• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.253-264
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• 2018

GPS 라디오존데는 정밀 기상 센서와 GPS 위성 네트워크에서 생성된 데이터를 사용하여 풍선이 터질 때까지 상승하면서 종관 규모의 연직 관측을 수행하도록 설계되었다. GPS 라디오존데는 정밀한 온도, 습도 및 기압 센서를 내장하고 있다. GPS 라디오존데를 사용하여 2016년 3월 9일 18시부터 2016년 3월 12일 06시까지 서해의 세 섬에서 대기경계층을 집중관측하였고, 야간 안정층이 억제되고 오히려 야간 혼합층이 발달되는 사례를 조사하였다. 야간 혼합층은 3월 9일에 지표 열플럭스에 의해 발달된 반면에 3월 10일 혼합층 높이가 가장 높았던 21시에는 시어 생성이 가장 높았다. 난류운동에너지를 생산하는 수평 바람의 연직 층밀림과 표면 열플럭스가 야간에도 혼합층을 성장시키는 데 중요한 역할을 하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제25권4호
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• pp.425-434
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• 2008

평균온도식은 GPS 기상정보 산출에 핵심요소로서, GPS 기반 가강수량의 정확도 향상을 위해서는 지역형 평균온도식을 사용해야 한다. 이 연구에서는 Ha & Park(2008)에서 제안된 4가지 한국형 평균온도식인 HP, $HP_M,\;HPt_Y$, 그리고 $HPt_M$을 이용하여 각 모델이 GPS 가강수량 결정에 미치는 영향을 분석하였다. 정확도 검증을 위해 속초기상대의 라디오존데에서 관측된 가강수량과 비교하였다. 그 결과 GPS와 라디오존데의 가강수량은 4개 한국형 평균온도식 모두 유사한 경향을 보였으며, 대략 3mm수준의 편향과 3.6mm수준의 편향 제거 RMS가 산출되었다. 특히 지상기온 관측자료 없이 사용 가능한 $HPt_Y$과 $HPt_M$을 이용하여도 HP나 $HP_M$와 동일한 수준의 정확한 가강수량 산출이 가능하였다. 한편, 라디오존데 관측치에 존재하는 건조편향을 분석하기 위하여 속초기상대 라디오존데의 장비특성 및 관측시기에 따른 분석을 수행하였다. 결과 라디오존데 장비가 RS80-15L에서 GRS DFM-06으로 교체된 후 건조편향이 낮(KST 09시)과 밤(KST 21시)에 각각 18.2%와 16.1% 감소한 것으로 나타났다.

• 한국측량학회지
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• 제22권4호
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• pp.323-329
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• 2004

수증기는 지구 기후 변화를 관측하는데 있어서 가장 중요한 요소이며, 기상 예보 능력 향상을 위해 이용되고 있다. 그러나, 수증기 관측시 고가의 비용문제와 구조적인 이유로 정확하게 관측이 이루어지지 않고 있는 실정이다. PWV측정을 위한 GPS 기상학 기술은 현재 선진국을 중심으로 활발히 연구되고 있다. GPS 기상학의 주요 핵심은 가중 평균 온도식과 기상 데이터와 연관된 PWV 정확도에 있다. 본 연구에서는 2003년 1년 동안 국내에서 운용중인 라디오존데 관측소 6개소의 기상관측 데이터를 이용하여 선형 회귀 방법에 의한 우리나라에 적합한 가중 평균 온도식을 결정하였다. 새로운 한국형 가중 평균 온도식과 기존의 연구에 의한 가중 평균 온도식에 의하여 GPS 관측치와 라디오존데 관측치에 의한 PWV 정확도를 실험하였다.

• 한국측량학회지
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• 제27권5호
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• pp.535-544
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• 2009

GPS 위성으로부터의 신호는 위성과 지상의 수신기 사이의 경로에 걸쳐서 누적된 양의 수증기나 가강수량으로 복원하기 위해 이용되고 있다. GPS 위성 신호의 대류권 지연으로부터 가강수량으로 복원하기 위해서는 대류권의 총 지연량으로부터 실제 습윤 지연량을 계산하기 위하여 표면 기압 관측을 통해 결정된 실제 건조 지연량의 계산이 필요하다. 그러나 기압 정보를 얻기 위한 기압계가 모든 GPS 상시관측소와 동일한 지점에 위치하고 있지 않기 때문에 지상 기상 관측소로부터 획득한 해면 경정된 기압 정보를 이용하곤 한다. 이러한 기압의 직접 이용은 GPS를 이용한 수증기 복원 능력을 저하시키는 원인이 된다. 본 연구에서는 우리나라에 적합한 기압의 역해면 경정 보정 방안을 제시하고 이를 이용한 GPS 수증기의 정확도를 레디오존데 PWV와 평가하고 GPS로 추정한 수증기의 복원 능력의 개선 방안을 제시하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.151-156
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• 2021

지구 유체운동의 속력과 방향은 전자기파를 이용한 원격탐사 방법으로 측정된다. UHF 레이더와 GPS 존데를 이용하여 고도별 유체의 속도를 각각 오일러 측정 방법과 라그랑지 측정 방법으로 산출하였다. 대기의 운동 방향인 풍향은 바람이 불어오는 쪽으로 표시하고, 0° - 360°의 순환값을 사용하기 때문에 통계적 분석에 주의가 필요하다. 계산 조건의 설정에 따라 발생하는 오류를 제시하였고, 수정된 비교 결과의 정밀도는 400% 까지 향상하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제16권1호
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• pp.61-68
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• 1999

GPS신호는 대류권을 지나면서 지연된다. 대류권에서의 신호지연은 건조공기에 의한 건조지연과 수증기에 의한 습윤지역으로 분리할 수 있다. 본 연구에서는 ’98년 5월 한달동안 대전, 수원에서 관측된 GPS자료를 최소자승법으로 처리하여 천장방향에 대한 총 대류권 신호지연값을 얻어내었다. 건조지연값은 지상기압을 정확하게 관측하면 얻어지므로 총대류권 지연양에서 건조지연값을 빼주면 천장방향의 습윤지연값을 얻게된다. 천장 습윤지연값은 대류층의 수증기양과 직접적으로 연관됨으로 수증기량을 측정하였고 결과의 신빙성을 검증하기 위해 오산에서 관측된 라디오존데 자료를 이용하여 계산한 대류권 수증기량과 비교하여 보았다. 그 결과 오산에서 가까운 수원의 경우 수증기량의 변화 경향이 라디오존데의 그것과 대체로 일치하였고 표준편차 3.68mm의 정도의 정확도를 보였다.

• 한국지구과학회지
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• 제34권7호
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• pp.626-632
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• 2013

본 연구에서는 겨울철 특별관측기간(2012년 1월 5일에서 2월 29일)동안 강원지방기상청에 설치된 GPS 자료를 이용하여 가강수량을 산정하고 이를 라디오존데 가강수량 자료와 비교 분석하였다. GPS 자료를 후처리하기 위하여 Bernese 5.0 소프트웨어를 사용하였다. GANG 단독측위와 GANG, DAEJ의 비교적 짧은 거리의 두 지점만을 이용한 상대측위 결과에 따른 가강수량은 시간에 따른 변동폭이 크고 실제 환산된 가강수량에 비해 5배 정도 크게 나타났다. 이러한 대류권 절대 오차에 의한 오류를 제거하기 위한 방법으로 Xian Dao (BJFS), Ibaraki-ken (TSKB) 국제 IGS 사이트의 장거리 기선설정으로 GPS 후처리를 실시한 결과 라디오존데 관측값과 상관이 0.93, 평균편의오차가 0.67, 평균제곱근오차가 6.40 수준으로 나타났다. 또한 GPS 수신기 고도 차이로 발생할 수 있는 대류권 상대 오차를 제거하기위해 강원지방기상청과 아주 가까운 지점인 강릉 원주대학교에 설치된 GPS 자료를 추가하여 후처리한 결과 상관이 0.93, 평균편의오차가 0.61, 평균제곱근오차가 5.79로 보다 개선된 결과를 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6D호
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• pp.1033-1041
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• 2006

본 연구에서는 2006년 7월 10일경 한반도에 영향을 미친 태풍 에위니아가 진행하는 동안 GPS/MET 기술을 이용하여 한반도의 GPS 가강수량의 시공간적 변화량을 계산하였다. 22개소의 GPS 상시관측소를 이용하여 1시간 간격의 대류권의 건조지연량과 습윤 지연량을 산출하고 지상기상관측 정보를 이용하여 가강수량으로 환산하였다. 가강수량으로 환산하기 위하여 가중 평균 기온식은 기존의 한국형 가중 평균 기온식 결정 연구에서 제시된 식을 적용하였다. 보다 정확한 GPS 가강수량의 결정을 위하여 기압 정보를 역해면 경정하여 관측소 해발고도상의 기압으로 환산하여 적용하였다. 최종적으로 GPS 가강수량도를 작성하여 태풍 에위니아 진행 동안 MTSAT 수증기 영상 및 레이더 영상과 함께 시공간적 변화를 비교하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권4호
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• pp.555-566
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• 2009

한국천문연구원의 지상기반 GPS 수신기에서 산출된 가강수량을 수치예보모델 모사 결과로부터 획득된 가강수량과 비교하였다. 수치예보모델인 WRF(Weather Research and Forecasting)의 둥지격자에 대한 단시간 예보장이 비교자료로 사용되었다. 수치설험은 구름 미세물리 방안을 선택하면서 수행되었으며 비교기간은 2008년의 장마기간중 1개월이었다. GPS 관측 자료는 남한에 분포되어 있는 9개 관측소에서 2008년 6월부터 7월 사이의 1개월간 자료가 사용되었다. 대체적으로, WRF 모델은 GPS 관측 자료에 의해 산출된 가강수량의 시 공간적 변화와 상당히 잘 일치하였다. 상관계수는 모델 예보 시간이 증가함에 따라 감소되었으며 모델 해상도에 따른 가강수량 차이는 발견되지 않았다. 또한 라디오존데에서 산출된 가강수량을 이용하여 수치모델 가강 수량과 GPS 가강수량과의 비교분석을 수행하였다. 이러한 결과들은 시 공간적으로 고해상도인 GPS 관측 자료로부터 산출된 가강수량이 기상학적 적용에 유용함을 보여주고 있다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2009년도 한국우주과학회보 제18권2호
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• pp.41.3-41.3
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• 2009

우주측지 정밀도 향상을 위해 대류층 지연오차의 정확한 산출은 필수적이다. 한국천문연구원은 GPS 자료를 이용하여 대류층 지연오차 요인인 대기 중의 수증기량을 정확히 산출하는 연구를 수행하고 있다. 또한, 1999년부터 GPS 관측을 시작한 이래로 10년 이상의 연속 관측자료를 보유하고 있다. 이 연구에서는2000년부터 2008년까지 한국천문연구원의 GPS 상시관측소 5곳(서울, 대전, 목포, 밀양, 속초)의 GPS 가강수량을 산출하고 이들의 다년간 변화경향을 분석하였다. 산출된 GPS 가강수량을 라디오존데 관측값과 비교하여 신뢰도 검증하였다. 선형회귀방법을 통하여 GPS 가강수량에 대한 경향을 분석하면 관측 지역마다 기울기의 차는 있으나 전체적으로 시간이 지날수록 GPS 가강수량이 증가하는 경향을 보였다. 해당 기간동안 GPS 가강수량의 연간 변화량은 평균 0.20mm 증가하였고 목포의 경우 0.25mm로 가장 큰 변화량을 보였으며 서울이 0.16mm로 가장 작은 변화량을 보였다. 여름철 연간 변화량은 평균 0.32mm 증가하였고 겨울철은 평균 0.08mm 감소하였다. 일반적으로 기온이 상승하면 상대습도가 내려가 수증기의 증발이 활발해져 대기중의 수증기량이 증가한다. 최근 10년간 기상청의 기온은 매해 평균 $0.16^{\circ}C$씩 증가하였으며 대기 중의 수증기량과 직접적으로 연관되어 있는 GPS 가강수량의 변화 경향과 유사함을 확인하였다.