• 한국군사과학기술학회지
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• 제16권4호
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• pp.465-472
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• 2013

Since 1990, Agency for Defense Development is operating the non-magnetic laboratory for the development of key technology for the underwater magnetic stealth part, the research of the magnetic application weapons and the technical support for Korean Navy. Recently, we installed the new three-axis earth magnetic field simulator and the measurement system in the non-magnetic laboratory which is replacing the existing outdated facility. In this paper, we deal with the detailed design result of the earth magnetic field simulator and the measurement system. Also, we describe the effective method to separate the permanent and the induced magnetic field from the measured data for a scaled model ship using the earth magnetic field simulator and the measurement system.

• 지질공학
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• 제32권4호
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• pp.611-625
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• 2022

지구 자기장의 고영년변화(PSV)를 이용하면 시대 미상의 고고학적 유적에 대한 연대측정이 가능하며, 이를 고고지자기 연대측정 기법이라 한다. 고고지자기 연대측정을 위해서는 비쌍극자기장을 반영하는 그 지역의 PSV 모델이 필요하다. 그동안 국내에서는 자료의 부족으로 시험적 한반도 영년변화 곡선(t-KPSV)을 사용하였으나, 이는 서남 일본의 영년변화(JPSV)로부터 수학적인 계산을 사용한 곡선이므로, 비쌍극자기장의 영향을 고려하지 못하여 신뢰성이 부족하다. 이번 연구는 그동안 한반도에서 수행된 고고지자기학적 연구 결과와 이미 발표되어 신뢰할 수 있는 연구 자료를 바탕으로 한반도 삼국 시대(원삼국 시대 포함)에 해당하는 AD 1~600년 동안의 PSV를 분석하여 곡선을 제시하였다. 제시된 PSV 곡선은 전 지구적 지자기 예측 모델과 비교 분석하였으며, 시험적 한반도 고영년변화(t-KPSV) 곡선과도 비교하였다. 선별된 고고지자기 방향 자료는 시료 수(N) ≥ 6개와 높은 신뢰도를 보이는 통계자료(𝛼₉₅ ≤ 7.8°, k ≥ 57.8)를 보였으며, 전국의 16개 지역에서 총 49개의 자료로 구성된다. 수집한 자료의 고고학적 연대는 방사성 탄소연대측정 결과와 고고학적 편년을 사용하였고, 연대 오차는 ±200년 이하의 기준으로 선별하였다. 선별된 자료들은 편각 341.7~20.1°, 복각 43.5~60.3°의 범위에 분포하며, 이동창문기법(moving window method)을 사용하여 과거 600년간 한반도 PSV 곡선인 KPSV0.6k를 제시하였다. 제시된 모델은 기존의 t-KPSV 곡선과 차이를 보이며, 전 지구적 지자기 모델(ARCH3K.1, CALS3K.4, SED3K.1)에 대비한 결과, 모델들과 방향의 변화 경향이 일치하였으며, 특히 ARCH3K.1 모델이 본 연구에서 제시한 KPSV0.6k와 가장 잘 일치하였다. 이러한 결과는 한국과 일본이 지리적으로는 근접해 있으나 비쌍극자기장 영향이 매우 다르게 나타나며, 따라서 이러한 영향이 고려된 전 지구적 모델이 한반도의 영년변화를 보다 잘 나타낼 수 있는 것으로 해석된다. 따라서 고고지자기 연대측정을 위해서 독자적 영년변화 곡선 구축이 필요하며, 보다 정교한 전 지구적 모델을 위해 보다 많은 신뢰성 높은 한반도의 고고지자기 자료 확보가 필요한 것으로 판단된다. 실제 고고학적 유적지를 대상으로 실시한 고고지자기 연대측정 결과, KPSV0.6k와 ARCH3K.1 모델에선 고고학적 편년과 일치하는 연대를 제시하였다.

• 한국자기학회지
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• 제24권1호
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• pp.22-27
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• 2014

자북을 지시하는 방위각 측정용 센서는 항공기와 선박이나 스마트폰 등에 널리 사용되고 있다. 센서의 좌표계가 회전을 하였을 경우도 방위각(azimuth angle) 및 회전각(roll angle)를 지시할 수 있게 하기위하여 3-축의 가속도 센서가 추가로 사용된다. 본 연구에서는 방위각센서에 부착된 3-축의 자기장센서의 특성을 측정하거나, 방위각센서용 3-축의 자기장센서를 개발하기 위하여 3-축의 자기장센서의 방위각 특성을 측정할 수 있는 장치를 개발 제작하였다. 3-축의 자기장발생을 위해서 직경이 290 mm 이상인 3-축의 헬름홀쯔 코일을 사용하여 코일 중심 ${\pm}30mm$ 범위에서 자기장의 분포의 균일도가 0.2 % 이내가 되게 하였다. 비자성실험실이 아닌 일반실험실에서도 실험이 가능하게 소형의 헬름홀쯔 코일과 3-축의 마그네토미터를 사용, 환경자기장(지구자기장+건축물에 의한 자기장)을 보상하고 시험하고자하는 자기장을 컴퓨터 소프트웨어로 제어를 할 수 있게 시험 장치를 고안하였다. 제작된 장치는 자기장을 0.2 % 정확도로, 직각도를 $0.2^{\circ}$, 환경자기장을 10 nT 이하로 보상할 수 있었다. 또한 제작된 장치의 성능검증을 위하여 상용의 방위각센서에 대하여, 그 특성을 측정하여보았다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 춘계학술대회 및 창립 30주년 심포지엄(논문집)
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• pp.87-90
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• 2006

지구자장의 주자장과 경년변화에 대한 원통형 지구 조화 모델은, 지구가 지엽적으로 불균형 또는 외부 소스가 없는 정상상태라고 가정하는 경우, 어느 지역의 지구자장 구조와 자장의 세기를 나타낼 수 있다. 이 연구에서는 기초 연구로서 선박용 디지털 컴퍼스를 실제 지구자장에 적용하는 경우의 원통형 조화 모델에 대한 관련 방법과 절차 등을 조사하였다.

• 한국자기학회지
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• 제18권2호
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• pp.54-57
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• 2008

Magnetic torquer하는 인공위성의 초기 자세제어에 사용 되는 부품으로 지구자기장하에서 자기 쌍극자 모멘트가 받는 비틀림력을 이용하여 인공위성의 회전을 방지하고 특정 방향으로 인공위성의 자세가 안정되게 한다. 본 연구에서 개발 한 magnetic torque는 소형위성에 사용되는 것으로, magnetic torque거 자기적 특성뿐만 아니라 위성 발사 시 및 인공위성 궤도에서의 환경에서도 그 특성이 보장될 수 있게 환경시험을 하였다. 개발한 magnetic torquer는 포화 자기 쌍극자 모멘트가 $15Am^2$, 선형도 특성을 보이는 구간이 ${\pm}12Am^2$이고 선형도가 0.3% 미만이면서 질량이 0.46 kg이고 소비전력이 자기 쌍극자 모멘트가 $10Am^2$에 1 Watt 이였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제15권2호
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• pp.66-74
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• 2012

이 연구에서는 다양한 환경에서 인공송신원 해양전자탐사 자료의 정확한 해석을 위해 3차원 모델링 알고리듬을 개발하고, 복잡한 탄화수소자원 개발 환경에서 인공송신원 해양전자탐사의 적용 가능성을 파악하고자 암염에 인접한 저류층 모형을 구성하고 그 반응을 계산 및 분석하였다. 모델링 알고리듬은 유한차분법에 기초하고 있으며 이차 전기장 정식화를 도입함으로써 빠르고 정확한 반응 계산이 가능하도록 하였다. 이 알고리듬의 정확성은 2층구조 모형에 대해 해석해 및 기존의 3차원 모델링 알고리듬의 결과와의 비교를 통해 검증되었다. 암염에 인접한 저류층 모형에서는 암염과 저류층 및 배경 매질의 경계에 존재하는 세 군데 송신원에 대한 전기장 및 자기장 반응을 파악하고, 배경매질의 반응으로 정규화한 전기장 및 자기장 반응도 분석하였다. 그 결과 세 군데 송신원에 대한 반응을 종합하면 정규화된 전자기장 반응으로부터 지하의 고비저항 이상체의 개수와 각각의 위치를 파악할 수 있었으며 탄성파탐사를 통해 암염의 구조가 사전 정보로 알려졌다면 저류층의 존재를 밝힐 수 있었다. 이 연구에서 개발한 알고리듬은 향후 다양한 환경에서 인공송신원 해양전자탐사 자료의 반응 분석은 물론 역산 알고리듬 개발에 유용할 것으로 기대된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권2호
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• pp.164-175
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• 2011

낮은 주파수의 자연 전자기장을 이용하는 MT 탐사는 지하 심부의 전기전도도 구조를 규명할 수 있기 때문에, 지열에너지자원 탐사, 이산화탄소의 지중저장을 위한 부지 선정, 인공저류층 지열발전 시스템 유망 지역 탐사 등에 적용되고 있다. 또한 해양 MT 자료를 활용하면 해양전자탐사 자료 해석의 정확도를 높일 수 있다. MT 자료의 해석에 있어 정확한 모델링 기법은 필수적이다. 변유한요소법을 이용한 기존의 MT 모델링 알고리듬에서는 보조장인 자기장을 차분적 방법론에 기초하여 계산하였기 때문에 수직자기장의 정확한 계산에 한계가 있었다. 이 논문에서는 변유한요소법의 기저함수들의 선형결합으로 근사된 전기장을 직접 미분하는 방법으로 수직자기장을 계산하였다. 수치 실험을 통해, 지형이 있는 경우에 수직자기장에 대한 기존의 알고리듬의 결과에 오차가 있음을 확인하였다. 최종적으로, 지형이 있는 모형에 대한 기존의 인덕션 벡터와 티퍼의 결과는 오차가 있는 수직자기장을 이용하였으므로, 이 논문에서는 개선된 알고리듬을 이용하여 올바른 결과를 제시하고자 한다.

• 한국지구과학회지
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• 제30권6호
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• pp.692-698
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• 2009

웨이블릿 변환은 기존 푸리에 변환이 갖는 주파수 변환 결과의 시간 영역에 대한 모호성을 극복할 수 있는 변환 기법으로 널리 이용되어 왔다. 기존의 푸리에 변환에 의한 셈블란스는 두 개의 시계열 자료의 위상을 주파수 영역에서 비교할 수 있도록 하는 방법이다. 이 방법은 비정상상태의 신호에 대해서는 잘 작동하지 않는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 자연계의 신호가 대부분 비정상상태임을 고려하여 웨이블릿 기반으로 개발된 셈블란스 기법을 지구물리자료에 적용하였다. 첫 번째 사례는 지구자기장 자료처리로서, 원격으로 위치한 관측소의 자료끼리 서로 비교하여 상관성이 높은 신호만 남도록 필터링한 결과를 제시한다. 두 번째 사례는 중력과 자력탐사를 복합적으로 분석할 수 있는 방안으로서, 두 자료간 공간적 상관성이 높은 신호만을 추출하는 필터링 결과를 제시한다.

• 한국지구과학회지
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• 제25권7호
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• pp.604-614
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• 2004

경기도 이천에서 2002년 7월부터 12까지 총 6개월 동안 측정된 지자기 3성분 자료를 이용하여 일별 각 성분의 스펙트럼, 지자기 전달함수의 크기, 위상, 오차 등을 계산하였다. 지자기 스펙트럼은 관측기간 동안 태양활동에 의한 무작위적 강약이 반복되는 형태를 보여주었고, 유의미한 시간적 변동은 존대하지 않았다. 지자기 전달함수의 크기, 위상, 오차의 경우, 주기 100초 이하와 주기 1000초 이상에서 부분적으로 무작위적인 경향을 확인할 수 있었으나, 시간에 따른 증감추세 없이 대체로 안정적인 값을 보였다. 이와 더불어, 전기장의 P$_{1}\;^{0}$ 소스(zonal harmonics) 가정을 통하여 시간에 따른 근사적인 겉보기 전기비저항의 변동을 조사하였는데, 근사된 전기비저항의 변화는 지각의 자체적인 물성 변화보다는 수평 자기장 성분의 시간적 강약에 지배적임을 확인할 수 있었다.

• 천문학회보
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• 제37권1호
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• pp.94.2-94.2
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• 2012

흑점과 오로라의 역사적 기록은 단편적이고 관측 빈도에 의존하는 문제도 있지만 과거 태양활동의 실제 모습을 보여주는 중요한 자료이다. 또한 지구 대기에 유입된 cosmic ray에 의해 만들어지는 14C이나 10Be 그리고 18O와 같은 동위원소들이 나무 테나 polar ice 그리고 바다의 퇴적물 등에 축적되어 나타나는 Proxy data와 함께 과거 태양의 활동뿐만 아니라 지구의 자기장이나 기후 변화 등을 연구하는데 중요한 지표로 사용된다. 최근 태양의 활동과 지구 기후 변화의 관계에 대해 특별히 많은 관심이 집중되고 있으며 많은 연구가 진행되고 있다. 이 연구는 우리 역사서에 실린 흑점과 오로라의 역사적 기록 및 태양의 proxy data를 함께 비교하여 지난 1000년간 태양활동에서 나타난 특징들, 즉 흑점의 출현과 오로라 발생사이의 밀접한 관계 및 태양활동의 장단기 주기변화 그리고 Maunder Minimum과 같은 최대 극소기 때 보이는 기후 변화와 태양활동의 특징 등에 대해 논의해 보고자 한다.