• 전자공학회지
• /
• 제31권6호
• /
• pp.96-109
• /
• 2004

해수의 물리적 성질은 수온, 염분 그리고 밀도 등으로 특성 지워지며 이러한 특성들의 시공간적인 분포 파악은 해수의 유동, 해양-대기 상호작용 및 해수자원 분포 파악 등에 필수적인 요소로 해양학 연구의 기본 관측 항목이 된다.(중략)

• 한국음향학회지
• /
• 제20권5호
• /
• pp.92-99
• /
• 2001

1999년 10월에 수행한 한국 동해 중북부 해역의 토모그래피 실험은 저주파수음원을 블라디보스톡 부근의 대륙붕 해역에 위치시켰고 수직선배열 수신기를 울릉도 부근에 고정시켜 원거리 음향 신호의 변화특성을 파악코저하였다. 음원은 위상 변조된 신호이며 울릉도 부근해역의 수직선배열 수신기를 이용하여 자료를 수집하였다. 수신된 자료에 대해 도달시간 및 그 변화를 파악하였다. 이를 위해 위상 변조된 신호를 복조하였으며 특성을 파악하기 위해 도달시간 확산 및 상관성 분석을 수행하였다. 분석결과 단주기성 변화가 존재하고 있으며 이는 내부파에 의한 매질의 수직 변동에 의한 영향이라 할 수 있다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
• /
• 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 1호
• /
• pp.181-184
• /
• 1999

동해 울릉분지에서 1998년 8월 수중 폭발성 음원인 SUS를 이용하여 수온구조를 파악하기 위하여 해양음향 토모그래피 실험을 수행하였다. 실험은 관측해역 중앙에 수직선배열 수신기(수심 270-360m, 10개)를 설치하고 수신기를 중심으로 반경 30km와 603m에서 항공기를 이용하여 SUS charge(244m)를 36개 지점에 투하하였다. 역산결과와 비교하기 위해 AXBT를 이용하여 각 지점에 대한 수직 수온관측이 동시에 수행되었다. 도달시간 계산을 위해 폭발수심 및 시간은 실험식을 이용하였으며 이를 이용하여 음선경로별 도달시간을 관측하였다. 수직단면 수층을 여러 충으로 나누어 격자별 음선 전파거리를 계산, 표준해양에 대한 도달시간 차이를 이용한 역산 결과는 관측결과와 비교했을 떼 각각의 결과는 차이가 있었으나 전반적인 경향은 유사하게 나타났다.

• 한국음향학회지
• /
• 제13권6호
• /
• pp.75-82
• /
• 1994

해수내에서 수중음파의 전파경로 및 도달시간은 해수의 물리적 성질에 의해 커다란 영향을 받는다. 최근의 해양탐사 방법의 하나인 해양음향 토모그래피는 음원과 수신기 사이의 음파 도달시간 차이로부터 해수의 물리적 특성(주로 음속, 수온, 해류변동)을 파악하는 방법이다. 해양음향 토모그래피에 의한 해양탐사를 수행하기 위해서는 비균질 매질에서의 음파전파 모델을 이용하여 매질변동에 따른 음파의 전파경로 및 도달시간 등의 파악이 우선이다. 또한 수신신호는 음파 전파경로의 식별, 매질변동에 따른 수신신호의 안정성, 그리고 주위잡음과 음원신호를 구별하기 위한 분해능 등을 만족하여야 한다. 본 연구에서는 동해에서 해양음향 토모그래피에 의한 해양탐사의 가능성을 검토하기 위하여 기존의 관측자료로부터 표준해양을 설정하여 음파의 도달시간 및 전파경로의 기준으로 정하였다. 동해의 표준해양의 특성은 표층의 음속이 약 1523 m/s이고 최소음속층인 400 m층의 음속이 약 1458 m/s이다. 동해 의 수중음속 변동은 직경 100 km 이상인 중규모 난수성 소용돌이 출현으로 인하여 매우 심한데 수심 200 m 정도까지 확장하여 존재한다. 음원과 수신기의 수심을 최소음속층보다 약간 상층인 350 m수심에 두고 수평거리가 200 km떨어진 표준해양과 소용돌이 음속구조에 대한 음파 전파특성을 파악하였다. 사용된 모델은 음선이론에 근거한 비균질매질에서의 음파전파 모델이며, 이를 이용하여 eigenray 정보를 산출하였으며, 중심주파수가 400 Hz, 주파수폭이 16 Hz, 펄스 길이가 64 ms인 LFM 펄스를 가진 가상적인 음원신호를 설정하여 수신신호를 모의하였다. 수신신호 모의 결과와 수치모델에 의한 동해에서의 음파 전파특성 결과는 해양음향 토모그래피 운용을 위한 필수적인 음파 전파경로의 식별, 매질변동에 따른 안정성, 그리고 주위잡음과 음원신호의 구별을 위한 분해능을 만족한다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제4권3호
• /
• pp.170-179
• /
• 1999

동해 울릉분지에서 해양내부 수온구조를 파악하기 위하여 폭발성 수중음원(signal underwater sound, SUS)을 이용하여 해양음향 토모그래피 실험을 1997년 6월에 실시하였다. 토모그래피 실험은 $120{\times}120$ km 격자 바깥쪽 경계선에 SUS 21개를 항공기에서 단시간에 투하하였고 그 신호는 관측해역 남쪽에서 수직선배열 수선기로 수신하였다. 수평단면 역산모텔로 얻어진 수온 분포는 150-200 m 수심에서 난수성 소용돌이가 존재함을 보여주어 AXBT에 의한 실측 수온분포와 유사하게 나타났다. 수직모델 역산결과 수직 음속구조 형태는 AXBT 관측결과와 유사하나 250 m 보다 얕은 수심에서는 실제 관측값보다 높은 값을 나타내었다. SUS가 폭발한 수심과 시간이 갖는 불확실성을 고려하여 임의 오류값을 입력한 역산 실험결과는 150-200 m 수심에서 난수성 소용돌이 형태를 보여주나 절대 수온값이 $2^{\circ}C$ 정도 낮게 나타났다. 이러한 결과는 SUS를 음원으로 이용할 때 폭발 위치 및 폭발 시간 측정에 오류가 있음에도 불구하고 잘 발달된 중규모 해양현상을 추적하는데 SUS를 이용한 해양음향 토모그래피 적용 가능성이 매우 높음을 보여준다.

• 한국음향학회지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.153-161
• /
• 2003

본 논문에서는 음파가 다중 경로를 통하여 수신되는 경우 음파의 도달시간을 보다 정확하게 파악하기 위한 방법으로 웨이브렛 패킷을 기반으로 한 신호 처리 기법을 제안하였다. 그 식별 성능 분석을 위해 제안된 방법과 기존의 정합 필터 방법을 모의 실험하였고, 또한 실측 신호에 대해 적용하여 비교 및 분석하였다. 그 결과 제안된 웨이브렛 패킷 기반의 신호처리 방법이 정합 필터 방법을 적용한 경우보다 많은 도달 시간을 식별하였고, 기존의 정합 필터 방법으로 식별하기 어려운 다중경로 환경에서의 도달시간을 보다 효율적으로 추정할 수 있는 가능성을 확인하게 되었다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
• /
• 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
• /
• pp.377-380
• /
• 2004

정합장처리는 음파를 이용하여 해양환경 변수와 표적의 위치를 추정하는 신호처리 기법을 말한다. 이를 연구 하기 위하여 2003년 10월, 2004년 5월과 10월 등 3차례에 걸쳐 음향실험을 실시하였다. 동해시 앞의 수심 100-150 해당하는 대륙붕 지역에 20채널의 수직 선배열 센서를 설치하고 저주파 예인 음원기, 토모그래피 음원, 전구 발파기를 이용하여 음향신호를 획득하였다. 측정된 해양 및 음향자료와 실험 해역에 대한 지음향 데이터 베이스를 이용하여 일차적으로 음원의 위치 및 지음향 변수를 추정하는 분석을 실시하였다. 국방과학연구소, 한양대학교, 서울대학교가 참여하는 공동실험은 앞으로 3차례 더 실시할 계획에 있다.

• 한국음향학회지
• /
• 제23권1호
• /
• pp.24-29
• /
• 2004

최근에 OAT(Ocean Acoustic Tomography) 분야에서 M-시퀀스를 이용한 펄스압축 (pulse compression) 기법을 이용하여 해양 구조를 분석하는 많은 연구가 이뤄지고 있다. M-시퀀스는 정합필터 (matched-filter)을 사용한 복조를 통해. 훌륭한 시간 분해능 (resolution) 및 도플러 분해능을 제공할 수 있다. 또한 수신 신호를 적절하게 처리함으로써 수신기 출력의 신호대잡음비 성능을 개선할 수 있으며, 수신 신호를 동기적으로 평균하는 것은 그것에 대한 좋은 예라고 할 수 있다. 그리고 데이터를 빠르고 효율적으로 처리할 수 있는 FHT (Fast Hadamard Transform) 또는 FFT (Fast Fourier Transform) 기법을 사용함으로써 처리 속도를 효율적으로 개선할 수 있다. 본 논문에서는 동해 연안에서 수집된 데이터를 이용하여 수중 음파의 다중경로 성분과 지연 시간을 분석하며, 송수신기간의 샘플링 속도 오차에서 비롯된 현상을 설명하고 오차를 보상하는 방법을 제시한다. 그리고 채널의 scattering 함수, 지연 전력 프로파일 (delay power profile), 시간 확산 특성 등을 통하여 해양 음향 채널의 특성을 분석하도록 한다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제6권1호
• /
• pp.40-52
• /
• 2003

한반도와 일본열도 사이에 위치하는 동해 남서부의 열림모델이 다양하게 제시되었음에도 불구하고 한반도의 대륙주변부의 지각구조는 잘 알려져 있지 않다. 그 결과 동해의 열림을 설명하는 데에 필요한 대륙의 리프팅과 해저면 확장과정은 정확히 제시되지 못하고 있다. 이 연구에서는 다중채널 탄성파자료와 해저면지진계자료로부터 한반도의 대륙주변부에서 울릉분지의 중앙부까지 지각구조를 구하였다. 울릉분지의 지각은 그 두께가 약 10km로서 정상보다 두꺼우나 깊이에 따른 속도분포에서 전형적인 해양지각의 특성을 갖는다. 대륙주변부에서 대륙과 해양지각간의 급격한 전이가 발생하는데 약 50km의 거리에서 지각의 두께가 상당히 감소하며 모호면이 얕아진다. 대륙주변부에서는 특징적으로 고속도(최대 7.4km/s)의 하부지각이 존재하는데 이것은 대륙사면 아래에서 10km이상 두꺼우며 바다쪽으로 첨멸된다. 이 고속도의 하부지각은 맨틀의 온도가 정상보다 뜨거운 환경에서 대륙이 리프트되는 동안 형성된 magmatic underplating으로 해석된다. 대륙사면의 음향기반은 많은 양의 화산분출에 의해 발달된 화성층서를 보여준다. 이러한 점들은 한반도 대륙주변부의 진화가 화산성의 리프트된 대륙주변부에서 일어나는 과정에 의해 설명될 수 있음을 제시한다. 지구규모의 지진파 토모그래피는 상부 맨틀이 한반도의 대륙주변부와 울릉분지에서 비정상적으로 뜨거운 것을 보여줌으로써 이러한 제시를 뒷받침한다.