• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.48-53
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• 2010

2010년 6월 23일 발사되어 동경 128.2도의 정지궤도에서 운용하게 될 천리안위성은 Ka대역 통신실험, 해양탐사 및 기상관측 등을 임무로 하는 복합위성이다. 천리안위성의 세 가지 임무중 Ka대역 통신실험을 목적으로 하는 Ka대역 통신탑재체를 효과적이고 원활하게 운용하기 위해서 통신탑재체 감시/제어관리를 목적으로 하는 Ka 대역 통신탑재체 제어관리 시스템(Transponder Monitoring and Control; TMC)이 요구된다. 본 논문에서는 TMC 시스템의 개념과 설계에 대하여 논하도록 한다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제13권2호
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• pp.199-206
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• 2024

The GEO-KOMPSAT-2A (GK2A) satellite, which was launched in December 2018, carries weather observation payloads and uses the image navigation and registration system to calibrate the observation images. The calibration system requires accurate orbit prediction data and depends on the accuracy of the orbit determination accuracy. In order to find a possible way to improve the current orbit determination accuracy of the GK2A flight dynamic subsystem module, orbit determination software was developed to independently evaluate the orbit determination accuracy. A comprehensive satellite dynamic model is applied for a batch-type least squares filter. When determining the orbit, thrust firing during station-keeping maneuvers and wheel-off loading maneuvers is taken into account. One month of GK2A ranging data were processed to estimate the satellite position on a daily basis. The orbit determination error was evaluated by comparing estimates during overlapping estimation intervals.

• 한국농림기상학회지
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• 제25권1호
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• pp.28-36
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• 2023

일사량은 작물 생산성 평가를 위한 작물 생육 모델의 주요 입력 변수 중 하나로 사용되지만 관측이 어려워 다른 기상 변수들에 비해 관측값의 확보가 어렵다. 천리안 2A호와 히마와리 8호 위성 일사량 자료가 제공되기 시작하면서, 작물 생육과 태양광 발전을 결합한 영농형 태양광 시설 하에서의 작물 생산성 평가를 위한 일사량 자료를 확보하기 용이해졌다. 본 연구의 목적은 이들 인공위성 일사량 자료의 신뢰도를 비교하는 것이다. 이를 위해 2020년 5월부터 10월까지 인공위성 일사량 자료를 수집하여 일별 일사량의 평균 제곱근 편차(RMSE)와 정규 평균 제곱근 편차(NRMSE)를 계산하였다. 인공위성 일사량 자료가 작물 생육 모의 결과의 신뢰도에 미치는 영향을 파악하기 위해 연구기간 동안의 일사량 누적값을 비교하였다. 본 연구의 결과 히마와리 8호 일사량 자료가 천리안 2A호 일사량 자료보다 RMSE와 NRMSE가 작은 것으로 나타났다. 누적 일사량을 비교한 결과에서도 히마와리 8호 일사량 자료 누적값이 천리안 2A호 일사량 자료 누적값보다 오차가 작았다. 본 연구의 결과는 작물 생산성 평가에 히마와리 8호 일사량 자료를 사용하는 것이 천리안 2A호 일사량 자료를 사용하는 것보다 불확도를 줄일 수 있다는 것을 시사한다. 후속 연구에서 히마와리 8호 일사량 자료를 사용한 영농형 태양광 시설 하에서의 작물 생산성 및 태양광 발전량에 대한 분석이 이루어져야 할 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제32권3호
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• pp.323-330
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• 2016

2010년 발사된 천리안 위성에는 3개의 탑재체가 있으며, 그 중 미래창조과학부와 전자통신연구원에서 개발한 Ka-band 통신 탑재체가 있다. 본 연구에서는 천리안 통신위성을 이용하여 구축한 실시간 원격 선박 모니터링 체계를 소개한다. 이 체계는 실시간 자료 수집, 실시간 자료 전송, 실시간 자료처리/가시화, 크게 총 3단계로 구성된다. 논문에서는 각 단계 수행을 위해 설치한 H/W와 개발한 S/W 내역, 그리고 실시간 자료 수집에서부터, 실시간 전송, 실시간 처리 및 가시화에 이르기까지 과정에 대해 상세히 기술한다. 또한 이러한 과정을 위해 각 단계에서 요구되는 H/W 및 S/W의 기능적 요구사항과 구축 시 고려되어야 하는 사항 등에 대해서도 기술한다. 현재 해당 체계를 이용하여 소청초 해양과학기지에 설치된 AIS로부터 수집되는 선박자료를 준실시간 전송하고, 과학기지 주변 해역의 원격 선박 모니터링을 진행 중이다. 이러한 실시간 원격 모니터링 체계는 효율적인 해양 감시, 사고에 대한 신속한 대응을 가능하게 하며, 특히 이러한 통신 위성 활용 체계는 향후 차세대 민관방송통신위성의 해양분야 통신활용 방향 도출에 있어 매우 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제29권1호
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• pp.151-160
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• 2013

근래 들어 위성영상 기반의 한반도 지역 일사량 추정 연구가 활발히 진행되고 있으나 대부분의 연구들은 외국 위성영상을 이용하고 있다. 이에 본 연구에서는 국내 정지궤도 위성영상을 활용하여 한반도 지역의 일사량을 추정하는 것을 목적으로 한다. 입력데이터로는 국내최초의 정지궤도 위성인 천리안 기상영상기의 레벨1 데이터 및 레벨2 구름 영상, 그리고 미국 NASA의 OMI 영상을 이용하고, 물리모델식은 동아시아지역 일사량 추정에 보다 적합하다고 알려진 Kawamura 모델식을 적용한다. 2011년 5월~2012년 4월에 이르는 기간의 15분 간격 데이터를 이용하여 일일 수평면 전일사량을 추정하였으며, 이를 대한민국의 18개지점의 관측소 실측치와 비교하였다. 일일 일사량 추정값과 관측값 간의 $R^2$값은 0.86로서 높은 상관성을 나타냈으며, 월평균 일사량의 오차는 대부분의 지점에서 ${\pm}15%$ 이내였고 연평균 수평면 전일사량의 오차는 서울을 제외하면 약 -5~+5%의 분포를 보였다. 본 연구결과를 통해 한반도 지역의 일사량을 추정하는데 있어 천리안 기상영상기 영상이 활용 될 수 있음을 확인하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.37-44
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• 2011

2010년 6월 26일에 발사된 통신해양기상위성(천리안)은 Ka-대역 위성통신, 정지궤도 해양관측, 그리고 기상관측을 위한 탑재체를 가지고 있다. 정지궤도상의 위성을 효과적으로 운용하기 위해서 위성 임무운영 개념을 정립하여 이를 위성관제시스템의 개발 초기 단계부터 적용하였다. 천리안 위성의 임무운영은 일별, 주별, 월별 그리고 계절별 운영으로 구분된다. 위성의 일별운영은 임무계획, 명령계획 및 전송, 원격측정 데이터 처리 및 분석, 위성 거리측정 및 궤도결정, 위성의 궤도 및 이벤트 예측, 그리고 휠 오프로딩 파라미터 계산으로 구분된다. 위성의 주별 운영으로는 화요일에 남북방향 위치유지조정, 목요일에 동서방향 위치유지조정으로 구분된다. 월별운영으로는 위성의 온보드 오실레이터를 갱신하기 위한 비행역학 파라미터 계산과 위성으로의 전송이 수행되며 계절별 운영으로 봄과 가을에는 지구가 태양을 가리는 식에 관련된 위성운영을 수행한다. 이 논문에서는 통신해양기상위성이 발사된 후 약 3개월에 걸친 궤도 내 시험 기간 중에 이루어진 위성관제시스템의 주요 기능들에 대한 운영검증을 기술한다. 이 기간 중에 위성관제시스템의 대부분 기능이 성공적으로 검증되었으며 천리안 위성관제시스템은 위성의 설계 수명기간인 7년 또는 위성이 수명을 다하는 그 이후까지 계속 사용될 예정이다.

• 대한공간정보학회지
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• 제23권1호
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• pp.65-71
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• 2015

여름철이 되면 매년 남해안에서 발생되고 있는 적조현상은 양식장을 운영하는 어민들에 막대한 피해를 주고 있으며 이를 방재하기 위한 노력이 다각도로 진행되고 있다. 특히 위성영상을 이용한 적조 모니터링은 발생해역 전반에 걸친 적조발생자료를 취득할 수 있어서 방재 계획수립에 중요한 정보를 제공하여 줄 수 있다. 따라서 본 연구에서는 천리안 GOCI영상을 이용하여 하루 중 적조의 확산과 감소를 모니터링할 수 있는 결과를 제시하기 위하여 경상남도 남해안 지역을 선정하고 2013년(8월 12일), 2014년(9월 11일) GOCI영상자료를 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 남해안 해역의 적조발생 패턴은 오전에 거제도 남부해역에서 출현하여 점점 더 확산되다가 오후 1시에 최대가 되고 그 후 서서히 감소되는 경향을 보여주었다. 또한 하루 중 적조의 중심 이동은 거제시 남부해역에서 적조가 시작하여 서쪽으로 이동하다가 정오를 기하여 다시 동쪽으로 이동하는 경향을 보여주었다. 향후 적조 생물의 특성과 해수유동, 태양 일조량, 그리고 해수온도 등 많은 요인에 대한 추가적인 연구가 필요하다고 판단되지만, GOCI 영상을 이용한 적조이동 모니터링은 적조의 확산과 이동을 예측하여 방재하고 관리하는데 매우 중요한 정보가 될 것으로 생각된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.541-550
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• 2014

본 논문은 타일드 디스플레이에서 여러 사용자들이 천리안 해양관측 위성영상을 관측 및 분석하기 위하여 다중 입력 장치를 활용한 멀티스케일 인터랙션 기반의 가시화 시스템을 설명한다. 이 시스템은 멀티터치 스크린, 키넥트 동작 인식, 모바일 인터페이스를 제공하여 여러 사용자들이 타일드 디스플레이 화면에 근접하거나 원거리에서 다양한 인터랙션을 통하여 한반도 중심의 해양 환경 및 기후 변화 정보를 효과적으로 관측할 수 있다. 천리안 해양관측 위성영상은 고화질의 메모리양이 많아서 원본 영상을 작은 영상으로 분할한 멀티레벨 이미지 로드 기법을 사용하여 시스템의 부하를 줄이면서 사용자의 다양한 조작에서 타일드 디스플레이 화면에 매끄럽게 출력되도록 하였다. 이 시스템은 다중 사용자의 키넥트 제스처와 터치 포인트 입력 및 모바일 장치로 부터 입력된 정보를 일반화 처리하여 타일드 디스플레이 응용프로그램에 공통적으로 활용 가능한 다양한 인터랙션을 지원하였다. 또한 특정 날짜에 해당하는 시간 단위의 해양관측 위성 영상이 순차적으로 화면에 출력되며, 여러 사용자들이 동시에 위성영상을 자유롭게 확대 축소하고 상하좌우로 이동하며 다양한 기능의 버튼을 누르는 등의 인터랙션을 할 수 있도록 하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권5_2호
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• pp.1317-1328
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• 2021

본 연구는 천리안 해양위성 2호(GOCI-II)를 활용하여 개발된 해무 탐지 알고리즘의 초기 결과에 대한 분석을 수행하였다. GOCI-II 해무 탐지 성능을 확인하기 위해 1호와 2호가 중복으로 관측한 2020년 10월-2021년 3월 사이에 발생한 해무 사례에 대해 광학적 특성 분석을 실시하였다. 해무 탐지 알고리즘에 입력자료로 사용되는 412 nm 밴드 레일리 산란 보정 반사도(Rayleigh-corrected reflectance; R_rc)와 정규화된 국소 표준 편차(Normalized Local Standard Deviation; NLSD)를 GOCI, GOCI-II 자료를 시공간 일치시킨 뒤 분석한 결과 412 nm 밴드 레일리 R_rc의 경우 0.01의 평균 제곱근 오차 (Root Mean Squared Error; RMSE)와 0.998의 상관계수(correlation coefficient)을 나타내고, NLSD의 경우 0.007의 RMSE, 0.798의 correlation을 나타낸다. 해무와 구름이 갖는 광학적 특성을 분석하기 위해 천리안 해양위성 2호의 밴드 별 R_rc 값을 확인하였다. 구름의 경우 넓은 영역에서 높은 반사도를 보인 반면, 해무의 경우 모든 밴드에서 구름에 비해 상대적으로 반사도가 낮고 좁은 영역에 분포한다. 실제 해무 사례에 대해 GOCI와 GOCI-II 해무 탐지 알고리즘을 비교한 결과 전반적인 해무 탐지 성능은 크게 차이가 없으나 높아진 공간 해상도의 영향으로 해무 경계면에서 공간적으로 더 세밀한 탐지가 가능했다. 종관기상관측소 시정계 자료와 비교 분석하여 초기 자료에 대한 신뢰도를 조사하였다. 추후 충분한 샘플 확보로 인한 안정적인 성능 검증, 실시간 구름 정보 교체를 통한 후처리 과정 개선, 에어로졸 자료 추가로 해무 오탐지 감소를 통해 해무 탐지 알고리즘의 성능 향상이 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권2호
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• pp.359-365
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• 2021

천리안위성2A호 기상탑재체 AMI(Advanced Meteorological Imager) 센서 검출기의 최상의 요소들로 구성된 Best Detector Select (BDS) 맵은 발사 전 확정되어 AMI에 업로드 되어 있다. 위성 발사 이후 급격한 온도 변화 환경에 노출되면 검출기의 성능에 변화가 생길 수 있으며, 발사 및 탑재체 아웃개싱 이후에 BDS맵의 성능을 다시 분석하고 필요시 업데이트가 필요하다. 검출기 요소 전체에 대한 성능을 검증하기 위한 분석 작업이 탑재체 개발업체(미 L3HARRIS사)가 제공한 BDS맵 분석 기술 문서를 기반으로 진행되었다. BDS맵 분석이란 탑재체 검출기가 기준 목표물(심우주와 탑재체 내부 보정 타겟)을 응시하는 동안 얼마나 안정적인 신호를 보이는 지를 평가하는 것이다. 이러한 목적으로 LTS(Long Time Series) 및 V-V(Output Voltage vs. Bias Voltage)라 부르는 검증법이 이용된다. LTS는 30초 동안, V-V는 2초 동안 목표물을 응시하고 이 때의 검출기 노이즈 성분을 계산한다. 자료를 획득하기 위해서는 탑재체의 운영을 멈추고 특별 관측을 실시하여야 하기 때문에, 정상 운영 전인 궤도상 시험기간 중에 해당 작업이 이루어지게 된다. 천리안위성2A호 기상탑재체 궤도상 시험 기간 동안 획득한 자료를 바탕으로 BDS맵의 상태를 평가하였다. 발사 전 지상 시험에서 평가된 BDS맵의 전체 성분들 중에 약 1%에 해당하는 요소들이 성능 변화를 보였으며, 이를 다른 요소들 중 최상의 성능을 보이는 성분으로 교체하였다. 새로운 BDS맵을 적용한 결과 BDS문제로 인해 야기된 기상탑재체 원시영상에 나타나는 노이즈 성분(줄무늬)이 완전하게 제거되었다.