• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.24 no.3
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• pp.299-309
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• 2013

A comprehensive SAR(Synthetic Aperture Radar) simulation is considered to be a complicated task since a full knowledge of the signal propagation characteristics, antenna pattern, system internal errors and interference noises should be taken into account. In high resolution target application modes, the time varying nature of target RCS(Radar Cross Section) strongly affects the generated SAR images. In this paper, in-depth SAR simulations are performed and analyzed incorporating the STK tools and MATLAB software. STK provides realistic orbit parameters while its radar module helps to extract accurate radiometric parameters of ground targets. SAR raw data corresponding to a given target is generated and processed using MATLAB simulator. The performance is measured by PSLR(Peak Sidelobe Ratio) and ISLR(Integrated Sidelobe Ratio) for a point target, which can be used as reference parameters for accurate radiometric calibration. Finally, high resolution target simulations are performed by adopting time varying target RCS characteristics.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.19 no.6
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• pp.663-668
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• 2008

Recently, World Radio Conference(WRC)-2007 approved the ultrawide bandwidth of 500 MHz for the use of spaceborne synthetic aperture radar in X-band for the EESS(Earth Exploration Satellite Service) in order to improve the SAR imaging resolution. It is concerned about the interference impact from the spaceborne SAR that may cause to most of ground radars due to the extended ultra wideband. In this paper, in order to predict the interference impact of the ground-based radar from the spaceborne radar, radar interference model is presented using radar characteristic parameters by taking into account the operating environments of the spaceborne and ground based radar in the time, space, and spectrum domains. Using the spaceborne SAR model of TerraSAR-X and ground radar model of meteorological radar recommended by ITU-R, the interference impact was assessed through the computer simulation to see the possible interference impact of the ground based radar operating in the Korean peninsula.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.359-359
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• 2023

최근 기후변화로 인한 홍수 및 가뭄과 같은 자연재해가 증가함에 따라 이를 선제적으로 탐지 및 예방할 수 있는 해결책에 대한 필요성이 증가하고 있다. 이러한 수재해를 예방하기 위해서 하천, 저수지 등 가용수자원의 지속적인 모니터링은 필수적이다. SAR 위성 영상의 경우 주야간 및 기상상황에 상관없이 지속적인 수체 탐지가 가능하다. 일반적으로 SAR 기반 수체 탐지 시 송수신 방향이 동일한 편파(co-polarized) 영상을 사용한다. 하지만 co-polarized 영상의 경우 바람 및 강우에 민감하게 반응하여 수체 미탐지의 가능성이 존재한다. 한편 송수신 방향이 서로 다른 편파(cross-polarized) 영상은 강우 및 바람의 영향에 민감하지 않지만 식생에 민감하게 반응하여 수체의 오탐지율이 높다는 단점이 존재한다. 이에 SAR 영상의 편파 특성에 따라 수체 탐지의 정확도 차이가 발생하여 최적의 편파 영상 조합을 구성하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 Sentinel-1 SAR 위성의 VV, VH, VV+VH 편파 영상과 머신러닝 알고리즘 중 하나인 SVM (support vector machine)을 활용하여 수체탐지를 수행하였다. 편파 영상 조합별 수체 탐지 결과의 검증을 위하여 혼동행렬 (confusion matrix) 기반 평가지수를 사용하였다. 각각의 수체탐지 결과의 비교 및 분석을 통하여 SAR 기반 수체 탐지를 위한 최적의 밴드 조합을 도출하였다. 본 연구결과를 바탕으로 차후 높은 시공간 해상도를 가진 SAR 영상의 활용이 가능하다면 수재해 및 수자원 관리의 효율성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.23 no.10
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• pp.1204-1211
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• 2012

Measurement and analysis results of the extracted radiation-patterns from the field-experiments which were conducted to acquire the generic technology for calibration and validation of the satellite SAR system(Synthetic Aperture Radar) are presented in this study. Prototype of active transponder is adjustable within maximum 63.1 dBsm of RCS (Radar Cross Section) and includes the receiving-function with external receiver. To increase an accuracy of these field experiments, we repetitively measured satellite SAR systems of the same operating mode(i.e., COSMO-SkyMed No. 2 & 3, hh-pol., strip-map himage mode, 3 m resolution). Then, the reliability of experimental results was cross-checked through analysis of the RCS of active transponder on SAR image. The property of azimuth radiation patterns of satellite SAR system extracted from them has $0.352^{\circ}$ of HPBW(half-power beamwidth), $0.691^{\circ}$ of FNBW(first-null beamwidth), and 11.17 dB of PSLR(peak to side lobe ratio), respectively.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.102-102
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• 2019

토양수분은 수문 및 기상 현상의 주요 요인으로 가뭄, 홍수 및 범람과 같은 자연 재해와 관련이 깊은 인자이다. 이러한 토양수분의 관측 기술 중 위성 데이터를 활용한 원격탐사 기술은 광범위한 지역의 관측이 용이하고 지점이 아닌 공간 데이터를 제공하는 장점을 지니고 있어 토양수분의 관측에 유리하다. 특히 높은 해상도의 위성기반 토양수분 데이터는 토양수분의 변동성이 큰 지역의 수문, 기상학적 현상을 보다 자세히 분석할 수 있게 해주며 가뭄 및 범람과 같은 수자원 관련 재해를 정확하게 분석하는데 요구된다. 이로 인해 최근 Sentinel-1 위성에서 운용중인 Synthetic Aperture Radar(SAR) 데이터를 이용한 매우 높은 공간해상도(10m~1km)를 지니고 있는 토양수분데이터 생산에 관한 연구가 세계적으로 활발히 진행되고 있다. 그러나 국내에서는 Sentinel-1 위성을 이용한 토양수분 데이터 복원에 관한 연구가 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 파주 감악산 설마천 유역에서의 Sentinel-1 위성의 SAR 데이터를 이용한 고해상도 토양수분 데이터를 복원하고자 한다. 파주 설마천 유역은 감악산 일대로 경사가 심하고 식생이 두터운 산악지형이다. SAR를 이용하여 산지에서 신뢰성 있는 토양수분 자료를 복원하기 위해서는 가장 큰 오차의 원인으로 작용하는 경사와 식생을 고려하여야 한다. 먼저 표면 경사의 영향의 경우 SAR 센서의 레이더 입사각과 수치 표고 모델을 이용하여 고려하고자 한다. 다음 과정으로 표면 경사가 고려된 Sentinel-1 데이터의 후방산란계수와 Landsat-8 데이터 및 지점 토양수분 데이터를 이용하여 식생에 따른 후방산란계수의 거동을 Water Cloud Model을 이용하여 분석하였다. Water Cloud Model은 토양위의 식생의 수분이 후방산란계수에 혼동을 주는 구름과 같이 작용한다고 가정하고 식생수분을 후방산란계수와 레이더 입사각 및 식생지수를 통해 계산하는 모델이며 이를 이용하여 토양수분 복원에 있어 식생의 영향을 제거하고자 하였다. 이를 통해 식생과 표면 경사를 고려하여 복원된 토양수분 데이터를 설마천 유역의 지점 데이터와 비교 분석하고 다른 위성기반 토양수분 데이터 및 강우 데이터를 이용하여 평가하였다. 본 연구결과를 통해 한반도 산지에서의 SAR 데이터를 이용한 토양수분 복원 기술의 기초가 마련될 것이며 이를 통해 산지가 대부분인 한반도의 토양수분 거동을 이해하는데 유용한 자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구 이후에는 연구결과분석을 통한 산지에서의 고해상도 토양수분 복원 알고리즘을 분석, 보완하고 한반도에서의 SAR 기반 토양수분 데이터의 정확도를 높이는 연구가 진행되어야 할 것이다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.56 no.8
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• pp.497-508
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• 2023

Agricultural reservoirs are crucial structures for water resources monitoring especially in Korea where the resources are seasonally unevenly distributed. Optical and Synthetic Aperture Radar (SAR) satellites, being utilized as tools for monitoring the reservoirs, have unique limitations in that optical sensors are sensitive to weather conditions and SAR sensors are sensitive to noises and multiple scattering over dense vegetations. In this study, we tried to improve water body detection accuracy through optical-SAR data fusion, and quantitatively analyze the complementary effects. We first detected water bodies at Edong, Cheontae reservoir using the Compact Advanced Satellite 500(CAS500), Kompsat-3/3A, and Sentinel-2 derived Normalized Difference Water Index (NDWI), and SAR backscattering coefficient from Sentinel-1 by K-means clustering technique. After that, the improvements in accuracies were analyzed by applying K-means clustering to the 2-D grid space consists of NDWI and SAR. Kompsat-3/3A was found to have the best accuracy (0.98 at both reservoirs), followed by Sentinel-2(0.83 at Edong, 0.97 at Cheontae), Sentinel-1(both 0.93), and CAS500(0.69, 0.78). By applying K-means clustering to the 2-D space at Cheontae reservoir, accuracy of CAS500 was improved around 22%(resulting accuracy: 0.95) with improve in precision (85%) and degradation in recall (14%). Precision of Kompsat-3A (Sentinel-2) was improved 3%(5%), and recall was degraded 4%(7%). More precise water resources monitoring is expected to be possible with developments of high-resolution SAR satellites including CAS500-5, developments of image fusion and water body detection techniques.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.21 no.6
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• pp.483-491
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• 2005

SAR signal processing technique has been considered a crucial technical part in order to generate an image from radar signal data and ADD (Agency for Defense Development) has focused on this area for years to develope our own SAR Processor for various SAR systems (Radarsat, ERS, KOMSAR). In this paper, we investigated major techniques related to generation of SAR images and developed ASPR (ADD SAR Processor for Radarsat) practically using the commercial Radarsat-1 radar signal data (RAW). We demonstrated the performance of the ASPR in comparison with the image generated by MDA and Vexcel's SAR Processor (FOCUS).

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.409-409
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• 2023

하천 수위는 합리적인 수자원의 이용 및 관리를 위해 반드시 필요한 수문 자료이다. 우리나라에서는 수위 측정을 위해 유역 내에 관측소를 설치하여 장비 또는 인력을 통해 수위를 측정하고 있다. 하지만, 많은 관측소를 운영하고 관리하기에는 예산과 인력이 소모되는 한계가 있다. 위성 영상을 통한 시계열 분석은 전지구적 모니터링과 관측 분야에 중요한 역할을 수행할 것으로 기대되고 있으며, 특히 위성 영상자료를 활용한 수자원 분야 연구가 활발히 진행되고 있다. 위성 영상을 활용하여 수면적을 감지하고 수위와 유량을 판별하는 많은 연구가 진행되었지만, 하천 하상의 경사와 단면 형태에 따라 수면적이 변하여 정량적인 수위 추정에는 한계가 존재한다. 본 연구에서는 Sentinel-1의 SAR 영상과 InSAR 기법을 통해 낙동강 유역의 홍수 전후의 하천 수위 변화를 분석하였다. Sentinel-1 IW 모드의 Single Look Complex(SLC) 영상 12장과 ESA 영상 처리 툴인 SNAP을 활용하여 VV(Vertical-Vertical) 데이터의 간섭을 통해 센티미터(cm) 단위지표 변화에 따른 수위 변위를 분석하였다. 위성 영상을 통해 추출한 수위 변위와 계측 수위 및 단면 자료의 정합성을 비교한 결과, 제방과 수체 경계면 식생과 하상 세굴로 인한 오차로 정량적이 수위의 정합성에는 한계가 존재하였지만, 수위의 정량적인 변동성을 확인할 수 있었으며, 수위 변화의 반응속도를 판별할 수 있었다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC
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• v.39 no.3
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• pp.117-124
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• 2002

A high speed data link capability is one of the critical factors in determining the performance of the spaceborne SAR system with high resolution because of the strict requirement for the real-time data transmission of the massive SAR data in a limited time of mission. In this paper, based on the data link model characterized by the spaceborne small SAR system, the high rate multi-channel data link module is designed including link storage, link processor, transmitter, and wide-angle antenna. The design results are presented with the performance analysis on the data link budget as well as the multi-mode data rate in association with the SAR imaging mode of operation from high resolution to the wide swath. The designed data link module can be effectively used for the spaceborne and airborne applications which requires to expand the high speed data link capability.

• Journal of Satellite, Information and Communications
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• v.2 no.1
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• pp.35-40
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• 2007

COSPAS-SARSAT is the search and rescue system for providing a distress alarm and a position identification using an international satellite and ground facilities. Aviators, mariners and land users worldwide are equipped with COSPAS-SARSAT distress beacons, which could help save their in emergency situations anywhere in the world. As the existing COSPAS-SARSAT system is generally operated by LEO(Low-altitude Earth Orbit) Satellite System, the time from the distress beacon to the rescue is more than 1 hour with average and the accuracy of the distress location is about 5 Km. Therefore, in order to overcome this problem, the development for the next generation SAR(search and rescue) system which uses the MEO(middle-altitude Earth Orbit) satellites is going on the Galileo project. EU is developing this project for the full operation capability in 2011, and this project will have SAR payloads and support to the Search and Rescue service-herein called SAR/Galileo. SAR/Galileo will have the performance of a few meter accuracy, within 10 minutes to rescue from reception of distress messages, and Return Link Service(from the SAR operator to the distress emitting beacon), thereby facilitating more efficient rescue operations and helping to reduce the rate of false alerts. As the disaster is larger every year, the ground station, MEOLUT for next generation ASR/Galileo is urgently needed for the lifesaving for the larger disaster, the research for beacon and the ground station such as MEOLUT for introducing the next generation SAR/Galileo in Korea is very timely and is important. This paper presents the procedures and the strategies for the participation, the area to develop reasonably, and the propulsion organization for developing the SAR/Galileo ground system in Korea.