• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.36 no.2
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• pp.130.2-130.2
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• 2011

지상의 관측소에서 특정 인공위성을 찾아내기 위해서는 위성의 정밀궤도 계산이 필요하다. 궤도상의 인공위성의 위치는 시간에 따라 계속 변하므로 이러한 위성의 위치를 실시간으로 추적하기 위해서는 컴퓨터를 이용한 계산이 필수적이다. 정밀한 계산 결과를 얻기 위하여 태양과 지상 관측소의 위치는 Astronomical Almanac과 지구 타원체 모델을 이용하여 계산 하였다. 인공위성의 궤도는 미공군 북미방공사령부(NORAD)에서 발표하는 TLE를 초기값으로 이용하여 J2 섭동효과를 포함한 위성의 위치 및 속도의 변화를 계산하여 SkyView로 나타내었다. 이렇게 나타낸 SkyView의 결과를 실제 위성의 궤적과 비교하여 위성의 궤도를 검증하였으며, 시간에 따른 위성의 광도 곡선 변화 계산 루틴을 작성하여 실제 위성을 찾아내기 위한 기초자료로 활용이 가능하도록 하였다. 모든 계산을 위한 프로그램을 Visual Studio.net 2010 환경에서 C++ 언어를 이용하여 작성하였으며, 결과를 나타내기 위하여 Nokia 사의 Cross Platform 라이브러리인 Qt를 이용하여 UI 제작 및 Visualization을 수행하였다. Qt 라이브러리는 C++ 언어를 기반으로 작성된 플랫폼 독립적인 GUI 라이브러리로써 MS Windows, Linux, MacOS 환경에서 사용이 가능하다. 이를 통해 운영체제에 관계없이 모든 컴퓨터 환경에서 동일한 유저 인터페이스를 이용하여 계산을 할 수 있다. 본 연구는 향후 우주물체탐색에 있어 독자적인 운영을 위한 프로그램으로 활용할 예정이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.99-102
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• 2012

지표면 온도는 토지피복의 상태, 식생의 분포 상태, 토양수분, 증발산 등의 영향으로 많은 차이를 가지게 되며, 지면-대기의 상호순환의 중요한 인자로써 기후모델 및 농업 등의 기본적인 데이터로 사용되고 있다. 이러한 지표면의 온도를 정확하게 파악하는 것은 수문학적 관점 및 기상적인 관점에서 매우 중요하다. 기존에 LST (Land Surface Temperature, 지표면온도), ET (EvapoTranspiration, 증발산), NDVI (Normalized Difference Vegetation Index, 정규식생지수) 등의 검증이 많이 이루어진 MODIS위성의 Terra/Aqua센서는 한반도를 스캔하고 지나갈 때의 순간적인 데이터를 산출된다. 공간적인 면에서는 많은 이점이 있으나 시간적인 면에서는 시간에 따른 인자들의 변동성을 파악 하는데는 많은 문제가 있다. 그렇기 때문에 시 공간적으로 변화양상을 측정 할 수 있는 정지궤도위성의 중요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 국내에서 2010년 6월 27일 발사된 정지궤도위성인 천리안의 데이터를 활용하였다. 천리안 위성은 기상 센서와 해양관측 센서 그리고 통신센서를 가진 위성이다. 천리안 위성의 기상 센서는 MTSAT-1 위성과 같은 적외선 센서를 탑재하고 있으며, 평시에는 15분 단위의 데이터를 산출하게 된다. 천리안에서 제공되는 많은 Product(강우강도, 해수면온도, 가강수량, 지구방출복사 등)는 수자원 및 기상에 관련된 데이터가 제공된다. 하지만 아직 검증이 많이 이루어지지 못하였다. 그래서 천리안 위성 데이터인 지표면 온도자료를 이용하여 천리안 위성의 효율성에 대해서 알아보고자 하며, 기존의 검증이 많이 이루어진 MODIS의 데이터와의 상관성을 분석하고 지상과의 관계를 검증 및 비교하여 천리안 위성의 활용성에 대해서 알아보려고 한다.

• Proceedings of the Korean Association of Geographic Inforamtion Studies Conference
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• 2006.05a
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• pp.96-100
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• 2006

지적 측량분야에서의 위성영상의 활용사례는 거의 전무한 상태이며, 그 이유로는 여러 가지가 있겠으나, 무엇보다 위성영상의 해상도가 낮음이 가장 큰 이유라 할 수 있다. 하지만 저렴한 비용으로 넓은 지역을 단시간에 분석, 다양한 정보를 얻을 수 있는 큰 장점 등으로 인하여 앞으로의 그 활용가치는 매우 크다 할 수 있다. 본 연구에서는 IKONOS영상을 이용하여 지적재조사 측량에 적용 가능성을 알아보기 위해 실험한 결과 다음과 같은 연구성과를 얻었다. 먼저, 수치지적도와 IKONOS 영상을 중첩하여 도심지의 건물들을 검사점으로 오차를 측정한 결과 X방향으로 평균 2.77m, Y방향으로 평균 1.58m가 발생하였고 본 연구에서 활용한 영상이 나타내는 면적을 기준으로 개략적인 비용을 산출해 본 결과 위성영상 $6km{\times}5km$의 소요비용이 260,117,000원 정도로 나타났고, 총 소요비용 중 영상의 재료비 비용이 상당히 낮게 차지한다는 장점이 있었다. 그리고 위성영상 기술은 앞으로 많은 발전이 있을 것으로 판단되어 정확도는 더욱더 향상될 것이다. 현재로서는 위성영상을 지적재조사 측량 방법으로 정립하기에는 한계가 있다고 본다. 다만, 지상측량 방법으로 측량이 곤란한 지역 즉, 접근이 제한되는 지역의 사전 정보 정보를 획득하는 수단이나 현황을 참고하는 수준정도로서는 충분한 활용 가능성이 있을 것으로 판단된다.

• Current Industrial and Technological Trends in Aerospace
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• v.6 no.2
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• pp.51-59
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• 2008

While the infrared imaging satellites with the several type were developed and operated in the foreign countries, we do not have the domestic infrared imaging satellite up to now. In the paper, the general characteristics of infrared and the applications of infrared image were introduced. Also the oversea development status of the infrared imaging satellite was surveyed and introduced to this paper. According to foreign status, the infrared image is utilized in various application including the forest fire monitoring, the volcano activity research, sea surface temperature measurement, land surface temperature calculation, the climate change research, and the environment monitoring. According to these trend the development of the domestic infrared imaging satellite in low earth orbit was required.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.163-163
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• 2020

전 세계적으로 기후변화에 따른 온난화 현상으로 인하여 농업에 직접적인 영향을 주는 기상 및 환경요인의 변화가 급격하게 진행되고 있다. 2017년에는 전국의 봄철 강수량이 평년 대비 60% 수준으로 물 부족 현상을 야기하여 극심한 가뭄이 발생하였다. 최근 지역적인 강수량 부족으로 인한 국소적인 가뭄 발생 및 발생빈도가 높아지고 있는 추세이며, 특히 농업가뭄은 농업용수의 주요한 용수공급시설인 농업용 저수지 및 용수공급시설의 지역적 편중 등으로 농업용수 부족 상황이 발생할 위험이 커지고 있다. 따라서, 시기별 저수지의 가용용수능력을 평가하는 것이 중요하며, 이러한 판단을 위하여 위성영상을 이용한 저수지 수표면적 및 용수능력판단이 필요하다. 본 연구에서는 가뭄시기의 저수지 수표면적 및 용수능력판단을 위하여 Sentinel-2 위성영상을 활용하여 2016년부터 2018년까지 충청남도 서산 지역의 농업용 저수지를 대상으로 정규수분지수(Normalized Difference Water Index, NDWI)을 산정하였다. NDWI는 위성영상의 파장 정보를 활용하여 지표면의 수분함유량과 관계를 나타내며, 하천, 호수, 습지 등 수분을 다량으로 함유한 지형지물을 탐지하기 위하여 사용된다. NDWI와 수위-내용적 자료와의 관계로부터 저수지 수표면적을 산출하였으며, 이에 따른 상관성 분석을 통하여 위성영상을 활용한 농업용 저수지의 가용수량 추정방법을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.318-318
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• 2016

위성은 준 실시간으로 국토 전체의 관측과 미계측/비접근 지역의 관측도 가능하여 가뭄, 홍수 등 수재해와 관련된 분석 자료로 활용되고 있으며, 위성 기반의 수재해 모니터링 적용성에 대한 연구 또한 수행되고 있다. 위성에서 관측된 자료는 NASA, JAXA 등의 위성 관리 센터에서 알고리즘을 적용하여 인터넷으로 제공하고, 최근 K-water에서는 수자원분야의 위성활용을 위해 위성 자료 수집 시스템을 갖추어 Aqua/Terra MODIS, GPM, GCOM-W1 등의 위성 자료를 수집하고 있다. 위성 자료는 5분~16일 등의 다양한 주기로 제공되고 있으며, 자료 타입, 측정 시간 등의 간단한 정보만 파일명으로 표시되어 위성의 위치(경위도) 및 해당 지점의 위성 자료를 얻기 위해서는 위성 자료를 확인해야만 하는 번거로움이 따른다. 본 연구에서는 순차적으로 관측된 위성 자료의 시 공간적 속성정보를 추출하고 해당 정보를 영상과 함께 맵핑하여, 시간의 흐름에 따른 위성 궤도의 시각화 방안을 제시하였다. 위성 궤도의 시각화 방안으로 사용된 위성 자료는 Terra MODIS의 'MOD02SSH', GPM GMI 센서의 'GPROF' 자료 타입을 사용하였다. 'MOD02SSH'는 5분 동안 5km의 공간해상도로 측정한 자료가 1개의 파일이며, 'GPROF'는 5분 동안 4km의 공간해상도로 측정한다. 공전 주기의 검증을 위해 케플러의 제3법칙을 적용한 Terra 위성의 공전주기는 98.75분으로 계산되며, 위성 자료의 공전주기는 98.87분으로 나타난다. 검증 결과 약 0.12초의 오차가 발생하며, 정확한 위성 고도와 높은 해상도의 위성 자료를 통해 오차의 감소가 가능하다. 이를 통해 시각화 된 동적 시계열 이미지는 시간에 따른 위성 궤도의 정보를 추출 할 수 있다. 이는 수재해 정보시스템의 모니터링을 위해 사용 가능하고, 시간에 따른 위성 궤도 정보를 통하여 필요한 시간대의 위성 위치 정보, 해당 지점의 관측 자료를 효율적으로 수집하여 자료 수집을 위한 시간 단축이 가능하며, 사용자 또는 관리자를 위한 모니터링 수행 또한 효율적인 운영이 가능할 것으로 사료된다.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.13 no.2
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• pp.29-37
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• 2014

Telemetry, satellite event and error information are used to check the satellite status in ground station. Different from telemetry which only informs the parameter value, event and error gives explicit information of a certain operation or status. Event also contains ground action information because every command execution is logged as event. Currently, those information is gathered and applied only for monitoring of the satellite. However, the load of the operation is getting grown because of the excessively increased information of the satellite with the number of satellite increasement. Also, the process of reporting problem to developer (or an expert) induce time delay for satellites fault management. In this paper, we propose a satellite operation assistant system which collects event sequence and stores in different group by its feature, and then recommends or executes an appropriate action for the identified abnormal state. This system is applicable to on board system for resolving LEO-satellite autonomous fault situation since is has limited contact time.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.21 no.3
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• pp.213-219
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• 2017

Large satellite development programs might take decades to build, launch and operate in space environments at costs in excess of a billion dollars. However, small satellites can reduce the costs not only by using commercial software and sensors, but also by shortening the development period to two years or less. In this paper, we discuss the development status of small satellites, and propose some military applications of small satellites. First, we describe the industrial trends of small satellites in advanced countries such as the United States and Japan. Also, we describe the development status of small satellites in Korea. Military applications are largely classified into education, research, and operational purposes. Small satellites are developing rapidly in commercial markets and they will play an important role in military sector. Therefore, the military should consider small satellites as important strategic assets in future conflicts and provide means to develop them.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.4-4
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• 2023

C-band SAR 센서를 탑재한 수자원위성은 한반도 수자원 모니터링을 위해 개발되어 2025년 발사가 계획되어 있으며, 수변환경 및 부유물 탐지 및 다양한 활용이 기대되고 있다. 그 중 수변환경은 수변 생태계 안정성을 유지하는 역할을 담당하여 이에 대한 모니터링은 중요하다. s현장 관측 기반 탐지 방법과 비교하여 위성 원격탐사는 광범위한 지역을 반복적으로 관측하여, 연속적인 수변환경 및 부유물 정보를 제공할 수 있다. 이러한 특성에 기반하여 다양한 다중분광 및 SAR (Synthetic Aperture Radar) 위성 원격탐사 자료를 바탕으로 수변환경 및 부유물의 탐지 연구가 이루어졌다. 특히 단일 영상만을 사용하는 기법에 비해 다중분광 및 SAR 영상을 융합하여 높은 정확도를 보인 바 있다. 초기 연구에서는 임계값 알고리즘 또는 현장관측 기반의 부유물 농도와 위성 자료간의 선형관계를 분석하는 단순한 알고리즘이 주를 이루었으나, 최근에는 RF, CNN 등 보다 복잡하고 다양한 인공지능 알고리즘이 적용되어 높은 정확도로 해당 문제들을 해결하고 있다. 본 연구에서는 수자원위성 활용을 위해 인공지능 기반 수변환경 및 부유물 탐지 알고리즘을 개발하고자 한다. 수자원위성의 대체 자료로 유럽우주국의 Sentinel-1 A/B 위성의 C-band SAR 영상을 이용하였으며, 보조자료로 Sentinel-2 다중분광 영상을 이용하였다. 개발된 알고리즘은 수자원 관리를 위한 환경변화 탐지에 유용한 정보로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.440-440
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• 2022

1970년대부터 집중 건설 된 우리나라의 다목적댐, 홍수조절댐, 용수전용댐 등의 대형 국가 수자원시설물들의 '고령화'가 급속히 진행되어 수리구조물에 대한 안정성을 주기적으로 파악할 수 있는 정밀안전모니터링 체계 구축이 시급한 시점이다. 주기적인 정밀안전모니터링 방법들 중에는 위성 등을 활용한 원격관측 기술들이 최근 시도되고 있다. 위성 영상레이더(SAR; Synthetic Aperture Radar)는 마이크로파 대역의 전자기파를 송·수신하는 능동센서로 날씨 및 주·야간에 영향을 받지 않고 지표면 관측이 가능한 장점이 있다. 특히, 고정산란체 영상레이더 간섭(PSInSAR; Permanent Scatterer Interferometry SAR)기법은 영상레이더 영상에서 긴밀도(coherence)가 상대적으로 높은 수자원시설물과 같은 고정산란체의 위상(phase) 정보를 이용하여 mm급의 측정민감도로 시계열 변위 분석이 가능하다. 또한, 여러 장의 InSAR 영상을 생성하였기 때문에 DEM 오차, 위성궤도 오차, 대기 성분에 의한 지연 오차 등을 보다 정밀하게 제거할 수 있는 장점이 있다 본 연구에서는 국내 중대형 수자원시설물의 정밀안전모니터링을 위하여 고정산란체 영상레이더 간섭 기법을 영암금호방조제, 영주댐, 소양강댐 등에 적용하여 시계열 변위 분석을 수행하였다. 2014년 11월부터 2022년 3월(현재)까지 획득된 Sentinel-1 SLC(Single Look Complex) 위성자료의 상승(Ascending) 궤도 126장 및 하강(Descending)궤도 187장을 각각 활용하였다. 두 위성궤도를 모두 활용하여 수직, 수평 변위 등 3차원 분석을 수행하였으며, 특히 소양강댐 GPS 관측 자료와 정확도 검증에서 연평균 2mm의 RMSE를 보였다. 이를 통해 위성 원격탐사 기술로도 댐, 보, 방조제와 같은 수자원시설물에 대한 시계열 변위 분석을 통한 댐 안전관리가 가능함을 보여주고 있다. 2025년 발사될 국내 C-밴드 SAR 탑재 수자원위성 개발을 통해 한반도 재방문주기를 단축시킴으로써, 한반도 전역의 수자원시설물 정밀안전진단체계 구축이 가능할 것으로 기대된다.