1998년 6월 11일 오전 10시(KST)에 태안 반도(37。N, 126。E)에서 발사된 국산 로켓 KSR-II는 73km에서 130km고도에 걸쳐 전자 밀도, 전자 온도, 부동 전위 등을 관측하는데 성공하였다. 이 지역은 이온 층의 E-region에 해당하는 지역으로 전자 온도가 낮고 특히 Probe의 오염 효과에 의해 오차가 생길 수 있기 때문에 전자 온도에 대한 정확한 데이터를 얻기가 쉽지 않다. 본 실험에서 사용된 장비는 Langmuir Probe (LP)와 Electron Temperature Probe (ETP)로 두 가지 서로 다른 probe를 통해 얻은 전자 온도를 비교하여 검증된 전자 온도를 구할 수 있었다. 실험 결과 전자 밀도는 약 90km지점에서 급격히 증가하여 약 102km지점에서 최대 전자 밀도를 갖고 이 이상의 고도에서는 점차 감소하는 것으로 나타났다. 이는 최대 전자밀도가 110km에서 나타나는 IRI(International Reference Ionosphere)95-model이나 PIM(Parameterized Ionospheric Model)과 비교해 보면 다소 낮은 고도에서 최대 전자 밀도가 존재하였음을 알 수 있으며 측정된 값은 모델 계산에 비해 약간 큰 값을 갖는 것으로 나타났다. 한편 ETP로 측정된 전자 온도는 200$^{\circ}$K에서 700$^{\circ}$K에서 LP에 의한 교란 효과로 추정되는 요동현상을 보였으며 이를 제외하면 전자 온도가 고도에 따라 다소 증가하는 경향을 볼 수 있었다. LP를 통해 구한 전자 온도는 125km이상의 고도에서 ETP를 통하여 구한 전자 온도와 어는 정도 일치한다는 점에서 신뢰할 만한 측정값을 얻었다고 판단된다.
한국천문연구원은 한일상관센터 (Korea-Japan Correlation Center, KJCC)에 2009년부터 한일공동VLBI상관기(Korea-Japan Joint VLBI Correlator, KJJVC)를 설치하여 운영하고 있다. 한일공동VLBI상관기는 한국우주전파관측망(Korean VLBI Network, KVN), VERA(VLBI Exploration of Radio Astrometry), JVN(Japanese VLBI Network) 및 공동 관측망 등에서 관측한 VLBI(Very Long Baseline Interferometer) 데이터를 상관처리하고, 과학적 목적을 위해 관측데이터를 처리하는 전용 계산기로 사용된다. KJJVC는 각 구성시스템 사이의 데이터 입출력 규격으로 VLBI 국제표준인 VSI(VLBI Standard Interface)를 따르고 있다. 특히 관측된 데이터를 상관처리하기 위해 고속재생기인 Mark5B시스템과 동기재생처리장치(Raw VLBI Data Buffer, RVDB) 사이에는 1024 Mbps급으로 데이터가 전송된다. 고속 데이터 전송에 있어 발생하는 전자기 방해 (Electromagnetic Interference, EMI)는 관측데이터의 손실을 야기 시키며, 전송 케이블의 길이가 길수록 손실 발생빈도가 많고, 디지털 데이터 신호의 전압레벨을 감소시켜 데이터 인식 오류를 초래한다. 따라서 본 논문에서는 VSI 규격의 통신에서 발생하는 EMI 잡음 정도를 측정하고, 데이터 손실을 최소화할 수 있는 방법으로 1) RC 필터를 사용한 방법, 2) Microstrip 라인을 이용한 임피던스 매칭, 3) Differential line driver를 이용한 신호 복원 방법 등을 제안하였다. 각 제안방법들의 유효성을 확인하기 위해 제안방법들은 시뮬레이션과 실험적인 구현을 통하여 성능시험을 수행하였으며, 각각의 제안 방법이 VSI 규격의 고속 데이터 전송에 유효함을 확인하였다.
본 논문에서는 전파천문학에서 초고속 전송망을 위한 관측 데이터의 전송 알고리즘의 개발에 대해 기술한다. 전파망원경으로 관측한 VLBI 데이터 처리를 위한 전처리 과정으로, 데이터 전송 알고리즘은 대용량 스토리지 서버에 저장된 VLBI 데이터를 대전상관기의 동기재생처리장치(RVDB)에 1대 1 방식으로 동작하며 VDIF 규격과 VDIFCP, UDP 프로토콜을 사용한다. 제안방법은 대전상관기의 동기재생처리장치의 데이터 전송을 기다리고 있으면 대용량 스토리지 서버의 Mark5B VSI 규격으로 저장된 2048 Mbps 급 VLBI 관측 데이터를 읽은 후 UDP로 전송하는 방식이다. 제안방법의 유효성을 확인하기 위해 대용량 스토리지 서버와 RVDB OCTADDB 사이에 실제 VLBI 관측 데이터를 전송하고 전송 전후의 데이터에 대해 상관처리 시험을 수행한 후 결과를 비교하였으며, 데이터 전송손실이 없이 전송 전후의 결과가 동일함을 확인하였다. 향후 본 연구에서 개발한 데이터 전송 알고리즘은 KaVA 네트워크에서 e-VLBI로도 유용하게 활용할 수 있을 것으로 기대한다.
Ham, Young-Bae;Jee, Geonhwa;Lee, Changsup;Kwon, Hyuk-Jin;Kim, Jeong-Han;Zabotin, Nikolay;Bullett, Terence
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.
다이플렉서는 주파수가 다른 상향신호와 하향신호를 분리해서 하나의 안테나로 위성과 통신을 할 수 있게 해주는 핵심 장치이다. 이 논문에서는 저궤도 위성관제에 사용되는 S-대역 다이플렉서의 설계 및 제작에 대한 내용을 기술하고 있다. 높은 수용전력과 낮은 삽입손실의 요구에 대해 이 논문에서는 unloaded Q값이 높은 air cavity형 공진기를 사용하였다. 설계에 앞서 공진기의 구조로부터 이의 등가회로 및 unloaded Q를 산출하였다. 제작 및 조정의 용이성을 위해 공진기들 간의 결합량을 상용 전자장 시뮬레이터(EESOF $ADS^{TM}$)를 이용하여 분석한 후 이 결과를 2차 다항식으로 표현하였다. 특히 송신과 수신의 분리도를 강화하기 위해 유도성과 용량성 감쇄극을 각각 삽입하였고 이에 대한 효과를 기술하였다. 제작된 S-대역 다이플렉서는 8단의 공진기를 사용한 2개의 여파기로 구성되어 있으며 측정을 통해 통과대역에서 0.5dB 미만의 삽입손실과 20dB 이상의 반사손실, 그리고 100dB 이상의 분리도의 성능요구사항을 만족하였다.
인공위성의 추적자료로부터 예비궤도를 결정하고 이것을 초기값으로 해서 계산한 관측치 (C) 와 실제의 관측치(O)의 차이가 최소가 될때까지 반복계산함으로써, 어떤 시각에 있어서 실제의 궤도에 가장 가까운 접융궤도 요소를 얻어내는 미분보정의 과정을 수행했다. 추적한 인공 위성은 TIROS-N계열 위성인 NOAA - 9이고 추척자료는 컴퓨터에 의한 프로그랭 추척을 위해서 TBUS의 평균궤도요소로부터 미리 계산한 예측자료와 위성으후부터 송신되는 1.707GHz의 HRPT신호를 전파연구소의 직경 5m인 자동추적안테나로 추적해서 얻은 실제 자료를 이용했다. 예비궤도의 결정은 추적 자료에 따라 Gauss 방법과 Herrick -Gibbs 방법을 사용했고 미분보정의 과정에 있어서 미분보정행렬의 각 원소들은 Escobal(1975)의 해석적인 방법과 f, g급수를 이용한 수치적인 방법으로 각각 구해서 그 결과를 비교해 보았다. 해석적인 방법파 수치적인 방법의 결과는 거의 일치하였고 각 시간간격에 따른 예비궤도가 다름에도 불구하고 미분보정된 궤도는 같은 값으로 수령했다.
The precise orbit determination (POD) of low earth orbiter (LEO) has complied with its required positioning accuracy by the double-differencing of observations between International GNSS Service (IGS) and LEO to eliminate the common clock error of the global positioning system (GPS) satellites and receiver. Using this method, we also have achieved the 1 m positioning accuracy of Korea Multi-Purpose Satellite (KOMPSAT)-2. However double-differencing POD has huge load of processing the global network of lots of ground stations because LEO turns around the Earth with rapid velocity. And both the centimeter accuracy and the near real time (NRT) processing have been needed in the LEO POD applications--atmospheric sounding or urgent image processing--as well as the surveying. An alternative to differential GPS for high accuracy NRT POD is precise point positioning (PPP) to use measurements from one satellite receiver only, to replace the broadcast navigation message with precise post processed values from IGS, and to have phase measurements of dual frequency GPS receiver. PPP can obtain positioning accuracy comparable to that of differential positioning. KOMPSAT-5 has a precise dual frequency GPS flight receiver (integrated GPS and occultation receiver, IGOR) to satisfy the accuracy requirements of 20 cm positioning accuracy for highly precise synthetic aperture radar image processing and to collect GPS radio occultation measurements for atmospheric sounding. In this paper we obtained about 3-5 cm positioning accuracies using the real GPS data of the Gravity Recover and Climate Experiment (GRACE) satellites loaded the Blackjack receiver, a predecessor of IGOR. And it is important to reduce the latency of orbit determination processing in the NRT POD. This latency is determined as the volume of GPS measurements. Thus changing the sampling intervals, we show their latency to able to reduce without the precision degradation as the assessment of their precision.
Yoon, Na-Young;Yoon, Se-Young;Kim, Yong-Ho;Yoon, Ji-Won;Jin, Ho;Seon, Jong-Ho;Chae, Kyu-Sung;Lee, Dong-Hun;Lin, Robert P.
Journal of Astronomy and Space Sciences
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제29권1호
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pp.33-40
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2012
Triplet Ionospheric Observatory (TRIO) CubeSatforIon, Neutral, Electron MAgneticfields (CINEMA) is a CubeSat with the weight 3 kg that will be operated in the orbit conditions of about 800 km altitude and $90^{\circ}$ inclination angle, using the S-band and ultra-high frequency (UHF)-band communication frequencies. Regarding the communication antenna loaded on the satellite, the two patch antennas has the downlink function in the S-band, whereas the two whip antennas has the function to receive the command sent by the ground station to the satellite in the UHF-band. The uplink ground station that communicates through the UHF-band with the CINEMA satellite was established at Kyung Hee University. The system is mainly composed of a terminal node controller, a transceiver, and a helical antenna. The gain of the helical antenna established at the Kyung Hee University ground station was 9.8 dBi. The output of the transceiver was set to be 5 W (6.9 dB) for the communication test. Through the far-field test of the established system, it was verified that the Roman characters, figures and symbols were converted into packets and transmitted to the satellite receiver in the communication speed of 9,600 bps.
GPS신호는 대류권을 지나면서 지연된다. 대류권에서의 신호지연은 건조공기에 의한 건조지연과 수증기에 의한 습윤지역으로 분리할 수 있다. 본 연구에서는 ’98년 5월 한달동안 대전, 수원에서 관측된 GPS자료를 최소자승법으로 처리하여 천장방향에 대한 총 대류권 신호지연값을 얻어내었다. 건조지연값은 지상기압을 정확하게 관측하면 얻어지므로 총대류권 지연양에서 건조지연값을 빼주면 천장방향의 습윤지연값을 얻게된다. 천장 습윤지연값은 대류층의 수증기양과 직접적으로 연관됨으로 수증기량을 측정하였고 결과의 신빙성을 검증하기 위해 오산에서 관측된 라디오존데 자료를 이용하여 계산한 대류권 수증기량과 비교하여 보았다. 그 결과 오산에서 가까운 수원의 경우 수증기량의 변화 경향이 라디오존데의 그것과 대체로 일치하였고 표준편차 3.68mm의 정도의 정확도를 보였다.
우리은하 중심부의 Sgr A East에 인접한 별탄생 지역인 수소이온화영역 A주변에서 충격파가 별탄생에 미치는 영향을 조사하기 위하여 $2.1218{\mu}m$ 수소분자 방출선($H_2$ 1-0 S(1))을 관측하였다. 관측은 3.8m United Kingdom Infrared Telescope(UKIRT)에서 에셀 분광 모드의 Cooled Grating Spectrometer 4(CGS4)를 사용하여 각분해능 약 2arcsec, 파장 분해능 약 18km s^{-1}$으로 수행 되었다. 검출된 수소분자선을 공간적인 구조와 속도 분포의 측면에서 각각 전파 연속선 방출광 및 암모니아 방출광과 비교한 결과, 수소분자 방출광은 Sgr A East의 충격파와 무관하며 수소이온화영역 자체의 분자해리영역에서 방출된 것이라는 결론에 도달하였다. 이는 해당 지역에서의 별탄생이 Sgr A East의 충격파에 의해 촉발된 것이 아니라는 것을 의미한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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