• 제목/요약/키워드: 해저면 후방산란강도

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천해에서의 고주파 해저면 후방산란강도 측정 (High-frequency bottom backscattering strength measurements in shallow water)

  • 최지웅;나정열;석동우;오선택;박정수
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 1호
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    • pp.198-201
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    • 1999
  • 고주파를 이용한 해저면 후방산란강도를 진해 해군사관학교 내의 실험해역에서 측정하였다. 측정된 후방산란강도를 수평입사각의 함수로 나타낸 후 Jackson 모델과 비교, 분석하였다. 해저면 구성성분을 파악하기 위해 다이버에 의해 코어링이 채취되었으며, 해저면 환경파라메터들은 Hamilton 모델에 의해 산출되었다. 분석 결과, 해저면이 거칠 경우 고주파 해저면 후방산란강도는 퇴적층 내부의 체적산란강도 보다 해저면 거칠기에 의한 산란의 영향을 많이 받는 것을 알 수 있었다.

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수중 잔향음신호를 이용한 경계면 상태 역추정 알고리즘 (Inverse estimation of boundary characteristics by using underwater reverberation signals)

  • 김상균
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1996년도 제11회 수중음향학 학술발표회 논문집 11th Underwater Acoustics Symposium Proceedings
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    • pp.45-50
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    • 1996
  • 천해에서 얻은 잔향음신호를 역추정 알고리즘으로 분석하여 자료수집 당시의 환경 변수인 해상풍의 세기와 해저면의 상태를 추정하는 방법에 대하여 기술하였다. 소오나 시스템과 잔향음신호 수집 당시의 환경 자료를 알고 있다면 음원에서 방사된 음파가 해수면에 처음 도달하는 시간과 수평입사각을 multipath eigenray model에 의해서 계산할 수 있고 이 정보를 이용하여 수신된 잔향음 신호를 분석하여 해수면에 의한 산란잔향음 준위와 시간을 계산할 수 있다. 해수면 후방산란강도는 수평입사각, 음원의 주파수, 해상풍의 세기 등에 의해 특징지어지며 계산된 잔향음 준위로부터 소오나 방정식을 이용하여 후방산란강도를 알아낼 수 있다. 이 후방산란강도를 입력자료로 하여 Method of Small Perturbation이론과 Chapman과 Harris가 유도한 실험식을 사용하여 입력된 값과 일치할 때까지 후방산란강도를 계산하여 이때의 환경변수를 찾아내었다. 한편 해저면 잔향음신호는 표준화된 후방산란강도값들의 PDF를 만들어 그 분포양상을 분석하였다. 본 논문에서 사용된 알고리즘의 검증을 위해서는 보다 다양한 환경하에서 실시된 많은 음향괸측자료를 필요로 한다.

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서해 천해환경에서 단상태 해저면 후방산란강도 측정 (Measurements of Monostatic Bottom Backscattering Strengths in Shallow Water of the Yellow Sea)

  • 손우주;손수욱;최지웅;조성호;정섬규
    • 한국음향학회지
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    • 제34권6호
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    • pp.444-454
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    • 2015
  • 한국해양과학기술원과 한양대학교가 2013년 5월 서해 경기만 남부의 연안해역에서 공동으로 수행한 해양음향 실험에서 주파수 6 ~ 14 kHz에 대한 해저면 후방산란강도 측정이 실시되었다. 실험해역의 지질 환경 특성은 다중빔 음향측심기, 스파커, 그랩을 이용하여 조사되었으며, 이로부터 정밀 해저지형 및 해저면 하부지층 구조, 표층 퇴적물 구성성분에 대한 자료를 획득하였다. 본 논문에서는 수평입사각 $28^{\circ}{\sim}69^{\circ}$에 대한 해저면 후방산란강도 결과를 도출하여 람베르트 법칙(Lambert's law) 및 APL-UW 산란 모델과 비교하였다. 또한 실험해역의 해양물리/지형학적 특성을 고려하여 해저면 후방산란 특성에 영향을 미치는 지음향 인자들에 대한 토의를 수행하였다.

다중빔 음향 탐사시스템(300 kHz)의 후방산란 자료를 이용한 해저면 퇴적상 분류에 관한 연구 (Surficial Sediment Classification using Backscattered Amplitude Imagery of Multibeam Echo Sounder(300 kHz))

  • 박요섭;이신제;서원진;공기수;한혁수;박수철
    • 자원환경지질
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    • 제41권6호
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    • pp.747-761
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    • 2008
  • 다중빔 음향 탐사 시스템의 후방산란 자료를 대상으로 한 해저면 분류의 가능성을 평가하기 위하여, KONGSBERG SIMRAD EM3000(300kHz) 후방산란 신호를 분석하고 처리하는 소프트웨어를 구현하였다. 강원도 속초항 부근에서 취득한 음압 자료를 이용하여 모자익 영상을 제작하였다. 원격 분류 결과의 검증을 위해 영상 내에서 이질적인 음압 강도로 나타나는 지역에 대하여 잠수사에 의한 직접적인 표층 퇴적물 채취와 비디오 광학 영상을 취득한 후, 후방산란 음압과의 비교를 실시하였다. 연구 대상 지역의 수심은 5m에서 22.7m까지였으며, 모자이크 영상 내의 후방산란 강도 분포는 -15dB에서 -36dB까지 나타났다. 그리고 표층퇴적물 입도 분석 결과, 평균 입도 크기는 최대 $2.86{\phi}$에서 최대 $0.88{\phi}$까지 나타났다. 시료의 입도 분석 자료와 영상의 강도 변화 사이의 상관성을 비교해 본 결과, R값은 0.56으로 나왔다. 입도 분석 자료와 후방산란 음압 자료와의 상관성을 기반으로 구현한 해저면 자동분류 시스템의 인식정도를 정량화하기 위하여, GIS시스템으로 각 대상 자료를 통합하고, 면적비교 기능을 사용하여 평가를 수행하였다. 암반 지역을 사질지역으로, 사질 지역을 암반지역으로 교차 인식하는 오인식율은 약 8.95%로, 평균 입도가 낮은 지역의 인식 면적 차이는 사용자 분류를 기준으로 약 2.06%로 나타났다. 이러한 결과는 평균 입도 변화가 해저면 후방산란에 가장 큰 영향을 미치는 요인임을 지시하고 있다. 따라서 이러한 후방산란 음압을 평가하여 평균 입도 변화를 추적하는 알고리즘을 구현할 수 있었으며, 최종 모자이크 영상을 두 개의 퇴적체로 자동 분류하는 시스템을 구현하게 되었다.

퇴적층 구성 매질 및 표면 형태에 따른 후방산란 강도 측정 (Measurements of Backscattering Strength from Various Shapes of Sediment Surfaces and Layers)

  • 김형수;최지웅;나정열;석동우
    • 한국음향학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.78-87
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    • 2003
  • 고주파 (126-㎑) 음향 신호를 이용하여 퇴적층의 구성 매질 및 표면 형태에 따른 산란 신호 변화를 측정하였다. 퇴적층은 구성 매질에 따라 사니질 (sandy mud), 사질 (sand), 자갈 (gravel)의 세가지 경우와 이를 혼합한 경우로 하였으며, 표층 연흔 (ripple) 형태에 따라 연흔과 음파 진행방향이 직각을 이루는 경우 및 평행한 경우를 모의하였다. 평면입사각 변화 및 연흔 구성 형태에 따른 후방산란 강도는 평면입사각에 비례하여 증가하였으며, 연흔 형성 방향과 음파 진행 방향이 이루는 각이 작을수록 삼차원적인 측방산란이 강하게 나타났다. 연흔과 음파가 이루는 각이 증가할수록 후방산란은 증가하였으며, 지음향적 요소 외에도 연흔 형성과 방향에 음파 산란이 강하게 의존함을 알 수 있었다.

천해에서 이동음원으로 측정한 해저면 후방산란의 통계적 특성 (Statistical Characteristics of Bottom Backscattering by a Moving Source at a Shallow Water Site)

  • 박정수;정문섭;장덕홍;최재영;심태보
    • 한국음향학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.18-23
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    • 1996
  • 산란강도의 변동에 따른 통계적 특성은 능동소나의 성능에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 주요 산란과정을 이해하는 측면에서 매우 중요하다. 본 논문에서는 천해에서 측정한 해저면 후방산란 신호의 통계적 특성 분석에 대한 내용을 기술하였다. 천천히 움직이는 30kHz의 실험용 소나로 해저면에 대한 자료를 수집하였다. 신호의 진폭변화에 대한 시${\cdot}$공간 상관함수를 계산하였다. 또한, 넓은 빔과 좁은 빔 신호의 포락선에대한 분포함수와 오경보 확률을 계산하고, 이론 모델과 비교를 시도하였다. 분석 결과에서 이동음원에 의한 해저면 후방산란 변동의 통계적 특성은 고정된 음원의 경우와 다른 특징을 나타냈다.

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천해 해역에서 측정한 고주파 해저면 복반사음 특성 (High Frequency Reverberation Characteristics in Shallow Water)

  • 박정수
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1992년도 학술논문발표회 논문집 제11권 1호
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    • pp.189.1-196
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    • 1992
  • 복반사음은 능동소나의 운용이나 수중음향 원격탐사를 위한 기초자료로 이용된다. 여름철(9월) 천해 해역에서 실시한 고주파 음향실험 자료를 바탕으로 몇가지 복반사음 변화 특성들을 살펴보고 그 원인을 규명하고자 하였다. 실험기간중 복반사음은 거의 해저면에 의한 복반사음으로 분석되었으며, 이로부터 해저면 후방산란강도를 계산하였다.

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천해 해역에서 측정한 고주파 해저면 복반사음 특성 (High Frequency Reverberation Characteristics in Shallow Water)

  • 박정수
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1992년도 학술논문발표회 논문집 제11권 1호
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    • pp.189.2-203
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    • 1992
  • 복반사음은 능동소나의 운용이나 수중음향 원격탐사를 위한 기초자료로 이용된다. 여름철(9월) 천해 해역에서 실시한 고주파 음향실험 자료를 바탕으로 몇가지 복반사음 변화 특성들을 사펴보고 그 원인을 규명하고자 하였다. 실험기간중 복반사음은 거의 해저면에 의한 복반사음으로 분석되었으며, 이로부터 해저면 후방산란강도를 계산하였다.

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천해 해역에서 측정한 고주파 해저면 잔향음 특성 (High Frequency Bottom Reverberation Characteristics in Shallow Water)

  • 박정수;정문섭;최재영
    • 한국음향학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.5-12
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    • 1993
  • 고주파 음원을 사용하여 측정한 천해 해역에서의 잔향음 특성 변화와 해양 환경요소와의 연관성을 고찰하고자 하였다. 여름철에 실시한 현장실험에서 획득한 잔향음신호를 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 수직 음속이 음의 기울기를 갖고 있어서 해저면 잔향음이 우세하다. 2) 음파발사 방위각에 따라 19dB 이상의 해저면 잔향음준위 차이를 보인다. 3) 계산된 해저면 후방산란 강도는 기존의 측정자료에 비해 약간 높게 나타난다.

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천해 체적 산란강도의 수직분포 변동성 (Variability of Vertical Distribution of Volume Scattering Observed in the Shallow Water)

  • 박경주;김은혜;강돈혁;나정열
    • 한국음향학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.69-77
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    • 2003
  • 연안역의 천해 해저면에 설치된 ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler, 300㎑, 1200 ㎑)를 이용, 천해에서 체적 산란강도 (volume scattering strength, Sv)의 수직분포에 대한 시변동성을 알아보았다. 수심 85m와 113m에서 ADCP로 측정한 후방 산란강도의 일주기 변동성은 동물플랑크톤 (zooplankton)으로 추측되는 산란체의 일주기 수직이동 (daily vertical migration)에 기인된 것으로 추정되었다. 그러나 수심 20m의 천해에서 관측된 산란강도의 시변동성은 경험적 직교함수 (Empirical Orthogonal Function, EOF) 분석 결과, 해저면 부근의 변화가 천해 체적 산란강도의 변동성에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.