본 연구에서는 인천만의 장기간 조위관측자료를 웨이블릿 방법을 통해 분석하여 평균해수변 결정을 위한 최적의 기간을 제시하고, 적정기간에 대한 우리나라의 수직기준을 새롭게 결정하였다. 그 후 결정된 평균해수면과 연안의 지상기준점(ICGP) 간의 정밀한 높이차를 결정하기 위하여 해수면에 대한 직접적인 레이저 관측을 수행하였으며, 결정된 높이차를 전체 조위관측자료에 대해 선형보간법으로 보정하여 ICGP의 정표고를 계산하였다. 최종적으로는 계산된 ICGP의 정표고를 정밀 GPS 관측과 중력지오이드모델을 이용한 GPS 수준측량 방법을 통해 수준원점 (ORBM)과 연결하고, 새로운 평균해수변 기준의 수준원점 정표고를 결정하였다. 그 결과, 본 연구에서 결정된 인천만의 평균해수면은 1910년대의 평균해수면에 비해 약 0.026m가 변동된 것으로분 석되었으며, 새로운 평균해수면을 기준으로 GPS 수준측량에 의해 재정의된 ORBM 성과는기존성과와 약 0.035m의 차이를 나타내었다. 새로운 ORBM 성과에서 나타난 0.009m의 연결오차는 GPS 수준측량시 GPS 타원체고 결정오차와 지오이드모델링 오차 등에 기인한 것으로 판단된다. 본 연구를 통해서 정밀한 GPS 수준측량만으로 새로운 평균해수변에 기준한 ORBM 정표고 성과를 정밀하게 결정할 수 있었으며, 향후 정표고 체계로의 효율적인 전환을 위해서는 장기간의 조위관측자료를 이용한 수직기준 결정과 함께 GPS 수준측량을 통한 수준성과의 연결을 적극적으로 고려할 필요가 있다.
1000 AD 경에 매우 강력한 화산 폭발을 하였던 백두산은 아직도 폭발 가능성을 가지고 있다. 따라서 백두산의 폭발 가능성을 사전에 확인할 수 있는 정기적인 감시가 필요하다. 하지만 지정학적인 이유로 백두산 지역에 정기적인 감시 시설을 설치하거나, 정기적인 관측 자료를 얻는 것이 매우 힘든 상황이다. 따라서 인공위성을 이용한 백두산 화산 폭발 가능성에 대한 정기적인 감시 기술 개발이 필요한 실정이다. GRACE 인공위성에서 획득한 백두산 지역의 중력 자료로부터 계산된 지오이드 자료의 지난 10년간의 변화를 보면, 백두산 지역에서 지진 발생을 포함한 마그마 활동 가능성이 인지된 2002년부터 2005년 사이에 매우 뚜렷한 지오이드 감소가 확인되었다. 그리고 동일한 시기에 백두산 지역의 강수량이 줄어들지 않음을 고려할 때 이러한 변화는 백두산 하부의 마그마 활동에 연관되어있을 가능성을 지시한다. 백두산 지역에서 CHAMP 인공위성을 이용하여 측정된 지난 2000년도부터 2010년까지의 자력 변화를 살펴보면, 마그마 활동이 활발했던 2000년에서 2005년도 사이에 자력이 감소하고 그 이후 다시 증가하는 현상을 보여준다. 이러한 자력의 감소는 백두산 하부 마그마 온도의 증가에 따른 주변 암석의 비자성화(demagnetization)에 의한 것일 가능성이 있다. 이러한 자료는 인공위성을 이용하여 관측한 지오이드와 자력의 변화가 백두산 하부 마그마 활동을 감시하는데 사용될 수 있는 가능성이 있음을 지시한다.
To construct precision geoid model, the gravity data having equal distribution and quality is necessary. In previous study, however, the geoid model has low precision since the biased distributed gravity data and some unverified data has been used and the gap between land and ocean exists. Now, the airborne and land gravity data was collected by various survey and the ship-borne gravity data and altimeter data has been achieved. Therefore, the precision geoid model development would be possible. And the GPS/Leveling data obtained by NGII could be used for construction of hybrid geoid in Korea. In this study, the procedure of geoid construction based on airborne, land, ship-borne and altimeter data using Remove-Restore technique will be explained. And the verification of gravimetric geoid and hybrid geoid would be introduced.
SEASAT 위성 고도계 자료의 세 지상궤도자료에 대한 자세한 검토로서 동지나해의 등포텐셜면을 구하기 위한 초기노력이 서술되었다. 참조타원상 해수위로 제시된 고도계자료의 총갱정은 해양조석, 해남, body tide 및 전도해면기압의 영향갱정의 화로서 구성된다. 수행된 갱정 결과는 GEM l0B 중력지오이드모델과 SS3 평균해수면모델과 정성적인 일치를 보이고 있어 고도계 자료의 광범위하고도 철저한 분석이 이 해역의 등포텐셜면의 결정에 크게 기여할 것으로 추정된다.
본 논문은 Geosat, ERS-1, Topex/Poseidon 위성으로부터 얻은 한반도 주변의 위도 $30^\circ{N~50}^\circ{N}$, 경도 $120^\circ{E~140}^\circ{E}$, 지역에서의 $5'\times{5"}$해면고도 데이타를 이용하여 중력이상을 계산하였다. 계산 방법은 Inverse FFT(Fast Fourier Transform) 방법을 이용하였으며, Stokes의 역계산 방정식으로 계산된 중력이상값과 한반도 일원에서 측정된 중력데이타와 비교 분석하였다. 관측데이타와 위성고도 데이타로부터 계산한 중력이상값의 차이에 대한 비교 결과에서 평균 -0.51 mGal, 표준편차 13.48 mGal을 얻었으며, 관측데이타와 OSU91A 지오포텐셜 모델로부터 계산한 중력이상값의 차이의 비교결과는 평균 11.93 mGal, 표준편차 19.19 mGal이었다. 또한, OSU91A 지오포텐셜 모델과 위성고도 데이터로부터 계산한 중력이상값의 차이의 비교 결과 평균 5.30 mGal, 표준편차 19.62 mGal이었다. 이로부터 위성고도 데이터로부터 역계산된 중력이상값을 지오이드 계산에 사용할 수 있을 것이다. 것이다.
해면지형은 지구형상 및 지오이드의 결정, 해류, 조석의 결정에 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 세계수직기준 통일 및 대륙 간, 지역 간, 육지와 도서지역 사이의 수직기준을 통일하기 위한 기초자료이기도 하다. 본 연구는 동아시아지역의 수직기준 통일을 위한 기초연구로 고해상도 평균해면모델인 KMSS04를 사용하여 평균해면고를 계산하고, 전 지구 중력장모델 EGM96과 TIGEN-GL04C를 이용하여 지오이드고를 구한 후 이들을 통하여 동아시아지역 및 각 조위관측소에서의 평균해면, 지오이드고 및 해면지형을 결정하고 분석하였다. 연구결과 일본해구와 Ryukyu해구 부근을 제외한 지역에서 해면지형은 비교적 안정적이며, InCheon 조위관측소를 제외한 기타 조위관측소에서는 모두 $40{\sim}60cm$에 가까운 해면지형의 기복을 나타내었다.
천문 경위도는 그 동안 애스트로레이브, 데오돌라이트 등을 이용한 천문 측량에 의해 결정되어 왔다. 그러나 천문 측량 방법은 기상 조건에 많은 영향을 받음은 물론 보정 과정이 복잡하여 많은 시간과 비용이 소요되므로 보다 효율적 기법의 연구가 요망되고 있다. 본 연구에서는 GPS 성과와 기존의 정표고 성과를 조합하여 천문 경위도를 산출하는 방법을 제시하고자 한다. 천문 경위도 결정에 많은 영향을 미치는 정표고는 GPS/leveling 방법 지구 중력장 모델을 사용한 DMA 방법 및 OSU91A 방법으로 도출하였으며 이를 근거로 한 각 기법별 천문 경위도를 기존 천문 측량 성과와 비교하였다. 연구 결과 두 성과는 $1{\sim}3$초 정도의 차이를 나타냈으며 정표고의 정확도가 천문 경위도 결정에 큰 영향을 미치므로 보다 이상적인 지오이드 모델이 개발된다면 GPS 관측만으로도 천문 경위도를 효율적으로 산정할 수 있을 것으로 기대된다.
표고를 정확하게 결정하기 위해서는 수준측량에 의해 얻게 되는 기하학적 표고차뿐만 아니라 중력의 차이에 의한 물리적인 표고차를 고려해 주어야 하는데 이것이 정사보정량이다. 정사보정량은 평탄지에서는 무시할 정도로 그 양이 작으나 표고가 높은 산악지에서는 그 양을 고려해 주어야만 정확한 표고를 산출할 수 있으며, 계산과정이 복잡하여 쉽게 계산할 수 없는 어려움이 있다. 본 연구에서는 이러한 정사보정량을 쉽게 계산할 수 있도록 비주얼 베이직 프로그램을 이용한 사용자 친화형 프로그램 Ortho-Calc. v1.0을 개발하였다. Nassar와 Hwang & Hsiao, 그리고 Strang Van Hees의 알고리즘을 이용하여 정사보정량을 선택적으로 계산할 수 있도록 하였으며 결과를 검증한 결과 기존 연구결과와 표준편차 0.024mm의 높은 정밀도를 나타내었다. 따라서 본 연구에서 개발한 정사보정량 계산 프로그램 Ortho-Calc. v1.0 프로그램이 널리 보금되어 활용된다면 정사보정량 계산을 빠르고 쉽게 할 수 있도록 기여할 것이며 우리나라의 정표고 성과 고시에도 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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