• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume I
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• pp.34-37
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• 2006

When tsunami waves propagate across open ocean they are steered by Coriolis force and refraction due to gentle gradients in the bathymetry on scales longer than the wavelength. When the wave encounters steep gradients at the edges of continental shelves and at the coast, the wave becomes non-linear and conservation of momentum produces squirts of surface current at the head of submerged canyons and in coastal bays. HF coastal ocean radar is well-conditioned to observe the current bursts at the edge of the continental shelf and give a warning of 40 minutes to 2 hours when the shelf is 50-200km wide. The period of tsunami waves is invariant over changes in bathymetry and is in the range 2-30 minutes. Wavelengths for tsunamis (in 500-3000 m depth) are in the range 8.5 to over 200 km and on a shelf where the depth is about 50 m (as in the Great Barrier Reef) the wavelengths are in the range 2.5 - 30 km. It is shown that the phased array HF ocean surface radar being deployed in the Great Barrier Reef (GBR) and operating in a routine way for mapping surface currents, can resolve surface current squirts from tsunamis in the wave period range 20-30 minutes and in the wavelength range greater than about 6 km. There is a trade-off between resolution of surface current speed and time resolution. If the radar is actively managed with automatic intervention during a tsunami alert period (triggered from the global seismic network) then it is estimated that the time resolution of the GBR radar may be reduced to about 2 minutes, which corresponds to a capability to detect tsunamis at the shelf edge in the period range 5-30 minutes. It is estimated that the lower limit of squirt velocity detection at the shelf edge would correspond to a tsunami with water elevation of less than 5 cm in the open ocean. This means that the GBR HF radar is well-conditioned for use as a monitor of small and medium scale tsunamis, and has the potential to contribute to the understanding of tsunami genesis research.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume II
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• pp.969-972
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• 2006

The long-range High-Frequency (HF) ocean radar system has observed surface velocity field in the upstream of the Kuroshio north of Ishigaki Island and east of Taiwan since 2001. Applying a new method to extract geostrophic velocity component from the HF surface velocity data with the aid of satellite-born wind data, time series of daily surface geostrophic velocity field has been determined. Despite limited width of the study area of the HF radar, analysis of the sea surface height anomaly determined from the satellite altimetry data in a wider area can provide estimated dates of arrival of mesoscale eddies in the study area of the HF radar. Variations of the Kuroshio position and strength are studied in detail for these cases of interaction with mesoscale eddy, although number of occurrence of direct interaction with the Kuroshio in the study area is not statistically enough. For example, when an anticyclonic eddy approaches to the Kuroshio, the Kuroshio axis is found tend to move northward, keeping away from the approaching eddy from the east.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.198-210
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• 2022

제주 남부 해협은 대마난류의 분기점으로써 한반도 해역 열염순환의 시작점이 되고 태풍, 쓰나미와 같은 해양 재해의 크기와 빈도에 영향을 미치며 유해생물이나 방사능 오염수가 들어오는 공급원이 되는 등 해양지리학적으로 매우 중요한 영향을 미친다. 따라서 이러한 해상재해 및 재난에 대하여 즉각적인 대응을 위해서는 준 실시간의 해양 관측이 필요하다. 그러나 다른 해협에 비하여 제주 남부의 경우 이러한 해상관측이 부족하며 이로 인해 연구결과 또한 저조한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 제주 북부에서의 고주파 레이더 설치 경험을 활용하여 제주 남부에서 레이더 관측에 적합한 지역을 산정하고 고주파 레이더를 설치하여 관측을 진행하였다. 이를 통해 제주 남부해협의 광역 표층해류장을 산출하고 APM(Antenna Pattern Measurement)과 FOL(First Order Line)을 통한 후처리 및 자료 개선을 진행하였으며 이에 대해 실측자료를 활용한 비교분석을 진행하였다. 그 결과 상관계수에서 0.4~0.7, RMSE(Root Mean Square Error) 약 1~19 cm/s의 개선 결과를 보였다. 이러한 고주파레이더 관측결과는 자료 개방 네트워크 구축을 통해 차후에 태풍 대응, 수치모델 검증, 광역 파랑자료의 활용, 해양 수색 구조와 같은 국내 현안 문제를 해결하는데 도움을 줄 것이다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2004년도 Proceedings of ISRS 2004
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• pp.184-187
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• 2004

Three HF ocean radar stations were installed at the Soya Strait in the Sea of Okhotsk in order to monitor the Soya Warm Current. Frequency of the HF radar is 13.9 MHz, and range and azimuth resolutions are 3 km and 5 deg., respectively. Surface current velocity observed by the radars shows good agreement with drifting buoy and shipboard ADCP observations. The velocity of Soya Warm Current reaches its maximum, which is about 1 m/s, in summer, and becomes weak in winter. The surface transport across the strait shows a significant correlation with the sea level difference along the strait.

• 전자공학회논문지
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• 제54권5호
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• pp.90-96
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• 2017

낮은 비용으로 넓은 관측 범위를 갖는다는 장점으로 최근 해양 감시 시스템 개발을 위해 HF 레이더를 이용한 선박 검출 및 추적 연구가 수행되고 있다. HF 레이더를 이용한 해양 감시를 위해 수많은 선박 관측과 추적 알고리즘이 개발되었지만, 각 연구에 사용된 데이터는 선박의 이동 경로와 크기 등 대상 선박에 대한 조건이 다르기 때문에 동등한 조건에서 그 성능을 비교할 수 없다. 본 논문에서는 선박 크기와 이동 경로에 따른 데이터를 생성할 수 있는 콤팩트 HF 레이더 기반 데이터 생성 시뮬레이터를 제안한다. 이를 통해 생성된 데이터를 이용하면 동일한 선박 조건에서 성능 비교가 가능할 것이다. 실험에서는 제안하는 시뮬레이터에서 생성된 데이터와 SeaSonde HF 레이더 사이트에서 실제 관측된 데이터를 비교하였다. 비교 결과, 제안하는 시뮬레이터를 사용하여 생성된 데이터와 실제 환경에서 획득된 데이터가 유사함을 확인할 수 있었다. 그러므로 선박의 크기 및 이동 경로에 따라 생성된 시뮬레이션 데이터를 사용함으로써, 알고리즘의 검출 및 추적 성능을 각각 비교, 분석 할 수 있을 것이다.

• Ocean and Polar Research
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• 제34권4호
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• pp.453-462
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• 2012

Ocean surface current data in Korea was collected using sets of High-Frequency Ocean Surface Radars (HFOSRs) with 25 radial sites in the frequency range of 5~43 MHz. Site selection and the correct installation of HFOSR are very important considerations in order to secure continuous and reliable results. The installation procedures of HFOSR are summarized as follows: 1. Survey area selection; 2. Investigation of ambient radio waves and installation environment; 3. Domestic license of radio station; 4. Installation of antenna and housing of electrical and communication devices. The current work describes the entire processes of HFOSR installation within Korea.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권2_2호
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• pp.379-399
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• 2020

불법 선박 탐지는 해양 감시 체계 구축에서 중요한 요소 중 하나이다. 효과적인 해양 감시를 위해서는 광역적이고 지속적인 해상 감시 수단이 요구된다. 본 연구에서는 인공위성 SAR, HF 레이더, 무인기 그리고 AIS 통합 기반의 선박탐지 모니터링을 가능성을 검토하였다. 각 플랫폼별 시·공간 관측 특성을 고려하여 선박감시 시나리오는 HF 레이더 자료와 AIS 자료를 이용한 상시감시 시스템과 인공위성과 무인기를 활용한 이벤트 감시 시스템으로 구성되었다. 상시감시 시스템은 아직까지 HF 레이더 자료의 낮은 공간해상도로 인한 탐지 가능 선박크기 제한 및 정확도의 한계가 있다. 그러나, 인공위성 SAR 자료를 사용한 이벤트 감시 시스템은 추출된 선박 위치와 AIS 자료를 이용한 불법 선박 탐지, 그리고 SAR 영상에서 추출된 선박속도, 이동방향에 대한 정보 또는 HF 레이더 자료를 이용한 선박 트래킹 정보는 무인기 감시체계로의 전환에 주요한 정보로 활용될 수 있다. 시나리오 구성을 위한 실험을 위해 2019년 6월 25일부터 6월 26일까지 2일간 충청남도 서천군 홍원항 서측에 위치한 연도를 중심으로 통합 현장 실험을 수행하였다. 이로부터 KOMPSAT-5 SAR 영상, 무인기 영상, HF 레이더 자료 및 AIS 자료가 성공적으로 수집되었고 각각 개발된 알고리즘을 적용하여 분석되었다. 개발된 선박감시 모니터링 시스템은 다중 플랫폼으로부터 수집된 자료 및 분석 결과의 가시화 뿐만 아니라 추후 상시 및 이벤트 선박감시 시나리오를 구현에 기반이 될 것이다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.437-445
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• 2010

전 세계적으로 환경, 해양, 기상, 기후, 해상 및 재난예방을 지원하기 위한 해수면 조사를 위하여 해양레이더를 운용하고 있으며, 국내에서도 해양유출유와 방조제 유출수 조사 및 해상안전사고 예방을 위하여 13, 25, 42 MHz 대역의 레이더를 6개 지역에서 운용하고 있다. 그러나 측정단파대역을 이용하는 해양레이더는 실험국으로 허가받아 관리되어지고 있으며, 오늘날 주파수 분배가 논의 되고 있다. 해양레이더 주파수 분배를 위한 조사에 의하면 3~50 MHz의 국내 전파환경은 20 MHz 이상의 대역에서 레이더운용에 문제가 없으나 13 MHz를 제외한 20 MHz 이하대역은 사용검토가 필요하다. 국내 사용자는 해양레이더의 운용과 자료처리 기법에 국내의 주파수 환경을 충분히 고려해야 한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.109-120
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• 2023

광해역의 표층 해수유동을 준 실시간으로 측정하는 장비인 해양 고주파 레이다(High Frequency Radar, HFR)는 특정 전파대역(HF)의 주파수를 해수면으로 발사하고 후방으로 산란된 전파를 분석하여 표층 유속 벡터를 측정한다(Crombie, 1955; Barrick, 1972). 본 연구에서 사용되는 Codar사의 Seasonde HF radar의 경우, 무지향성 안테나에서 송·수신한 전파의 브래그 피크(Bragg peak)의 강도와 다중신호분류(Mutiple Signal Classification, MUSIC) 알고리즘을 통하여 방사형 해류(Radial Vector)의 속도와 위치를 결정하게 된다. 이때 생산된 해류는 관측 전파 수신 환경의 특성이 고려되지 않은 이상적인 전파환경(Ideal Pattern)이 적용된 자료로써 이를 보정하기 위하여 안테나 패턴 측정(Antenna Pattern Measurement, APM)을 시행하여 보정된 방사해류장(Measured Radial Vector)을 계산하게 된다. APM의 관측원리는 안테나로부터 수신되는 각 위치별 신호 강도값을 측정하여 해류의 위치 및 위상 정보를 수정하는 것으로 일반적으로 선박에 안테나를 설치하여 실험을 진행한다. 하지만 선박을 활용할 시, 기상조건과 해양 상황 등 다양한 환경에 의해 최적의 APM 결과를 산출하기까지 많은 제약이 따른다. 따라서 APM 실험에 대하여 해상 상황에 대한 의존도를 낮추고 경제적인 효율성을 높이기 위하여 무인항공기인 드론을 이용한 APM 활용 가능성을 검토하였다. 본 연구에서는 전남 완도군 당사리 당사도등대에 설치된 고주파레이다를 활용하여 선박을 활용한 APM 실험과 드론을 활용한 APM 실험을 진행하였으며 선박과 드론으로 관측된 결과가 적용된 방사형 해류와 계류된 고정부이를 활용하여 그 결과를 비교 분석하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제29권1호
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• pp.11-20
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• 2013

인공위성 Synthetic Aperture Radar(SAR)는 물리해양학적 현상을 정량적으로 관측하는데 가장 유용한 도구 중의 하나이다. SAR의 도플러 편이(Doppler shift) 현상은 센서와 해양표면 유체와의 상대적인 움직임 차이로 인해 발생될 수 있다. 따라서, 단 채널 SAR 원시자료에 기록된 도플러 정보는 해양의 유체 이동속도를 추정하는데 유용하다. 유체의 이동속도는 측정된 도플러 중심주파수(estimated Doppler centroid)와 예측된 도플러 중심주파수(predicted Doppler centroid) 사이의 차이를 측정함으로써 계산될 수 있다. 예측된 도플러 중심주파수는 표적이 움직이지 않는다고 가정했을 때의 중심주파수로서 위성의 궤도, 시선 각, 자세 등과 같은 기하모델을 통해 계산될 수 있고, 측정된 도플러 중심주파수는 실제 SAR 촬영시 표적의 움직임에 해당하는 도플러 중심주파수로서 원시자료에 기록된 정보를 이용하고 평균상관계수법(Average Cross Correlation Coefficient; ACCC)을 적용하여 추출될 수 있다. 이렇게 추출된 도플러 속도에서 브래그 공명을 일으키는 표면 장력파의 위상속도를 제거하여 좀더 정밀한 표층 해류의 속도를 추출하였다. 이러한 기법들을 동해를 촬영한 Envisat ASAR 원시자료에 적용하였으며, 추출된 해류속도를 HF-radar에서 관측한 해류속도와 비교하였다.