• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제24권2호
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• pp.125-134
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• 2007

이 연구에서는 태양 및 지자기 활동에 의해 발생한 우주환경변화가 우리나라 위성인 아리랑위성1호(KOMPSAT-1)의 궤도에 미치는 영향을 분석하였다. 인공위성의 궤도변화는 정상적인 상태에서도 자연적인 섭동에 의해 지속적으로 발생하지만, 거대한 태양폭발에 의한 지구 주변 우주환경이 급격히 변화할 때 고층대기의 밀도변화로 인해 크게 발생한다. 특히 이러한 현상은 아리랑위성 1호와 같이 저궤도 상에서 운영되는 위성에 직접적인 영향을 미친다. 이 때, 태양활동에 의한 지구 주변 우주환경의 변화는 크게 두 가지로 구분할 수 있다. 하나는 태양 플레어 (Flare)가 폭발했을 때 고에너지 복사(Radiation)로 인해 지구 고층대기가 가열되어 팽창하고 이런 결과로 고층대기에 있는 중성입자밀도가 급격히 증가하는 것이다. 다른 하나는 코로나 물질 방출(Coronal Mass Ejections) 등에 의해 발생한 지자기폭풍기간 동안 플라즈마 대류와 입자들의 하강으로 전기장이 강해져 상당량의 줄가열(Joule heating)과 하강입자가열(precipitating particle heating)이 발생하고 이로 인해 중성입자밀도가 증가하는 것이다. 두 가지 원인에 대한 영향을 구분하여 알아보기 위해, 우리는 태양 및 지자기 자료를 면밀히 분석하여 2001년에서 2002년 동안 5개의 기간을 선정하였다. 그 결과 위성의 대기저항가속도는 태양의 극자외선(Extreme Ultra-Violet)의 증가와 함께 약 하루 정도의 시간 지연을 가지고 유사하게 변화하고 있음을 확인하였다(R=0.92). 그리고 지자기폭풍이 발생한 기간동안 대기저항가속도는 지자기폭풍에 의한 Dst 변화와 상당히 유사하게 그리고 거의 동시에 급격히 변화하는 것을 확인하였다. 마지막으로 우리는 위성의 대기저항가속도의 변화는 전반적으로는 오랜 기간 동안 고에너지 복사에 의한 효과로 나타나고 있으나 짧은 기간(하루 미만) 동안 크게 발생하는 대기저항가속도의 변화는 지자기폭풍에 의한 효과로 보고 있다.

• 로봇학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.190-197
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• 2018

Geomagnetic field signals have potential for use in underwater navigation and geophysical surveys. To map underwater geomagnetic fields, we propose a method that exploits an autonomous surface vehicle. In our system, a magnetometer is rigidly attached to the vehicle and not towed by a cable, minimizing the system's size and complexity but requiring a dedicated calibration procedure due to magnetic distortion caused by the vehicle. Conventional 2D methods can be employed for the calibration by assuming the horizontal movement of the magnetometer, whereas the proposed 3D approach can correct for horizontal misalignment of the sensor. Our method does not require a supporting crane system to rotate the vehicle, and calibrates and maps simultaneously by exploiting data obtained from field operation. The proposed method has been verified experimentally in inland waters, generating a magnetic field map of the test area that is of much higher resolution than the public magnetic field data.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2008년도 한국우주과학회보 제17권2호
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• pp.24.2-24.2
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• 2008

We have examined the relative contributions of representative space weather proxies (geomagnetic aa index) to global warming (Global temperature anomaly) and compared them with that of green house effect characterized CO2 content from 1868 to 2005. For this we used Hadcrut3 temperature anomaly (Ta) data, aa index taken at two anti-podal subauroral stations (Canberra Australia and hartland England), and the CO2 data come from historical ice core records. From the comparison between Ta and aa index, we found several interesting results: (1) the linear correlation coefficient between two parameters increases until 1990 and then decreases rapidly, and (2) the scattered plots between two parameters shows different patterns before and after 1990. A partial correlation of Ta and two quantities (aa, CO2) also shows that the geomagnetic effect (aa index) is dominant until about 1990 and the CO2 effect becomes much more important after then. These results imply that the green house effect become very important since at least 1990. For a further analysis, we simply assume that Ta (total) = Ta (aa) + Ta (CO2) and made a linear regression between Ta and aa index from 1868 to 1990. A linear model is then made from the linear regression between energy consumption (a proxy of CO2 effect) and Ta (total) - Ta (aa) since 1990. This linear model makes it possible to predict the temperature anomaly in 2030, about 1 degree higher than the present temperature, which is much larger than in the previous century.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2008년도 한국우주과학회보 제17권2호
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• pp.30.3-30.3
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• 2008

In this study, we investigate the magnetic latitude of phase reversal on the sudden commencement (SC)-associated preliminary impulse with 267 SC events using the ground magnetometer data of the IMAGE from 1997 to 2005. During SC event, geomagnetic fields are affected by various currents flowing in the magnetosphere and/or ionosphere. In particular, high-latitude geomagnetic field variations are significantly dominated by the change of SC-associated field aligned current (FAC). Until now, however, there are few studies to examine where the location of the FAC in the ionosphere is and what determines the location of the FAC. The location of the SC-associated FAC can be examined by using magnetometer data obtained from high-latitude stations distributed along the same magnetic meridian. The phase reversal locations are concentrated two regions, ~62 deg (L~4.5) and ~70 deg (L~8.5) in magnetic latitude. If FAC is a result of a mode conversion from fast mode to Alfven mode, then the FAC location could be determine by the duration time of the input energy. When we use the rise time, dT, as the input energy, there is no relationship between dT and the location where the first pulse of SC is reversed. We consider other factors such as local time and solar wind condition.

• International Union of Geodesy and Geophysics Korean Journal of Geophysical Research
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• 제23권1호
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• pp.1-11
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• 1995

Thermospheric neutral winds and temperatures have been collected from the ground-based Fabry-Perot interferometer (FPI) at Thule Air Base ($76.5^{\circ}N{\;}69.0^{\circ}W$), Greenland since 1985. The thermospheric observations are obtained by determining the Doppler characteristics f the [OI] 6300 ${\AA}$ emissions of atomic oxygen. The FPI operates routinely during the winter season, with a limitation in the observation by the existence of clouds. For this study, data acquired from 1985 to 1991 were analyzed. The neutral wind measurements from these long-term measurements are used to investigate the influence of solar cycle variation on the high-latitude thermospheric dynamics. These data provide experimental results of the geomagnetic polar cap are also compared with the predictions of two semiempirical models : the vector spherical harmonics (VSH) model of Killeen et al. (1987) and the horizontal wind model (HWM) of Hedin et al. (1991). The experimental results show a good positive correlation between solar activity and thermospheric wind speed over the geomagnetic polar cap. The calculated correlation coefficient indicates that an increase of 100 in F10.7 index corresponds to an increase in wind speed of about 100 m/s. The model predictions reveal similar trends of wind speed variation as a function of solar activity, with the VSH and HWM models tending to overestimate and underestimate the wind speed, respectively.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제38권3호
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• pp.157-164
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• 2021

We describe a method for the in-orbit calibration of body-mounted magnetometers based on the CHAOS-7 geomagnetic field model. The code is designed to find the true calibration parameters autonomously by using only the onboard magnetometer data and the corresponding CHAOS outputs. As the model output and satellite data have different coordinate systems, they are first transformed to a Star Tracker Coordinate (STC). Then, non-linear optimization processes are run to minimize the differences between the CHAOS-7 model and satellite data in the STC. The process finally searches out a suite of calibration parameters that can maximize the model-data agreement. These parameters include the instrument gain, offset, axis orthogonality, and Euler rotation matrices between the magnetometer frame and the STC. To validate the performance of the Python code, we first produce pseudo satellite data by convoluting CHAOS-7 model outputs with a prescribed set of the 'true' calibration parameters. Then, we let the code autonomously undistort the pseudo satellite data through optimization processes, which ultimately track down the initially prescribed calibration parameters. The reconstructed parameters are in good agreement with the prescribed (true) ones, which demonstrates that the code can be used for actual instrument data calibration. This study is performed using Python 3.8.5, NumPy 1.19.2, SciPy 1.6, AstroPy 4.2, SpacePy 0.2.1, and ChaosmagPy 0.5 including the CHAOS-7.6 geomagnetic field model. This code will be utilized for processing NextSat-1 and Small scale magNetospheric and Ionospheric Plasma Experiment (SNIPE) data in the future.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2011년도 학술대회 및 정기총회
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• pp.75-76
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• 2011

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.94-100
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• 2015

태양흑점폭발로 인해 방출되는 코로나 물질은 지자기 교란을 일으킨다. 대규모 지자기 교란으로 인한 유도전류는 변압기 손상을 일으킬 수 있다. 이러한 유도전류를 산출하기 위해 먼저 유도전기장을 산출해야 한다. 푸리에 변환 방법을 적용한 유도전기장 산출방법은 정확도가 높으나, 1일 24시간 동안의 관측 데이터가 필요하다. 반면, 적분 공식을 적용한 유도전기장 산출방법은 실시간 데이터로 산출이 가능하나, 정확도 확인이 요구된다. 이 논문에서 적분 구간을 조정하여 푸리에 변환 방법의 결과값과 오차를 줄이고자 하였다. 그 결과, 적분 공식을 적용한 유도전기장 예상값은 푸리에 변환방법의 예상값과 상관성이 높았으며, 적분 공식으로 산출한 유도전류 예상값은 유도전류 관측값과 시간 동기 및 방향이 일치하고, 그 크기가 오차 범위 1 A 이하에서 92 % 이상 일치함을 확인하였다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2003년도 Proceedings of ACRS 2003 ISRS
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• pp.1236-1238
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• 2003

The Earth's total magnetic field was extracted from on board TAM (Three Axis Magnetometer) observations of KOMPSAT-1 satellite between June 19th and 21st, 2000. In the pre-processing, the TAM's telemetry data were transformed from ECI (Earth Centered Inertial frame) to ECEF (Earth Centered Earth Fixed frame) and then to spherical coordination, and self-induced magnetic field by satellite bus itself were removed by using an on-orbit magnetometer data correction method. The 2-D wavenumber correlation filtering and quadrant-swapping method were applied to the pre-processed data in order to eliminate dynamic components and track-line noise, respectively. Then, the spherical harmonic coefficients are calculated from KOMPSAT-1 data. To test the validity of the TAM's geomagnetic field, Danish/NASA/French ${\phi}$rsted satellite's magnetic model and IGRF2000 model were used for statistical comparison. The correlation coefficient between ${\phi}$rsted and TAM is 0.97 and IGRF and TAM is 0.96. It was found that the data from on board magnetometer observations for attitude control of Earth-observing satellites can be used to determinate the Earth's total magnetic field and that they can be efficiently used to upgrade the global geomagnetic field coefficients, such as IGRF by providing new information at various altitudes with better temporal and spatial coverage.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2008년도 공동학술대회
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• pp.85-92
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• 2008

국립해양조사원에서는 우리나라 관할 해역에 대한 국가해양기본도 조사계획을 수립하여 1996년부터 동해를 시작으로 연차적으로 한반도 주변의 해역 전체에 대한 해양조사를 실시 중에 있고, 본 논문은 1999년도에 '해양2000호'를 이용하여 서해 남부지역에서 측정한 해양 지자기 자료를 이용하였으며, 지자기 자료를 처리하고 이를 해석하는 과정에서 지자기 이상대의 원인을 밝히는데 목적이 있다. 자력자료 처리는 불량자료의 검색 및 제거, Sensor 위치보정, 선체자기장 영향 보정, 일변화 보정, 정규보정, 교차점 오차 보정 등의 과정을 거쳐 조사 해역에서의 전자력치와 지자기 이상치를 구하였다. 조사해역의 전자력 분포는 $49000\;{\sim}\;51600\;nT$로 황해 해역에서의 정상적인 전자력세기 분포 범위에 속하는 것으로 판단된다. 등자력선의 분포는 북동-남서 방향으로 분포하고 있으며 북서쪽으로 갈수록 전자력치가 증가한다. $124^{\circ}$ 49' 48" E, $35^{\circ}$ 10' 48" N $\sim$ $125^{\circ}$ 7' 48" E, $35^{\circ}$ 33' 00" N 사이 구간 해역에 대한 자기 이상과 탄성파 단면도를 비교한 결과와 모델링 결과가 기존 탄성파 탐사단면에서 밝혀진 지하지질구조와 잘 일치하고 있다. 따라서 자력이상의 분포는 대체적으로 해저면 하부에 발달되어 있는 제3기 퇴적분지와 백악기 기반암의 분포에 따른 영향을 나타내고 있는 것으로 판단된다.