• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.835-841
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• 2013

Modern solid-state gyroscopes (HRG) with hemispherical resonators from high-purity quartz glass and special surface superfinishing and ultrathin gold coating become the best instruments for precise-grade inertial reference units (IRU) targeting long-term space missions. Designing of these sensors could be a notable contribution into development of Korea as a space nation. In participial, 40mm diameter thin-shell resonator from high-purity fused quartz, fabricated as a single-piece with its supporting stem has been designed, machined, etched, tuned, tested, and delivered by STM Co. (ATS of Ukraine) several years ago; an extremely-high Q-factor (upto 10~20 millions) has been shown. Understanding of the best way how to match such a unique sensor with inner glass assembly of the gyro means how to use the high potential in a maximal extent; and this has become the urgent task. Inner quartz glass assembly has a very thin indium (In) layer soldered the resonator and its silica base (case), but effects of internal resonances between operational modal pair of the shell-cup and its side (parasitic) modes can notable degrade the potential of the sensor as a whole, instead of so low level of resonator's intrinsic losses. Unfortunately, there are special combinations of dimensions of the parts (so-called, "resonant sizes"), when intensive losses of energy occurs. The authors proposed to use the length of stem's fixture as an additional design parameter to avoid such cases. So-called, a cyclic scheme of finite element method (FEM) and ANSYS software were employed to estimate different combinations of gyro assembly parameters. This variant has no mismatches of numerical origin due to FEM's discrete mesh. The optimum length and dangerous "resonant lengths" have been found. The special attention has been paid to analyses of 3D effects in a cup-stem transient zone, including determination of a difference between the positions of geometrical Pole of the resonant hemisphere and of its "dynamical Pole", i.e., its real zone of oscillation node. Boundary effects between the shell (cup) and 3D short "beams" (inner and outer stems) have been ranged. The results of the numerical experiments have been compared with the classic model of a quasi-hemispherical shell band with inextensional midsurface, and the solution using Rayleigh's functions of the $1^{st}$ and $2^{nd}$ kinds. To guarantee the truth of the recommended sizes to a designer of the real device, the analytical and FEM results have been compared with experimental data for a party of real resonators. The consistency of the results obtained by different means has been shown with errors less than 5%. The results notably differ from the data published earlier by different researchers.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.842-848
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• 2013

Developments of Solid-State Gyroscopy during last decades are impressive and were based on thin-walled shell resonators like HRG or CRG made from fused quartz or leuko-sapphire. However, a number of design choices for inertial-grade gyroscopes, which can be used for high-g applications and for mass- or middle-scale production, is still very limited. So, considerations of fundamental physical effects in solids that can be used for development of a miniature, completely solid-state, and lower-cost sensor look urgent. There is a variety of different types of bulk acoustic (elastic) waves (BAW) in anisotropic solids. Shear waves with different variants of their polarization have to be studied especially carefully, because shear sounds in glasses and crystals are sensitive to a turn of the solid as a whole, and, so, they can be used for development of gyroscopic sensors. For an isotropic medium (for a glass or a fine polycrystalline body), classic Lame's theorem (so-called, a general solution of Elasticity Theory or Green-Lame's representation) has been modified for enough general case: an elastic medium rotated about an arbitrary set of axes. Travelling, standing, and mixed shear waves propagating in an infinite isotopic medium (or between a pair of parallel reflecting surfaces) have been considered too. An analogy with classic Foucault's pendulum has been underlined for the effect of a turn of a polarizational plane (i.e., an integration effect for an input angular rate) due to a medium's turn about the axis of the wave propagation. These cases demonstrate a whole-angle regime of gyroscopic operation. Single-crystals are anisotropic media, and, therefore, to reflect influence of the crystal's rotation, classic Christoffel-Green's tensors have been modified. Cases of acoustic axes corresponding to equal velocities for a pair of the pure-transverse (shear) waves have of an evident applied interest. For such a special direction in a crystal, different polarizations of waves are possible, and the gyroscopic effect of "polarizational precession" can be observed like for a glass. Naturally, formation of a wave pattern in a massive elastic body is much more complex due to reflections from its boundaries. Some of these complexities can be eliminated. However, a non-homogeneity has a fundamental nature for any amorphous medium due to its thermodynamically-unstable micro-structure, having fluctuations of the rapidly-frozen liquid. For single-crystalline structures, blockness (walls of dislocations) plays a similar role. Physical nature and kinematic particularities of several typical "drifts" in polarizational BAW gyros (P-BAW) have been considered briefly too. They include irregular precessions ("polarizational beats") due to: non-homogeneity of mass density and elastic moduli, dissymmetry of intrinsic losses, and an angular mismatch between propagation and acoustic axes.

• 한국측량학회지
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• 제22권2호
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• pp.105-116
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• 2004

최근 GPS 등 위성측위시스템의 동향은 SA해제로 GPS code 만에 의한 절대측위 정밀도가 향상되었고 SA에 비해 상대적으로 작은 영향을 주었던 오차요인 등에 대한 보정 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 국가별 GPS 상시 관측소의 증설 및 확장 경향과 세계 GPS 관측망(IGS)에 연계한 국가 GPS 관측망의 효율적인 운용 및 응용에 관심이 모아지고 있는데 독일, 일본, 스위스 등은 GPS 상시관측망을 활용한 가상기준점 서비스를 실용화한 상태이다. 본 연구에서는 GPS 상시관측소의 효율적 활용에 의한 종합적 위성 측위 서비스의 기대에 부응하며 서비스의 조기 실현을 도모할 수 있도록 시스템의 구성, 운영 및 활용면에서 최적화 방안을 제시함에 기본 목표를 두었다. 이를 위해 가상기준점 망을 위한 국내의 기본 인프라(GPS 상시관측소, 통신 및 이용자의 관심 기대) 현황을 분석하고 국내외 운영 사례를 조사/분석하여 국내에 가상기준점 운용 시스템의 구성 시 시스템 구성면의 최적화는 물론 시스템의 운영, 교육 및 홍보와 관련 법규의 제도화 방안을 제시하여 연계된 시범사업의 창출과 국내 GPS 상시관측망을 이용한 종합적 측위 서비스 시스템의 실현을 도모한다. GPS 상시관측소를 활용하는 가상기준점연구를 국가차원의 실시간 DGPS/PDGPS 운영체계로 발전시킨다면 장차, 각종 지형정보의 구축은 물론 항법분야, ITS 및 일상생활 응용(LBS)에 활력소로서 국가의 펌웨어적 SOC가 될 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.352-361
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• 2021

한국해양과학기술원에서는 수중 공사용 구조물에 적용할 수 있는 수중 위치 인식 기술을 개발하고 있다. 정밀한 위치 인식을 위해 관성 항법을 기반으로 한 확장 칼만 필터를 사용하였으며, 비동기화 된 센서들의 데이터를 알고리즘 보정 단계에 적용하기 위하여 내부의 관측 행렬을 데이터에 따라 구분하여 업데이트 하였다. 수중 공사 환경, 설치 위치, 시스템 운용 편의성 등을 종합적으로 고려하여 수중 공사 구조물 하부에 붙여야 신호를 획득할 수 있는 Doppler velocity logger(DVL)는 설치 및 회수가 어렵기 때문에 이를 배제한 수중 공사 구조물 부착용 수중 위치 인식 복합 시험체를 제작하였으며 수조 환경에서 수중 위치 인식 성능 시험을 수행하였다. Ultra short-base line(USBL)로 측정된 수중 위치, 위치 벡터만 보정된 추정 위치, 그리고 위치와 속도 벡터를 보정한 추정 위치 결과를 원형 공산 오차(CEP)를 이용하여 비교 및 평가하였다. 그 결과 USBL 단독 위치 추정 CEP 0.02 m, 위치 벡터만 보정한 추정 위치 CEP 3.76 m., 위치 및 속도 벡터를 보정한 추정 위치 CEP 0.06 m로 평가되었다. 본 연구를 통해 DVL이 미적용된 비동기식 센서들을 이용하여 안정적인 수중 위치를 추정할 수 있음을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권1호
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• pp.54-63
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• 2022

해양사고의 조사 및 심판 제도는 유사 사고의 재발을 방지하기 위한 공신력 있는 해결책을 제공하기 위한 것이다. 우리나라의 경우 해양사고가 발생하면 해양안전심판원은 사고의 과정을 정밀하게 분석하여 사고 원인을 공표함으로써 재발방지대책 개발에 기여하고 있다. 그러나 해양사고의 원인으로 제시된 내용이 모호하다면 소기의 목적을 달성하는 데는 어려움이 있을 수 있다. 이러한 관점에서 해양안전심판원의 재결을 살펴보면 일부 사고의 원인으로 적시한 내용을 재발방지대책으로 직접 대입하기 곤란한 몇 몇 경우가 있다. 대표적으로 '선원의 상무로서 준수하여야 할 주의의무를 태만히 한 경우'라는 표현을 들 수 있다. 또한 '선원의 상무'가 정확한 사고원인을 밝히기 어려운 경우에도 선원의 책임으로 돌리기 위하여 관용적으로 사용되고 있다는 비판도 있다. 선원의 상무는 국제해상충돌예방규칙 제2조에 나오는 용어로서 그 사용을 엄격히 하고자, 이 연구에서는 원문에 대한 체계적인 분석을 제공함으로써 선원의 상무와 주의의무에 대한 개념을 비교·정립하고자 한다. 이를 위해 주의의무를 행정적, 민사적, 형사적 시각에서 살펴보고 관련된 판례를 제시하였다. 이에 따라 선원의 상무가 유사 해양사고 재발방지에 기여하는 합목적적인 재결을 위한 용도로 사용되기를 기대하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권1호
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• pp.175-183
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• 2022

선박과 교각이 충돌하면 생명과 안전에 큰 위협이 될 수 있다. 따라서 선박-교각 충돌력 영향 인자를 식별하고 다양한 충돌 조건에서의 충돌력에 대한 연구의 필요성이 있다. 본 논문에서는 선박-교각 충돌의 유한요소 모델을 설정하고, 수치 시뮬레이션을 통해 선적상태, 운항속도, 충돌 각도의 세 가지 입력조건을 조합하여 50가지 케이스에서의 선박-교각 최대 충돌력을 계산하였다. 계산된 유한요소해석 결과를 사용하여 신경망 추정 모델을 학습하고 최대 충돌력을 추정함으로써 빠른 시간에 최대 충돌력을 추정하는 프로세스를 제안하였다. 신경망 예측 모델은 가장 기초적인 역전파 신경망과 시간정보를 고려할 수 있는 순환신경망인 Elman 신경망 2가지 모델을 사용하였다. 10가지 케이스의 테스트 데이터로 시험한 결과 Elman 신경망을 사용했을 경우에 평균상대오차가 4.566%로 역전파 신경망보다 나은 최대 충돌력 추정이 가능함을 확인하였고 8가지 케이스에서 5%이하의 상대오차를 보여 주었다. 본 신경망을 이용한 최대 충돌력 추정법은 유한요소해석을 수행하지 않아도 되므로 계산 시간이 짧아 선박 항해 중 충돌을 회피할 수 없는 경우 피해를 최소화하는 의사결정의 기초 방법으로 사용할 수 있다.

• 해양안보
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• 제3권1호
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• pp.141-185
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• 2021

미중 경쟁의 격화로 동남아 국가들의 입장이 매우 위태로워졌다. 한국도 지정학적 대결 구도가 심화되는 가운데 "물길을 헤쳐나가야 하는(navigating the water)" 도전과제에 직면해 있다. 바로 이러한 맥락 속에서, "신남방정책"(이하 NSP)이 한국 외교정책 부문의 핵심어가 되었다. 한국은 NSP를 통해 남방 파트너들과의 유대를 강화함으로써 경제 및 안보 이해관계를 다각화하고자 한다. 이를 위해 3대 주요 영역(3P), 즉 사람(People), 번영 (Prosperity), 평화(Peace)에 초점을 맞춘다. 동시에 NSP는 미국의 "자유롭고 열린 인도태평양(Free and Open Indo-Pacific)" [전략] 같은 다른 주요 외교 의제들과의 협력 역시 모색하며, 이러한 점에서 NSP는 이 지역의 전체적인 안정성에 있어 매우 중요하다. NSP가 갖는 이러한 전략적 중요성을 고려할 때, 이 정책에 대한 심층 분석은 과거 어느 때보다 더 시기적절하다. 하지만 이 정책의 현재까지 결과를 간략히 평가한 결과, "평화" 축은 만족스러운 결과를 달성하는 데 불충분했던 것으로 드러났다. 여기서 본 논문은 다음의 질문을 제기하고자 한다. 1) 한국 신남방정책의 "평화" 축을 강화하는 방법은? "평화" 축이 약했던 원인에 대한 분석을 기초로 본 논문은 해적행위 대응에 관한 협력을 해법으로 식별한다. 더 나아가 본 논문은 다음의 질문에 대한 답을 구하고자 한다. 2) 한국과 아세안이 해적행위 대응에서 협력하는 방법은? 이러한 노력들을 한국의 NSP에 통합하는 방법은? 본 논문은 상기 질문에 답하기 위해, 아세안 및 한국의 해적행위 대응 접근법에 관한 심층적인 사례연구를 수행하여 구체적인 협력 메커니즘을 식별한다. I장에서는 NSP의 전략적 중요성을 개관하고, "평화" 축을 평가한다. II장에서는 "평화" 축이 약했던 원인과 그 처방들을 검토한다. III장에서는 아세안 및 한국의 해적행위 대응접근법을 조사한다. 본 논문은 전체적인 프레임워크와 지역별 사례들을 분석함으로써, 지역별 해적행위 대응의 장단점을 제시한다. 이러한 분석을 기초로, IV장에서는 해적행위 대응 협력을 NSP의 "평화" 축에 통합하는 방법을 제안한다. 본 연구의 의의는, 한국 NSP의 "평화" 축을 강화하기 위한 구체적인 협력 분야(해적행위대응)를 식별했다는 것에 있다. 두 당사자의 해적행위 대응 분야 과거 및 현재 경험에 관한 종합연구를 기초로 이를 식별함으로써, 맥락에 부합하도록 한다. 또한, 본 연구는 현실적인 협력 메커니즘을 제안하고, 기존 NSP 프레임워크에 그것을 통합하는 방법을 고찰한다. 이러한 접근법은 사례 특정적인, 정책 지향적 해법을 도출하지 못한 기존 문헌들과는 다르다. COVID-19 팬데믹으로 해적행위 문제는 악화되었고, 지정학적 갈등은 심화되었다. 이렇게 험한 바다는 조심스럽게 헤쳐나가야 한다. "평화" 증진의 열쇠는 이런 바다의 해적들을 퇴치하는 것에 있다.

• 항공우주정책ㆍ법학회지
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• 제24권1호
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• pp.59-89
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• 2009

본 논문은 5대 국제항공테러범죄협약, 다시 말해서 UN의 전문기구인 국제민간항공기구(ICAO)에서 제정된 1963년 도쿄협약, 1970 헤이그협약, 1971 몬트리올협약, 1988년 몬트리올 의정서 그리고 1991년 가소성폭약협약에 규정된 관할권조항의 내용과 그 문제점을 연구하였는데 국제항공테러 협약의 관할권을 연구하면서 얻은 결론을 다음과 같다. 첫째, 항공테러협약의 관할권규정에서 공통으로 발견되는 것은 어느 협약도 관할권의 우선순위를 명시하지 않고 있다는 점이다. 결국 하이재킹 된 항공기가 착륙한 국가와 항공기등록국간 관할권문제가 발생하는데 대부분의 경우 착륙국이 하이재커를 처벌하는 예가 많다. 둘째, 국제법상 전통적인 관할권이론에서 많은 이론이 제기되었던 소극적 국적주의(passive personality principle)가 국제항공테러협약의 제정 이후 각종 국제테러협약에서 점차적으로 발전되어가고 있는 경향을 볼 수 있다. 1973년의 뉴욕협약 제3조 1항, 1979년 인질협약 제5조 1항 (d) 그리고 1988년 로마협약 제6조 2항 (b)가 그 예이다. 또한 1979년 인질협약 제5조 1항 (c)와 1988년 로마협약 제6조 2항 (c)에서는 자국에게 작위 또는 부작위를 강요하기 위한 범행의 경우에도 그 대상국가가 관할권을 행사할 수 있도록하고 있다. 만일 장래에 국제항공테러협약이 개정이 될 경우에는 국제항공 테러범죄를 좀 더 효과적으로 억제하기 위하여 소극적 국적주의를 고려할 필요가 있다. 셋째, 헤이그협약이나 몬트리올협약은 범인의 국적주의를 부여하고 있지않으나 인질협약은 제5조 1항 (b)에 인질억류범의 국적국가에게 관할권을 부여하고 있다. 만일 A국가의 국민이 어떤 국가나 제3자의 작위나 부작위를 강요할 목적으로 B국가에서 인질을 억류했다면 A국가도 그자에 대한 관할권을 행사할 권리를 가진다는 것이다. 따라서 만일 국제항공테러협약이 개정이 될 때는 이 문제도 고려할 필요가 있다. 마지막으로 인질협약 제 5조 1항 (b)는 무국적자가 상주하는 국가에서 만약 그가 인질억류범죄를 행했고, 그 국가가 그렇게 하는 것이 적절하다고 고려하는 경우 그에 대하여 관할권을 행사할 권리를 부여한다. 이와 같은 목적에서 볼 때 무국적거주자를 국민과 동일하게 보고 있는데 헤이그협약이나 몬트리올협약에서는 없는 조항이다. 만일 국제항공테러협약이 개정이될 때는 이 문제도 함께 고려할 필요가 있다고 생각한다.