• 천문학논총
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• 제15권spc2호
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• pp.1-13
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• 2000

Through the coupling between the near-earth space environment and the polar ionosphere via geomagnetic field lines, the variations occurred in the magnetosphere are transferred to the polar region. According to recent studies, however, the polar ionosphere reacts not only passively to such variations, but also plays active roles in modifying the near-earth space environment. So the study of the polar ionosphere in terms of geomagnetic disturbance becomes one of the major elements in space weather research. Although it is an indirect method, ground magnetic disturbance data can be used in estimating the ionospheric current distribution. By employing a realistic ionospheric conductivity model, it is further possible to obtain the distributions of electric potential, field-aligned current, Joule heating rate and energy injection rate associated with precipitating auroral particles and their energy spectra in a global scale with a high time resolution. Considering that the ground magnetic disturbances are recorded simultaneously over the entire polar region wherever magnetic station is located, we are able to separate temporal disturbances from spatial ones. On the other hand, satellite measurements are indispensible in the space weather research, since they provide us with in situ measurements. Unfortunately it is not easy to separate temporal variations from spatial ones specifically measured by a single satellite. To demonstrate the usefulness of ground magnetic disturbance data in space weather research, various ionospheric quantities are calculated through the KRM method, one of the magneto gram inversion methods. In particular, we attempt to show how these quantities depend on the ionospheric conductivity model employed.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제34권1호
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• pp.7-17
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• 2017

In South Korea, there are about 80 Global Positioning System (GPS) monitoring stations providing total electron content (TEC) every 10 min, which can be accessed through Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI) for scientific use. We applied the computerized ionospheric tomography (CIT) algorithm to the TEC dataset from this GPS network for monitoring the regional ionosphere over South Korea. The algorithm utilizes multiplicative algebraic reconstruction technique (MART) with an initial condition of the latest International Reference Ionosphere-2016 model (IRI-2016). In order to reduce the number of unknown variables, the vertical profiles of electron density are expressed with a linear combination of empirical orthonormal functions (EOFs) that were derived from the IRI empirical profiles. Although the number of receiver sites is much smaller than that of Japan, the CIT algorithm yielded reasonable structure of the ionosphere over South Korea. We verified the CIT results with NmF2 from ionosondes in Icheon and Jeju and also with GPS TEC at the center of South Korea. In addition, the total time required for CIT calculation was only about 5 min, enabling the exploration of the vertical ionospheric structure in near real time.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제9권1호
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• pp.69-88
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• 1992

전파 전파에 있어서 전리층의 영향은 산란, 감쇄, 각오차, 위치오차, 및 시간 지연등이다. 적당한 전리층 조건 아래서 하전입자는 전파로 부터 에너지르 뺏어 전파 감쇄의 원인이 되게 한다. 또한 전자밀도가 균일하지 않은 경로를 따라 전파가 전파되는 경우, 전파 방향, 위치, 전파 시간등에 변화가 생기게 된다. 본 논문에서는 1985년 1월 부터 1989년 10월까지 전파연구소에서 관측된 국내 전리층 관측자료를 토대로 Chapman법칙에 따른 전리층 모델을 정립 하였으며, 이로부터 전파 전파에 있어서 각 오차, 위치 오차, 시간 지연, 및 감쇄등을 주파수와 위성의 고도에 따라 고찰하여 보았다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.1
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• pp.361-365
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• 2006

High ionospheric spatial gradient during ionospheric storm is most concern for the landing approach with GNSS (Global Navigation Satellite System) augmentation systems. In case of the GBAS (Ground-Based Augmentation System), the ionospheric storm causes sudden increase of the ionospheric delay difference between a ground facility and a user (aircraft), and the aircraft position error increases significantly. Since the ionosphere behavior and the storm effect depend on geographic location, understanding the ionospheric storm behavior at specific regional area is crucial for the GNSS augmentation system development and implementation. Korea Aerospace Research Institute and collaborating universities have been developing an integrity monitoring test bed for GBAS research and for future regional augmentation system development. By using the dense GPS (Global Positioning System) networks in Korea, a regional ionosphere map is constructed for finding detailed aspect of the ionosphere variation. Preliminary analysis on the ionospheric gradient variation during a recent storm period is performed and the results are discussed.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제37권2호
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• pp.143-156
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• 2020

Korea Polar Research Institute (KOPRI) installed an ionospheric sounding radar system called Vertical Incidence Pulsed Ionospheric Radar (VIPIR) at Jang Bogo Station (JBS) in 2015 in order to routinely monitor the state of the ionosphere in the auroral oval and polar cap regions. Since 2017, after two-year test operation, it has been continuously operated to produce various ionospheric parameters. In this article, we will introduce the characteristics of the JBS-VIPIR observations and possible applications of the data for the study on the polar ionosphere. The JBS-VIPIR utilizes a log periodic transmit antenna that transmits 0.5-25 MHz radio waves, and a receiving array of 8 dipole antennas. It is operated in the Dynasonde B-mode pulse scheme and utilizes the 3-D inversion program, called NeXtYZ, for the data acquisition and processing, instead of the conventional 1-D inversion procedure as used in the most of digisonde observations. The JBS-VIPIR outputs include the height profiles of the electron density, ionospheric tilts, and ion drifts with a 2-minute temporal resolution in the bottomside ionosphere. With these observations, possible research applications will be briefly described in combination with other observations for the aurora, the neutral atmosphere and the magnetosphere simultaneously conducted at JBS.

• 한국측량학회지
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• 제24권2호
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• pp.167-173
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• 2006

전리층은 안테나에서 수신되는 GPS 신호에 가장 큰 오차를 유발시킨다. 이중 주파수(L1,L2)를 모두 사용하는 수신기는 두 주파수의 선형조합을 통해 전리층의 오차를 효율적으로 제거할 수 있지만, 단일 주파수 수신기(L1)는 전리층 모델을 이용하여 오차를 계산해야 한다. 본 연구에서는 한국천문연구원에서 운영하는 9개의 GPS 기준국 망 데이터를 이용하여 위 경도 각각 $1^{\circ}{\times}1^{\circ}$의 공간 해상도를 갖는 격자 기반의 새로운 전리층 모델을 개발하였고, 매 관측 시간대별로 한반도 상공의 총전자수(Total Electron Contents, TEC)를 계산하였다. 기존의 Klobuchar 모델과 새롭게 개발된 KASI 전리층 모델에 의한 측위 결과를 서로 비교하였고, 전리층의 총전자수 변화에 따른 모델의 정밀도를 제시하였다.

• 과학교육연구지
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• 제34권2호
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• pp.432-439
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• 2010

이 연구의 목적은 전파가 전리층에서 반사되는 원리를 이해하고, 우주환경 변화가 전파 통신에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 연구를 위하여 SID모니터를 설치하고, 안테나를 제작하였다. SID 모니터로 일본 Evino에서 송신하는 22.2kHz 전파를 수신하였다. 수신된 전파의 세기를 이용하여 전리층 D층의 상태를 분석하였다. 결과를 요약하면 다음과 같다. 저주파 통신은 규칙적인 일변화를 가지고 상태가 변하게 된다. D층의 생성, 소멸과 관련하여 저주파 통신은 일몰과 일출 직후 전파의 세기가 약해지는 현상이 나타난다. 태양의 남중고도에 따라 낮 시간 전파의 세기가 변하는 것을 관찰했다. 밤에는 D층이 사라져 매우 불규칙한 변화를 보인다. 전리층은 계절적인 변화를 비롯하여, 여러 요인에 의해 변하는 것으로 생각되며 보다 자세한 변화 과정을 이해하기 위해서는 긴 시간 동안의 전파 관측이 필요하다.

• 항공우주기술
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• 제12권1호
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• pp.94-104
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• 2013

태양계 내에서 지구와 가장 흡사한 환경을 가진 화성은 향후 인류의 정착을 목적으로 이에 필요한 화성 환경 연구가 꾸준히 이루어지고 있다. 낮 시간 화성 전리층은 전파의 반사를 통해 착륙선과 로버의 지상-지상 통신에 활용될 수 있다. 또한 화성 전리층 정보는 화성의 물 및 대기 진화와 연관된 정보를 제공한다. 이런 정보들은 전파통신 및 기후 연구에 활용된다. 화성 전리층은 화성탐사 초기의 Mariner, Mars, Viking 시리즈와 최근의 Mars Global Surveyor의 전파엄폐 방식으로 주로 관측되었으며 Mars Express에는 전파엄폐방식 기기 외에도 저주파 레이더, 플라즈마 분석기가 탑재되었고 Viking Lander의 현장측정 자료가 활용되어 왔다. 본 연구는 국내 우주탐사 기반기술 확보를 위해 탐사선 통신에 영향을 줄 화성 전리층의 관측기기 선정에 대비하여 해외사례를 분석하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제30권3호
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• pp.207-212
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• 2013

Ionosphere is one of the largest error sources when the navigational signals produced by Global Positioning System (GPS) satellites are transmitted. Therefore it is very important to estimate total electron contents (TEC) in ionosphere precisely for navigation, precise positioning and some other applications. When we provide ionospheric TEC values in real-time, its application can be expanded to other areas. In this study we have used data obtained from nine Global Navigation Satellite System (GNSS) reference stations which have been operated by Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI) to detect ionospheric TEC over South Korea in real-time. We performed data processing that covers converting 1Hz raw data delivered from GNSS reference stations to Receiver INdependent Exchange (RINEX) format files at intervals of 5 minutes. We also analyzed the elevation angles of GPS satellites, vertical TEC (VTEC) values and their changes.

• 천문학논총
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• 제15권spc2호
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• pp.37-44
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• 2000

Two different types of plasma probes have been developed and are currently in operation on board the KOMPSAT-l. One is the cylindrical Langmuir Probe (LP) that measures the electron density and temperature from its current-voltage characteristics in thermal plasmas, and the other is the Electron Temperature Sensor (ETS) which directly gives the information of the ambient electron temperatures. These plasma probes provide the electron properties of the local nighttime ionosphere at the KOMPSAT-l altitudes. In this paper we briefly describe the probes and the initial results obtained from these probes since the beginning of their normal operation in April, 2000.