• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.32-33
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• 2010

달의 기조력에 의한 조석현상으로 인하여 지구의 자전속도가 늦어지고, 결과적으로 층상구조를 이루고 있는 지구의 내부는 서로 다른 각속도로 자전한다는 차등자전 개념이 최근에 도입되었다. 지구내부의 각층에서 차등자전이 일어날 경우 각층의 경계면에서는 필연적으로 마찰열과 마찰 정전기가 발생하는 바, 특히 맨틀과 외핵의 경계부분에서 발생하는 마찰전기는 방전과정에서 대규모의 자기장, 즉 지구자기장을 발생시킬 것으로 예측된다. 본 연구에서는 마찰전기를 지속적으로 발생시키는 실험 장치를 개발하고, 고감도 자기센서로 자기장의 변화를 측정하였다. 실험 결과 유의미한 자기장의 변화를 측정하였고, 지구 자기장이 차등자전으로 인한 마찰전기에 의해 발생될 수 있음을 확인하였다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2003년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.143-149
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• 2003

다목적위성 1호(KOMPSAT-1, The first Korea Multi-Purpose Satellite)에 장착된 위성 자세제어용 3축 자력계(TAM, Three-Axis Magnetometer)로부터 2000년 6월 19일에서 21일 사이에 측정된 지구자기장을 분석하였다. TAM Telemetry 값을 지구관성좌표계에서 지구고정좌표계로 우선 변환시킨 후에 다시 구면좌표계로 변환하여 자료를 처리하였다. 지구자기장의 영향 이외의 위성내의 유도 전류나 온도변화로 인한 에러, 태양풍의 영향 등을 제거하였고 태양에 의한 영향을 제거하기 위해 제도를 지방시에 따라 상승 및 하강과 두 그룹으로 나눈 후 파동수대비법을 이용해 두 그룹 사이에 서로 역으로 대비되는 (inversely-correlated) 성분을 제거하였다. 측선 잡음을 제거하기 위하여 파동수 영역에서 Quadrant Swapping법을 도입하였고, 이로부터 연구 기간 중 최종적인 지구자기장을 추출하였다. KOMSAT TAM 으로부터 추출된 자기장의 주성분(corefield)을 동일 기간 중 KOMSAT과 유사한 고도에서 지구자기장 관측을 전문적으로 수행한 Ørsted 위성 관측값과 비교한 결과 이들 사이의 상관계수는 0.97로 매우 높게 나타났다 위성 자세보정용 자력계로 부터 관측된 자기장으로부터 신뢰도 있는 주성분 추출이 가능해짐에 따라 이로부터 전지구 구면조화계수를 유도할 경우 지구자기장 전문 관측위성이 존재하지 않는 기간 및 고도에 대한 자기장 연구가 가능하다.

• 자원환경지질
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• 제37권4호
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• pp.401-411
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• 2004

다목적위성 아리랑 1호(KOMPSAT-1)에 장착된 본체 자세제어용 삼축자력계(TAM) 자료로부터 2000년 6월 19일에서 21일 사이의 지구자기장을 추출하였다 전처리과정으로 관측자료를 지구관성좌표계에서 지구고정좌표계로 변환시킨 후, 이를 다시 구면좌표계로 변환하였고, 지구자기장의 영향이 아닌 위성체 내의 전류에 의한 유도자기장은 자기장의 대칭성을 이용하여 제거하였다. 지구 외적 요인에 의한 자기장의 영향을 제거하기 위해 위성 궤도를 상향 및 하향 두 그룹으로 분류한 후, 2차원 파동수대비법을 이용해 두 그룹 사이에 서로 역으로 대비되는 성분을 제거하였다. 측선 잡음을 제거를 위하여 파동수영역에서 사분면교환법을 도입하였고, 이로부터 삼축자력계 관측값으로부터 최증적인 지구자기장을 추출하였다. TAM 자기장의 검증을 위해 다목적위성과 비슷한 시기에 유사한 고도에서 지구자기장을 전문적으로 측정한 ${\phi}$rsted로부터 유도된 지구자기장 및 IGRF2000모델과 비교한 결과 이들 사이의 상관계수는 각각 0.97과 0.96으로 매우 높게 나타났다. 끝으로 이 연구에서 추출한 지구자기장으로부터 구면조화계수를 degree & order 19까지 계산한 후 이를 IGRF ${\phi}$rsted와 Champ 모델과 비교하였다. 이 연구에 의해 일반적인 지구관측위성의 자세보정용 자력계로부터 degree & order 5까지 신뢰성있는 지구자기장의 추출이 가능함은 밝혀졌고, 이로부터 이 연구의 자료처리과정을 도입하면 지구자기장 전문관측위성이 존재하지 않는 기간은 물론 관측이 존재하지 않는 고도에 대한 지구자기장의 추출이 가능하게 되었고 이로부터 전지구 자기장 모델의 저주파 성분을 향상시킬 수 있음이 밝혀졌다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.53-53
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• 2010

지표위의 어떤 지점에서의 지구자기의 수평분력 방향과 진북방향 사이의 각을 편각(Declination)이라고 정의한다. 쉽게 말하면 편각은 나침반의 자침이 가러 키는 방향과 진북방향과의 사이 각을 말한다. 대부분의 사람들은 나침반의 자침이 북자기극(North magnetic pole)을 가러킨다고 잘못알고 있다. 지구 다이나모설(Geodynamo theory)에 의하면 주로 철(약 90%)로 구성된 외핵 속에서 계속 생성 유지되고 있는 복잡한 (각각 나선형(helical)의 회전축에 대체로 평행하거나 평행하지 않은) 대류(Convection currents)에 수반하는 전류가 복잡한 지구자기장을 형성한다. 지표상에서 측정한 지구자기장의 자료를 Spherical harmonic analysis 으로 분석하면 한 개의 커다란 쌍극자(Dipole) (Inclined geocentric dipole 또는 주된 자기장(Main field) 이라고 부름), 적도쌍극자(Equatorial dipole), 4극자 (Quadrupoles), 8극자(Octupoles) 등의 여러 개의 크고 작은 쌍극자들의 총합이 지구자기장의 근원인 것처럼 해석되고 있다. 어떤 지점에서의 지구자기장의 방향은 외핵에서 생성된 천체 자기장에서 Main field를 제거한 나머지 자기장과, 상부 맨틀(upper mantle), 지각 및 지표상에 존재하는 인공 물체 또는 암석 및 광석 등의 잔류자기 및 유도자기 그리고 지형 등의 영향으로 결정된다. 어떤 지점에서의 지구자기장의 방향은 태양풍(Solar wind)과 전리층 사이의 상호작용 등의 외부자장(external field)의 영향도 받는다. 비쌍극자 자장(Non-dipole field)은 지표상에서 측정되는 총자기장에서 외핵에서 생성된 주된 자기장(Main field) 즉, 지구의 회전축에서 약 11.5도 기울어진 쌍극자 자장을 제거하고 남는 자기장을 말한다. 따라서 편각은 비쌍극자자장의 영향을 가장 많이 받는다. 비쌍극자 자장은 정지한 상태의 자장(standing field) 과 매년 서쪽으로 약 0.2도 움직이는 Westward drift하는 자장으로 크게 두 가지로 구분된다. 쌍극자 자장의 방향은 매우 느리게 변하지만 그 세기는 현재 비교적으로 빠르게 약해지고 있다. 비교적으로 매우 빠르게 변하는 비쌍극자 자장의 변화를 영년변화(Secular variation) 이라고 한다.

• 전기의세계
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• 제58권11호
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• pp.51-56
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• 2009

산업이 고도로 발달함에 따라 자기장의 정밀 측정 및 발생 등에 대한 관심이 증대되고 있다. 정밀 자기장 측정기를 이용하여 생체.의료공학, 지하광물 및 매설물 탐사, 지진 및 전파방해 예측, 지구물리탐사 및 우주 자기장 분포 측정, 항법장치, 국방 및 우주항공분야, 송유관 부식 연구 등에 활용되고 있다. KRISS에서는 첨단 자기분야의 표준/정밀측정 보급 지원을 위해 자기장 범위 $20\;{\mu}T$ ~ 1.2 mT에서 비자성 실험실, 지구자기장 상쇄장치 등을 이용하여 불확도 (4 ~ 21) ${\mu}T$/T, 자기장 범위 1 mT ~ 2.5 T에서는 헬름홀스 코일, 전자석, NMR 자기장 측정기 등을 사용하여 불확도 (10 ~ 80) ${\mu}T$/T의 표준을 유지하고 있다. 자기장는 자속(magnetic flux) 및 자속밀도(magnetic flux density)로 나눌수 있으며, 그 SI 단위는 웨버(Wb, weber)와 테슬러(T, tesla)이다. 그러나 아직까지 자성재료 등의 특성을 측정하는 전문가들은 SI 단위보다는 지금까지 널리 사용되어온 cgs 단위인 맥스웰(Mx, maxwell), 가우스(G, gauss), 외르스테드(Oe, oersted) 등에 익숙해져 있다. 앞으로 자기분야 전문가들도 기본 SI 단위로부터 소급이 유지되는 SI 자기단위의 사용을 기대해 본다.

• 정보와 통신
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• 제34권4호
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• pp.25-32
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• 2017

본고에서는 실내환경에서 측위 정확도의 요구가 높아지고 있는 시점에서 전파시스템 기반 측위 시스템 및 알고리즘이 가진 문제점을 해결하기 위해 지구고유의 자원인 지구자기장을 기반으로 실내환경에 강인한 측위 시스템 및 알고리즘에 적용 가능성을 제시한다. 본 연구를 통해 건물재료 및 공간구성에 따른 지구자기장세기 변화량이 다른 것을 확인 하였으며, 위치추정을 위한 Fingerprint 알고리즘 적용 시Database 구축의 편의성, 효율성을 높이기 위한 방법을 제안하고 실제 환경 실험을 통해 그 우수성을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권9호
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• pp.760-766
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• 2018

위성에 작용하는 외란으로 인해서 반작용휠에 원치 않는 모멘텀이 쌓인다. 이를 해소하기 위해서 위성의 축방향으로 설치한 세 개의 자기토커를 이용한다. 자기토커는 지구 자기장과 상호 작용하여 간접적으로 토크를 생성한다. 따라서 모멘텀 덤핑시 자기토커와 자기토커 주위에 형성되는 지구 자기장을 동시에 고려해야 한다. 높은 경사각을 가지는 저궤도 위성이 지구지향을 할 때 위성체의 피치축으로는 매우 약한 지구자기장이 형성된다. 이 경우 하나의 자기토커에 과부하가 걸려서 모멘텀 덤핑 성능이 떨어진다. 본 연구에서는 자기토커의 배치를 변경하여 지구지향자세에서 모멘텀 덤핑 성능을 향상시키는 방법에 대해서 살펴본다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권1호
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• pp.131-140
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• 2013

기존의 전파에 의존한 실내 위치측위 시스템의 한계점 발생으로 실내환경에서 정확도 향상을 위한 새로운 방법의 도입이 필요한 시점이다. 최근 생태계 모방 기술이 미래의 핵심기술이 되었고, 이에 따라 귀소본능을 가진 동물들이 지구자기장을 탐색하여 생체자석으로 위치친지에 사용하는 점을 적용한 정확한 위치 측위 방법을 연구하였다. 실내 위치측위를 위한 새로운 자원인 지구자기장의 적용 가능성을 확인하기 위해 건물구조, 구성재료를 구분하고 실제 자기장센서를 탑재할 수 있는 구조물과 데이터수집 모듈을 설계한 뒤, Fingerprint 기법의 위치측위 시스템을 구성하여 위치측위 자원으로서의 지구자기장의 적용 가능성을 연구하였다. 위치측위 시스템 성능 평가에서 기존의 무선랜이 설치된 건물에서는 지구자기장 세기 기반의 위치측위 시스템이 무선랜 기반 위치측위 시스템과 유사하거나 약 20% 성능이 높이 나타났다. 이와같이 실내 위치측위를 위한 인프라 설치가 되어 있지 않는 환경에서는 지구자기장이라는 고유의 지구자원으로 실내 위치측위가 가능하다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2016년도 임시총회 및 하계학술연구발표회
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• pp.18-18
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• 2016

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제9권2호
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• pp.203-212
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• 1992

인공위성의 자세결정을 위해 3축 magnetometer에 의해 측정된 지구 자기장의 자료와 IGRF 모델(tilted-eccentric dipole 모델)을 사용하였다. 지구자기장 모델으 값들을 계산하여 magnetometer 측정자료들과 비교해 보았고 이것으로부터 두 자세각 $\alpha$ 각과 $\beta$들을 구하였다. 이 두 각들을 이용하여 자세결정에 사용되는 Z 축과 자기장의 수직성분 사이의 실 자세각 $\gamma$ 에 대한 bound $\gamma1$과 $\gamma2$를 계산하여 UoSAT-11, 14, 22의 자세 상태를 알아보았다.