• 제목/요약/키워드: 중력측정

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동해지역의 선상중력자료 처리 및 해면고도계자료와의 비교

  • 최광선;원지훈
    • 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.

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저궤도 위성간 추적데이터를 이용한 지구중력장 측정 (Gravity Estimation by Using Low-Low Inter-Satellite Tracking Data)

  • 김정래
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권8호
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    • pp.58-68
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    • 2003
  • 정밀한 지구중력장 측정은 지구역학적인 현상을 이해하는데 매우 중요한 역할을 한다. 지구중력장 측정 목적에 관하여 간략히 언급한 뒤, 중력장 측정 전용위성을 이용한 측정 기법에 관해 고찰하였다. 최근에 발사된 NASA/DLR의 중력장 측정 전용위성인 Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE)의 개요 및 주요 관측기기들을 소개하였다. 두 개의 저궤도 위성으로 구성된 이 사업의 성능분석을 위한 시뮬레이션 기법과 관측기 모델링 방법 등을 소개하였다. 시뮬레이션 결과 GRACE를 이용하여 지구중력장 정확도를 상당히 향상시킬 수 있을 것으로 예상된다.

상대중력계를 이용한 중력의 측정과 처리 (Gravity Measurement and Data Processing using Relative Gravimeter)

  • 김철영;김기원;이석배
    • 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.

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우리나라 육상 중역기점 전이

  • 최광선;옥수석;원지훈
    • 지구물리
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    • 제4권2호
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    • pp.121-131
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    • 2001
  • 2대의 중력계를 이용하여 우리나라의 88개 기상관서 내에 중력 보조점을 설치하고 GPS 측량을 실시하였다. 모든 중력 보조점의 중력치는 부산대학교 내의 중력기준점을 기준으로 측정하여, 향후 새로운 절대중력기점 값으로 쉽게 환산할 수 있도록 하였다. 이러한 중력기준망의 확장은 중력의 측정과 drift 보정 등에 의해 나타나는 오차를 최소화하여 중력 자료의 정밀도를 증대할 것이다. 또한 이 연구 결과는 상대중력계에 이해 계산된 중력 자료의 검증 및 상대중력계의 점검 등에 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

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충주호 주변의 중력 측정에 의한 옥천계의 중력이상 연구 (A Study on the Gravity Anomaly of Okcheon Group based on the Gravity Measurement around Chung Lake)

  • 박종오;송무영
    • 한국지구과학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.12-20
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    • 2011
  • 변성암복합체, 옥천층군, 조선누층군 및 화성암류에서 지하 지질분포 및 밀도 불연속면을 파악하기 위해 충주호 주변에 있는 256개 지점에서 중력측정을 실시하였다. 부게 중력이상은 옥천층군에서 높은 값을 가지며 조선누층군으로 갈수록 상대적으로 낮은 값의 분포를 보였다. 지하 밀도 불연속면의 평균심도는 약 2.0 km이며, 전반적으로 문주리층과 황강리층이 서창리층보다 중력기반 심도가 상대적으로 얇으며, 옥천계 동측에 위치한 조선누층군이 옥천층군보다 비교적 두꺼운 기반 심도로 분포된 것으로 파악되었다.

중력중심 이동과 관련 변인분석 -근골격계 통증을 중심으로- (The Analysis of Related Variables on the Center of Gravity Deviation: Focus on the Musculoskeletal Pain)

  • 고태성;정호발
    • 한국전문물리치료학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.85-94
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    • 2003
  • 본 연구에서는 근골격계 통증이 자세유지와 균형능력에 핵심이 되는 중력중심 이동에 미치는 영향에 대해 알아봄으로서, 균형과 자세에 영향을 주는 다양한 요소들에 대한 새로운 접근을 시도해 보고자 한다. I-병원의 입원 및 외래 환자 중 신경계 손상이 없고 중력중심 이동에 직접적인 영향을 줄 수 있는 하지에 정형외과적 장애가 없으며, 전정계 손상이나 시력장애로 인한 균형에 문제가 없이 근골격계 질환으로 요통과 견통을 주소로 하는 71명의 환자(남자 38, 여자 33; 평균연령=44, 표준편차=13.8, 범위=19~79)와 신경계, 근골격계 및 평형감각에 문제가 없는 정상인 30명의 대조군(남자 16, 여자 14; 평균연령=39.2, 표준편차=13.7, 범위=21~72)을 대상으로 전산화된 힘판을 이용하여 중력중심 이동의 궤적을 표준편차값으로 측정하였다. 측정된 중력중심 이동값은 두 군간에 상이한 차이를 보이고 있음이 검증되었다(p<.01). 또 측정된 여러 변수들의 중력중심 이동에 대한 영향력을 알아보기 위해 나이, 체중 및 신장과 중력중심 이동과의 상관분석 결과 중력중심 이동의 15.8%를 체중의 변화에 의한 것으로 설명할 수 있다는 결과를 얻었으며, 그 외의 변수들과의 연관성에 대해선 유의미한 차이가 없었다(p<.01). 결과적으로 근골격계 통증은 올바른 자세유지와 균형유지를 위한 감각통합과 반응과정에 직접, 간접적으로 영향을 미치고 있다. 따라서 중력 중심 이동이 크면 클수록 중심을 잡기 위한 근육활동으로 추가적인 에너지가 사용되고, 편중된 중력중심 이동은 근골격계에 무리한 부담을 주어 통증을 증가시킬 수 있을 것이다. 또 통증으로 인한 중력중심 이동은 이를 보상하기 위해 신체 먼 곳에서의 이차적인 변형을 초래하여 각종 근골격계 증상의 원인이 될 수 있으므로 근골격계에 대한 적절한 치료는 통증을 감소시켜 자세의 이차적인 변형을 막고 자세유지 시 작용하는 근육의 에너지 효율을 높일 수 있을 것으로 사료된다.

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중력파: 우주를 보는 새로운 창

  • Lee, Hyung Mok
    • 천문학회보
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    • 제41권1호
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    • pp.31.1-31.1
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    • 2016
  • 중력파의 존재가 예측된 것은 100년전 일이지만 지난해 9월 14일에야 LIGO에 처음으로 직접 검출되었다. 줄력파는 질량을 가진 물질이 가속될 때 만들어져 빛의 속도로 전파되는 현상이다. LIGO는 레이저 간섭 현상을 이용해 서로 수직인 방향의 두 팔의 길이가 상대적으로 진동하는 것을 측정하는 기기로서 지난 2002년 첫 관측을 시작한 이래 지속적인 감도 향상을 통해 아주 미세한 진폭을 가지는 중력파를 직접 검출하는데 성공하였다. 이번에 관측된 중력파는 두개의 블랙홀로 이루어진 쌍성이 궤도 운동을 하면서 중력파를 방출함에 따라 궤도 반지름이 점차 줄어들어 궁극적으로 충돌하기 직전 0.1초 정도 사이에 방출한 것으로서 이론적인 파형과의 비교를 통해 기존의 어떤 방법보다도 정확하게 블랙홀들의 질량과 거리를 측정할 수 있게 해 주었다. LIGO의 감도가 앞으로도 더욱 향상될 것이며 이에 따라 더 많은 중력파 천체가 발견될 것이다. 중력파 관측을 통해 우리는 기존의 망원경으로 볼 수 없었던 새로운 천체 현상을 자구 관측하게 될 것이며 이에 따라 블랙홀이나 중성자별과 같은 밀집 천체를 더 자세하게 탐구할 수 있을 뿐 아니라 우주의 구조나 진화에 대한 새로운 연구가 가능해질 것이다.

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강원도 한계령 지역의 정규고 보정에 대한 연구 (A Study on the Orthometric Height Correction in Mt. Hangye Area)

  • 최광선;이정모
    • 한국지구과학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.522-528
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    • 1997
  • 강원도 한계령 일원에서 수준 측량을 수반한 중력 측정을 하고, 이 자료를 이용하여 이 지역의 정규고 보정치를 계산하였다. 정규고 보정치는 900 m 높이 차이에 5 cm에 이르고 있으며, 정밀 수준 측량에 정규고 보정이 필수적임을 시사하고 있다. 또한 중력 측정을 하지 않은 경우의 수준 측량을 고려하여 부우게 이상도에서 계산한 중력치를 이용하여 정규고 보정치를 계산하여 보았으며, 이 경우 계산 결과가 거의 일치하고 있어 중력이상도와 측점좌표가 주어지면 중력 측정을 하지 않아도 거의 정확하게 정규고 보정을 할 수 있음을 나타내고 있다.

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항공중력측정에 의한 프리에어 이상 산출 (Free-air anomaly from Airborne Gravity Surveying)

  • 이지선;권재현;이보미;홍창기
    • 한국측량학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.139-147
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    • 2009
  • 우리나라에서 현재까지 관측된 지상중력자료는 충청이남을 포함한 전라도 지역과 경상도 일부 지역 등에 편중되어 있으며 특히, 산악지역의 분포가 현저히 낮아 지오이드의 정밀도를 높이는데 한계가 있다. 이러한 문제점을 직접적으로 극복할 수 있는 방법으로 2008년 12월부터 2009년 1월까지 약 2달간 항공중력측정을 수행하였다. 본 연구에서는 우리나라 전역에 대해 일관된 정밀도를 지닌 항공중력측정 자료를 처리하여 결과로 중력이상값을 산출하였다. 본 연구에서 수행한 항공중력자료의 처리는 상대중력측정과 관련된 오차, 비행에서의 동적운동에 의해 발생하는 오차, GPS와 관련된 오차 및 자료 기록에 있어서 발생하는 시간 차이 등을 보정하는 과정으로 이루어지며, 산출된 프리에어이상의 최종 교차오차는 2.21mGal 그리고 노선별 정확도는 1.56mGal이다. 항공중력측정 기반의 중력이상은 향후 지상중력이상 및 선상중력이상과 합성되어 정밀 지오이드 모델 개발의 기본자료로 이용된다.

중력장 가속도, 중력 가속도, 그리고 가속도계 측정값 사이의 관계

  • 이형근
    • 제어로봇시스템학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.40-45
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    • 2010
  • 물체의 운동을 측정하기 위하여 관성 센서(inertial sensor)에 대한 배경 지식이 없는 사용자가 가속도계(accelerometer)를 사용하고자 할 경우 센서의 이름이 주는 혼동에 의하여 물체의 운동 가속도(acceleration)를 쉽게 얻어낼 수 있으리라 기대하게 된다. 반면, 가속도계가 실제 측정하여 주는 값은 비력 가속도(acceleration due to specific force)에 해당되므로 적절한 처리를 부가하지 않으면 기대한 바와 같이 물체의 운동 가속도를 얻을 수 없다. 가속도계의 측정값으로부터 운동 가속도를 추출하기 위해서는 중력장 가속도 (gravitational acceleration), 중력 가속도 (acceleration due to gravity), 비력 가속도, 그리고 운동 가속도 사이의 관계를 명확하게 구분 이해할 필요가 있다. 본 고에서는 앞선 고들에서 다룬(막대) 벡터, 좌표값, 좌표계, 좌표변환행렬, 그리고 코리올리 효과 등의 개념을 확장하여 다양한 개념의 가속도들을 구분 설명하였다.