왔지만, 중력자료처리는 거의 변화가 없었다. 통상적인 정밀한 중력 자료 보정을 통한 부우게이상은 측정점의 고도에서 기준면까지의 물질의 영향을 일정한 밀도를 이용해 제거해 버리기 때문에 측정점 바로 하부의 이상체에 의한 영향을 상당히 왜곡시키게 된다. 본 연구에서는 탐사 지역의 지형을 DEM(Digital Elevation Map) 자료와 Multiquadric equation을 이용하여 실제 지형과 유사한 Multiquadric surface를 자동적으로 구성하고, 이를 블록화 함으로써 보정의 대상이었던 기준면 상부에 대한 밀도를 탐사 지역의 지질 정보와 지형을 포함하는 역산을 통해 수치적으로 계산하였다. 이러한 지형을 포함한 역산 방법을 3차 원중력지형역산(3DGTI; 3-D Gravity Terrain Inversion)이라 한다. 이 연구의 효율성을 검증하기 위하여 주변암과 밀도차가 존재하는 관입지역에 대한 모델을 구성하고 적용한 결과 기존의 부게 보정 방법을 적용한 부게 이상도에 비해 자료의 왜곡이 감소하는 효과를 얻을 수 있었다. 이를 통하여 지형 역산을 통한 객관적인 부게 밀도의 결정과 부게 보정시 실제의 수평적인 밀도 변화를 반영함으로써 기존의 문제점을 보완하였다. 게다가, 3DGTI로부터 얻어진 밀도분포는 지형의 윤곽을 그대로 표현하고 있어서 보다 실질적인 지질을 보여준다고 하겠다. 이 방법을 화강암체가 관입하고 있는 마산$\cdot$창원 일대에서의 중력 탐사 자료에 적용해본 결과 기존 방법보다 관입 화강암체의 위치와 그 규모를 알아내는데 더 효과적이었다. 따라서, 수평적인 밀도 변화가 뚜렷하게 존재하는 지역의 경우, 새로운 중력 자료 처리 방법이 기존의 부게 보정에서 발생하였던 문제점을 해결함으로써 천부의 분해능을 높이고, 심부의 밀도 분포도 좀더 정확하게 계산할 수 있으리라 생각된다.

• 한국측량학회:학술대회논문집
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• 한국측량학회 2009년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.49-53
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• 2009

본 연구에서는 현재 활발한 연구가 진행되고 있는 고정밀 지오이드 모델 개발에 있어서 중요한 요소 중 하나인 지상중력자료를 획득하기 위해 상대중력계를 이용하여 중력을 측정 하였다. 1등 수준노선 총 58점의 수준점에 대하여 상대중력측량을 실시하였고 이렇게 얻어진 중력값으로부터 지구조석보정 및 기계고 보정 후 자유망조정 방법을 이용하여 중력성과를 계산하였다. 이와 같은 방법을 통해 얻어지는 지상중력자료들은 고정밀 지오이드 모델 개발에 큰 기여를 할 것으로 판단된다.

• 지구물리
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• 제3권4호
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• pp.291-310
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• 2000

국립해양조사원이 1999년도 '해양2000'호를 이용하여 측정한 서해 남부지역의 선상 중력자료를 처리하였다. 자료처리 결과 264개 교점에서 고도이상의 RMS는 0.436mGal로 매우 좋은 결과를 나타내고 있다. 국립해양조사원이 '해양2000'호를 이용하여 측정한 선상 중력은 우리나라 일원의 중력관련 연에 매우 큰 기여를 할 것이다.

• 한국측량학회지
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• 제28권5호
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• pp.523-530
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• 2010

측지, 지구물리, 국방 등의 다양한 연구분야에서 기초자료로 활용되는 중력자료의 중요성이 높아짐에 따라 최근 많은 중력자료가 획득되고 있다. 일반적으로 획득한 중력자료로부터 절대중력값 및 중력이상값을 산출하기 위해서는 조석보정, 기계고보정, 계기보정 등의 단계를 거친다. 이때 여러 조석보정과 계기보정 모델 중 어떤 모델을 사용하여 처리해야 하는지에 대한 기준이 결정되어 있지 않아 중력자료 처리에 있어 일관성이 유지되지 않고 있다. 이에 본 연구에서는 현재 적용되고 있는 조석보정 및 계기보정 모델들이 중력값에 미치는 영향을 분석함으로써 가장 적절한 모델을 선정하고자 하였다. 그 결과 Longman과 Tamura가 제안한 천체에 의한 조석보정 모델은 약 0.0001mGal의 차이를 나타내어 사용자의 편의에 따라 모델을 선정하여도 무방하였다. 그러나 지구조석에 의한 영향을 고려하였을 때와 하지 않았을 때 차이가 존재하므로 이에 대한 보정이 필요함을 명시하여야 한다. 또한 계기 보정은 공통점에서의 측정중력값 차이만을 이용하는 경우와 모든 측점을 이용하여 계기보정값을 결정하는 두 모델을 적용하였을 때 보정 후 잔차의 값이 최대 0.04mGal까지 발생하여, 이론적으로 정확한 모든 점을 이용하는 모텔로 선정하여 적용하는 것이 필요하다.

• 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.

• 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.