• 지구물리와물리탐사
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• 제12권1호
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• pp.77-84
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• 2009

GPR 탐사는 천부 지하 대상체 탐지에 유용한 방법이다. 그러나 다수의 GPR 적용사례에서 보여지듯이 천부 대상체에 의한 신호들은 지표에 의한 강한 반사파에 묻혀서 나타난다. 따라서 대상체에 의한 반사파를 이러한 강한 신호로부터 분리해낼 수 있는 신호처리 기법의 적용이 요구된다. 이 연구에서 사용된 파형압축기법은 신호의 폭을 압축시키는 것으로 심하게 오염되어 흐트러진 파형들로부터 신호를 분리해내는 방법이다. 이 논문에서는 위너필터링 (Wiener filtering) 기법을 사용하여 GPR 자료의 파형압축을 수행하는 자료처리방법을 소개하였다. 이 필터는 매설된 관로 위에서 얻어진 수치모형자료 및 현장 GPR 자료에 적용되었다. 이 분별방법은 강한 지표반사로부터 대상체의 반사신호를 구분해 내는 것과 파형압축을 위한 기준신호로서의 지표반사를 분리해 내기 위한 두 곳 모두에 사용 되었다. 파형압축 필터에 있어서 기준신호의 선정은 매우 중요한 문제이다. 그 이유는 특별히 기준신호의 신호대 잡음비가 낮을 경우 신호의 복이 압축될수록 잡음수준이 증가하게 되기 때문이다. GPR 수치모형자료와 현장 자료에 적용시킨 결과 GPR 영상의 눈에 띄는 개선을 보여주었다 즉, 지표반사파와 대상체에 의한 반사파의 구별이 뚜렷해지고 이를 통해 훨씬 좋은 결과를 나타내었다. 그러나, 현장자료에서는 잡음의 고주파성분을 포함하는 넓은 대역폭을 갖는 기준신호 때문에 약간의 잡음수준의 증가로 나타났다. 지표반사파를 기준신호로 사용하면 GPR자료의 파형의 복을 압축시킬 수 있이 지하 대상체에 의한 반사 영상의 질을 향상시킬 수 있다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제7권1호
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• pp.93-98
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• 2004

The sand-covered Muweilah archaeological site in the United Arab Emirates (UAE) is a unique Iron Age site, and has been subject to intensive investigations. However, excavations are time consuming and may require twenty years to complete. Thus geophysical surveys were undertaken with the objective of characterising the site more expeditiously. This paper presents preliminary results of these surveys. Ground penetrating radar (GPR) was tested as a primary imaging tool, with an ancillary shallow time domain EM (MetalMapper) system. Dense 3D GPR datasets were migrated to produce horizontal (plan view) depth slices at 10 cm intervals, which is conceptually similar to the archaeologists' excavation methodology. The objective was to map all features associated with anthropogenic activity. This required delineating extensive linear and planar features, which could represent infrastructure. The correlation between these and isolated point reflectors, which could indicate anthropogenic activity, was then assessed. Finally, MetalMapper images were used to discriminate between metallic and non-metallic scatterers. The moderately resistive sand cover allowed GPR depth penetration of up to 5 m with a 500 MHz system. GPR successfully mapped floor levels, walls, and isolated anthropogenic activity, but crumbling walls were difficult to track in some cases. From this study, two possible courtyard areas were recognised. The MetalMapper was less successful because of its limited depth penetration of 50 cm. Despite this, the system was still useful in detecting modem-day ferruginous waste and bronze artefacts. The results (subject to ongoing ground-truthing) indicated that GPR was optimal for sites like Muweilah, which are buried under a few metres of sand. The 3D survey methodology proved essential to achieve line-to-line correlation for tracking walls. In performing the surveys, a significant improvement in data quality ensued when survey areas were flattened and de-vegetated. Although MetalMapper surveys were not as useful, they certainly indicated the value of including other geophysical data to constrain interpretation of complex GPR features.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권3호
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• pp.275-283
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• 2002

지하에 매설된 각종 시설물의 위치 및 깊이를 조사하기 위한 비파괴적인 조사방법으로 GPR(Ground Penetrating Radar; 지하투과레이다; 지하레이다) 탐사법이 국내외적으로 많이 활용되고 있으나, 가탐심도가 일반적적로 5m이내로서 낮으며, 지하매질이 불균질하거나 점토, 염분, 자갈 등이 많은 곳 및 주변의 전자기적 잡음이 심한 곳에서는 조사가 안 되는 경우가 많다. 본 연구에서는 이러한 비파괴 GPR 탐사법의 제약을 극복하고자 일반적인 매설심도(물리탐사적으로는 얕은 곳)에 위치한 지하매설물임에도 불구하고 탐지가 안 되는 지역을 선정하여, 토질분석에 의해 탐사가 되지 않는 원인규명과 함께 효과적으로 지하매설물을 탐지할 수 있는 새로운 비파괴 전자(電磁) 탐사법을 제시하였다. 본 연구에서는 2kHz-4MHz 대역의 지하조사를 위한 고주파수대역 전자탐사법을 개발, 적용하였다. 고주파수대역 전자 탐사는 주파수대역 탐사이며 인공적으로 에너지원(源)을 방출하는 능동적인 탐사법으로서 가탐심도는 약30m 정도이다. 서로 수직한 전기장과 자기장을 측정하여 임피던스를 계산하며, 이로부터 측점 하부의 수직적인 전기비저항 분포를 해석하게 된다. 또한, 비접촉 용량전극을 채택하여 측정시간을 대폭 줄일 수 있을 뿐만 아니라 콘크리트, 아스팔트 및 잡석으로 포장된 지역에서도 조사가 용이하며, 신호중첩에 의해 고압선 등에 의한 잡음을 감소시킬 수 있게 되었다. 다른 탐사방법으로는 발견할 수 없었던 지하매설관에 대해서 본 고주파수대역 전자탐사를 성공적으로 정밀하게 적용할 수 있었다. 본 연구 결과를 지하매설물의 위치 및 깊이 확인을 위한 정밀 지하측량 지반조사 및 문화 유적지조사 등에 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D권7호
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• pp.1-8
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• 1999

3차원 분산 유한차분 시간영역 법을 이용하여 지하 침투 레이더에 대한 완전한 전자기적인 모의계산을 구현하였다. 제시된 모의계산 모델에는 공진기를 배후에 두고 있는 저항으로 중단된 bow-tie 안테나가 포함되어 있다. 그리고 수신안테나의 응답을 계산하기 위하여 안테나의 입력 임피던스와 급전선의 특성 임피던스로 구성된 등가회로를 사용하였다. 자체 제작한 bow-tie 안테나가 포함된 GPR 시스템을 사용한 실제 측정은 PVC 탱크에 담겨진 마른 모래 위에서 수행되었다. FDTD 모의계산 결과가 실제 측정자료와 거의 일치함을 확인할 수 있었다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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• pp.265-270
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• 2006

지중 레이다 탐사에서 고주파수 전자파의 전파 현상은 복잡하다. 전자파 전파에 현상을 지배하는 물리적인 과정에 대한 이해를 향상시키기 위해서, 본 논문에서는 원통좌표계 맥스웰 방정식의 시간영역 유한차분법을 소개한다. 이 접근법은 시추공 지중 레이다탐사와 관련된 전자 파동장의 전파형을 모델화할 수 있다. 이 알고리듬은 완전정합층(PML)을 통한 흡수경계, 주파수 의존성 매질, 그리고 유한 길이 송신 안테나에서 쉽게 이행될 수 있다.

• 지질공학
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• 제27권3호
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• pp.217-231
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• 2017

도심지 내 지반침하는 공동의 생성 및 체적함수비의 급격한 변화에 의하여 발생할 수 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 보정 기법이 적용된 지하투과레이더 신호를 이용하여 도심지 내 공동 및 체적함수비의 급격한 변화가 발생한 지반 이상 구간을 검측하고자 하였다. 지반 이상구간에 대한 신호 획득을 위하여 구형의 공동을 모사한 모형지반을 대상으로 지하투과레이더 탐사를 수행하였다. 필터링 기법을 적용하여 설정한 대역폭을 통과하는 신호만을 측정하였으며, 이후 이득 함수, 타임 제로, 배경 제거, 디콘볼루션, 영상 이득 기법을 적용하고 각 기법의 적용에 따른 신호의 변화양상을 비교하였다. 신호처리 및 영상화 기법을 적용한 결과, 공동 발생 구간의 전기적 임피던스 대소관계에 부합하는 위상이 나타났다. 지하투과레이더 측정 신호를 이용하여 산정한 상대 유전율과 모형지반의 체적함수비를 이용하여 예측한 상대 유전율을 비교한 결과, 각 방법으로 도출된 상대 유전율은 서로 유사한 값을 보였다. 이를 통하여 도심지와 같이 매설물의 깊이가 알려져 있는 경우, 보정된 지하투과 레이더 신호를 통하여 체적함수비의 급격한 변화 구간 또한 검측할 수 있을 것이라 판단된다. 본 연구에서 제시된 신호의 보정 기법과 상대 유전율의 산정은 도심지 내 공동 발생 구간 및 체적함수비의 급격한 변화 구간과 같은 이상구간 검측에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1113-1118
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• 2004

Ballasted track is constructed in consideration of the maintenance. The application time and frequency of MTT(Multiple Tie Tamper) and BS(Ballast Cleaner) depend on track geometry measurements. This paper presents the application of Ground Penetrating Radar(GPR), Falling Weight Deflectometer(FWD), and Portable Ballast Sampler (PBS) to evaluate the effects of track geometry due to substructure deterioration and to build a reliable substructure evaluation system.

• 지구물리와물리탐사
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• 제12권1호
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• pp.69-76
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• 2009

이 논문에서는 성곽의 옛터에서 수행된 GPR탐사 결과에 대해 기술하고자 한다. 이 탐사의 목적은 몽고의 반칸 투리일의 유적지에서 2차원과 3차원 GPR 탐사방법을 이용하여 벽이나 타일 등의 매립되어있는 고고학적 구조물의 특징을 알아내는데 있다. GPR자료는 500 MHz와 800 MHz의 두 주파수의 안테나를 이용하여 10 cm의 측선간격으로 $10m\;{\times}\;9m$의 영역에 대해 획득 되었다. 이 논문에서는 타일, 벽돌. 석조물 등의 고고학적 대상체를 탐지해 내기 위한 편광측정 GPR 탐사기를 통해 얻어지는 순간변수들의 이용에 관해 다루고자 한다. 레이다 편광측정은 대상체의 산란특성을 끌어내는 진보된 기술이다. 이 방법은 대상체의 크기, 모양, 지향성 및 표면의 상태에 대한 보다 많은 정보를 제공해준다. 우리는 해석의 초점을 강한 반사파에 맞추었으며, 영상의 질은 순간변수들을 사유하여 높였다. 반사신호의 모양과 길이를 살펴본 결과 순간진폭의 중간 부터 높은 강도의 반응은 벽돌이나 타일에 대응되는 것을 알 수 있었다. 순간위상을 이용하여 만든 지도는 일반 신호에서 불연속성을 보이던 탐사 대상체의 위치를 알아내는데 중요한 정보를 제공하였다. 이러한 고고학적 대상체의 탐사 가능성을 높이기 위하여, 서로 직교하는 두 측선에 대해 GPR 자료를 획득하였다. 이 두 자료를 비교한 결과 반사신호들의 정렬이 좋은 상관관계를 갖는 것을 확인하였다. 그러나. 북쪽에서 남쪽 방향으로 측정된 탐사 자료에서 서쪽에서 동쪽 방향으로 측정된 탐사자료보다 많은 반사 신호가 관측되었다. 이는 북쪽에서 남쪽으로 수행된 탐사방향과 수평면 상에 위치하게 피는 전기장의 지향성 때문이며 고에너지의 후방산란된 수평 분극 성분이 기록된 것이다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2002년도 정기총회 및 제4회 특별심포지움
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• pp.163-178
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• 2002

지표레이다 (GPR)를 이용하여 하상 퇴적물 조사를 수행하였다. 조사지역은 수심이 약 2.5 m 정도로 얕고, 물이 흐르지 않는 호수이며, 조사대상인 뻘 (mud)층의 두께가 얇아 GPR이 매우 효율적인 탐사방법이다. 조사결과 수심하부 층서구조, 즉 뻘층, 모래층, 자갈 및 기반암의 구조를 효율적으로 파악할 수 있었으며, 주 제거대상인 뻘층의 경우 여러개의 탐사 측선으로부터 그 분포 및 총 퇴적량을 추정하였다 이러한 결과는 향후 이 지역에서의 준설을 위한 기초자료로 매우 중요하게 사용될 수 있을 것이다.

• 한국측량학회지
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• 제39권6호
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• pp.507-513
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• 2021

GPR (Ground Penetrating RADAR)은 도로의 포장 상태 및 싱크홀, 지하관로를 검사하는 센서로 도로관리에 활발히 사용되는 센서이다. MMS (Mobile Mapping System)는 도로 표면과 주변 환경에 대한 정확한 정밀 도로 지도를 제공한다. 두 종류의 데이터가 동일한 지역에서 구축되면 지상과 지하의 공간정보를 동시에 구축할 수 있어서 효율적이며 육안으로 도로와 도로 주변의 중요 시설물, 지하의 관로 위치등을 파악할 수 있어서 현장에 대한 직관적인 이해가 가능하여 도로나 시설물을 관리하는데 있어서 유용한 도구가 된다. 그러나 이러한 최신 기술을 적용한 해외의 장비는 고가이며 국내 실정에 맞지 않다. 해외 개발 장비를 대체하고 향후 국산 장비를 개발할 수 있는 원천기술을 확보하기 위해 LiDAR (Light Detection And Raging)와 GNSS/INS (Global Navigation Satellite System / Inertial Navigation System)를 동기화 하고, 동일한 GNSS/INS에 GPR 데이터도 동기화 하였다. 동기화된 GPR 데이터를 취득 당시의 GNSS/INS의 위치와 자세정보를 이용하여 지오레퍼런싱을 수행하는 소프트웨어를 개발하였다. 개활지와 비개활지로 구분하여 도로 현장에서 실험을 수행하였으며, LiDAR를 통해 취득되는 3D 포인트 클라우드 데이터를 통해서 지상의 도로와 주변 시설물을 육안으로 쉽게 확인할 수 있었다. 지오레퍼런싱된 GPR 데이터도 점군데이터와 함께 3D 뷰어로 볼 수 있었으며, 지하의 시설물의 위치를 GPR 데이터를 통해 쉽고 빠르게 확인할 수 있었다.