• Current Optics and Photonics
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• 제7권5호
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• pp.545-556
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• 2023

This paper introduces volume-sharing multi-aperture imaging (VMAI), a potential approach proposed for volume reduction in space-borne imagers, with the aim of achieving high-resolution ground spatial imagery using deep learning methods, with reduced volume compared to conventional approaches. As an intermediate step in the VMAI payload development, we present a phase-1 design targeting a 1-meter ground sampling distance (GSD) at 500 km altitude. Although its optical imaging capability does not surpass conventional approaches, it remains attractive for specific applications on small satellite platforms, particularly surveillance missions. The design integrates one wide-field and three narrow-field cameras with volume sharing and no optical interference. Capturing independent images from the four cameras, the payload emulates a large circular aperture to address diffraction and synthesizes high-resolution images using deep learning. Computational simulations validated the VMAI approach, while addressing challenges like lower signal-to-noise (SNR) values resulting from aperture segmentation. Future work will focus on further reducing the volume and refining SNR management.

• 천문학회보
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• 제35권1호
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• pp.39.2-39.2
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• 2010

In this paper, I present the domestic development of near infrared camera systems for the ground telescope and the space satellite. These systems are the first infrared instruments made for astronomical observation in Korea. KASINICS (KASI Near Infrared Camera System) was developed to be installed on the 1.8m telescope of the Bohyunsan Optical Astronomy Observatory (BOAO) in Korea. KASINICS is equipped with a $512{\times}512$ InSb array enable L band observations as well as J, H, and Ks bands. The field-of-view of the array is $3.3'{\times}3.3'$ with a resolution of 0.39"/pixel. It employs an Offner relay optical system providing a cold stop to eliminate thermal background emission from the telescope structures. From the test observation, limiting magnitudes are J=17.6, H=17.5, Ks=16.1 and L(narrow)=10.0 mag at a signal-to-noise ratio of 10 in an integration time of 100 s. MIRIS (Multi-purpose InfraRed Imaging System) is the main payload of the STSAT-3 in Korea. MIRIS Space Observation Camera (SOC) covers the observation wavelength from $0.9{\mu}m$ to $2.0{\mu}m$ with a wide field of view $3.67^{\circ}{\times}3.67^{\circ}$. The PICNIC HgCdTe detector in a cold box is cooled down below 100K by a micro Stirling cooler of which cooling capacity is 220mW at 77K. MIRIS SOC adopts passive cooling technique to chill the telescope below 200K by pointing to the deep space (3K). The cooling mechanism employs a radiator, a Winston cone baffle, a thermal shield, MLI of 30 layers, and GFRP pipe support in the system. Opto-mechanical analysis was made in order to estimate and compensate possible stresses from the thermal contraction of mounting parts at cryogenic temperatures. Finite Element Analysis (FEA) of mechanical structure was also conducted to ensure safety and stability in launching environments and in orbit. MIRIS SOC will mainly perform the Galactic plane survey with narrow band filters (Pa $\alpha$ and Pa $\alpha$ continuum) and CIB (Cosmic Infrared Background) observation with wide band filters (I and H) driven by a cryogenic stepping motor.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권11호
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• pp.88-94
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• 2005

본 논문은 강성 요구조건과 열지향오차 요구조건을 만족하는 지구관측위성의 블레이드형 광학탑재체 지지구조물 개발에 대한 연구이다. 먼저 형상 요구조건을 만족하는 광학탑재체 지지구조물을 설계하였으나, 강성 요구조건을 만족하지 못하여 광학탑재체 지지구조물의 외부와 내부에 보강재를 추가하여 이를 해결하였다. 그러나, 열지향오차 요구조건을 만족시키지 못하여, 플랫폼 지지 구조물을 플래폼 상/하단에 모두 장착한 대칭형 구조로 설계하였다. 이 경우 이전 모델에 비해서 열지향오차가 많이 줄어들기는 하였지만 역시 열지향오차 요구조건을 만족시키지는 못하였다. 이전 설계 결과를 바탕으로 측면형 플랫폼 지지 구조물을 설계하여 강성요구조건 및 열지향오차 요구조건을 만족하는 광학탑재체 지지구조물을 최종적으로 설계하였다. 본 설계를 통해서 다음의 결론을 얻을 수 있었다. 강성측면에서는 플랫폼의 면재 두께 증가나 보강재 추가 그리고 블레이드의 개수를 늘려서 강성을 증가시킬 수 있었다. 열지향오차측면에서는 가능한 같은 재료를 가진 구성품들을 서로 결합시키고, 광학탑재체 지지구조물을 대칭형 구조물로 설계함으로써 열지향오차를 감소시킬 수 있었다.

• 한국대기환경학회지
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• 제27권3호
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• pp.326-336
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• 2011

The Light Detection and Ranging (Lidar) observation provides a specific knowledge of the temporal and vertical distribution and the optical properties of the aerosols. Unlike typical Mie scattering Lidars, which can measure backscattering and depolarization, the Raman Lidar can measure the quartz signal at the ultra violet (360 nm) and the visible (546 nm) wavelengths. In this work, we developed a method for estimating mineral quartz concentration immersed in Asian dust using Raman scattering of quartz (silicon dioxide, silica). During the Asian dust period of March 15, 16, and 21 in 2010, Raman lidar measurements detected the presence of quartz, and successfully showed the vertical profile of the dust concentrations. The satellite observations such as the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) and the Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations (CALIPSO) confirmed spatial distribution of Asian dust. This approach will be useful for characterizing the quartz dominated in the atmospheric aerosols and the investigations of mineral dust. It will be especially applicable for distinguishing the dust and non-dust aerosols in studies on the mixing state of Asian aerosols. Additionally, the presented method combined with satellite observations is enable qualitative and quantitative monitoring for Asian dust.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제18권2호
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• pp.101-108
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• 2001

경희대학교의 인공위성 관측용 40cm 망원경 시스템을 이용하여 한반도 주변상공에서 관측이 가능한 정지궤도위성 중 6개국의 통신위성 9기와 기상위성 1기를 선정하여 저분산 분광관측을 시도하였다. 그 결과 가시광 영역에서 인공위성 각각의 고유한 분광선 형태가 상호간 현저하게 차이가 있어 보였고 이를 분광선 패턴에 따라 4종류의 그룹으로 분류가 가능하였다 국가별, 임무별로 인공위성의 정밀한 분광선 패턴별 목록화를 위해서는 더 많은 인공위성의 분광관측 데이터가 필요하고 이를 바탕으로 지상 실험실 측정자료와 비교하여 인공위성의 외부 구조체 재질과 색깔을 식별하여야 한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.209-216
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• 2018

고해상도 위성영상은 기상관측, 지형관측, 원격탐사, 군사시설감시, 문화재보호 등 많은 분야에서 이용된다. 위성영상은 동일한 위성영상 시스템에서 획득한 영상이라 할지라도 하드웨어(광학장치, 위성의 운용고도, 영상 센서 등)의 조건에 따라서 해상도가 저하된 영상들이 발생한다. 따라서 위성이 발사된 이후에는 이러한 해상도가 저하된 영상들의 해상도 향상을 위해서 영상시스템의 하드웨어를 변경하는 것은 불가능하므로 위성영상 자체를 이용하여 해상도를 향상시키는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 저해상도 위성영상을 이용하여 해상도를 향상시키는 방법으로 SR(Super Resolution) 알고리즘을 사용하였다. SR 알고리즘은 다수의 저해상도 영상들의 정합을 통해 영상의 해상도를 향상시키는 알고리즘이다. 하지만 위성영상에서는 동일 지역에 대한 여러 장의 영상을 획득하기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 특징점 자동추출과 투영 변환(Projection Transform)을 적용 후 영상에 대한 기하학적 변화를 보정하여 SR 알고리즘을 수행하였다. 그 결과 수동으로 특징점을 구한 SR 결과와 같이 에지 부분이 뚜렷하게 나타나는 것을 확인 할 수 있다.

• 천문학논총
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• 제19권1호
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• pp.65-70
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• 2004

An imaging spectrograph concept optimized for extended far-ultraviolet emission sources is presented. Although the design was originally developed for FIMS aboard the first Korean science satellite STSAT-l launched on September 27, 2003, no rigorous theoretical background of the spectrograph design has been published. The spectrograph design employs an off-axis parabolic cylinder mirror in front of a slit that guides lights to a diffraction grating. The concave grating provides moderate spatial resolution over a large field of view. This mapping capability is absent in most astronomical instruments but is crucial to the understanding of the nature of a variety of astrophysical phenomena. The aberration theory presented in this paper can be extended to holographic gratings in order to improve the spatial as well as the spectral resolutions.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제17권2호
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• pp.309-316
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• 2000

KOMPSAT-2 will carry MSC(Multi-Spectral Camera) which provides 1m resolution panchromatic and 4m resolution multi-spectral images at the altitude of 685km sun-synchronous mission orbit. The mission operation of KOMSPAT-2 is to provide the earth observation using MSC with nadir pointing. KOMPSAT-2 will also have the capability of roll/pitch tilt maneuver using reaction wheel of satellite as required. In order to protect MSC from thermal distortion as well as direct sunlight, MSC shall be operated within the constraint of sun incidence angle. It is expected that the sunlight will not violate the constraint of sun incidence angle for normal mission operations without roll/pitch maneuver. However, during roll/pitch tilt operations, optical module of MSC may be damaged by the sunlight. This study analyzed sun incidence angle of payload using KOMPSAT-2 AOCS (Attitude and Orbit Control Subsystem) Design and Performance Analysis Soft ware for KOMPSAT-2 normal mission operations.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권10호
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• pp.872-881
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• 2012

(주)쎄트렉아이는 지구관측위성의 주 탑재체로 사용될 고해상도 전자광학카메라, EOS-C Ver.3.0의 FM 개발을 완료하였다. EOS-C Ver.3.0 FM은 STM 열진공 시험 결과를 이용한 설계 최적화를 통해 STM 대비 향상된 열제어 성능을 갖도록 설계되었다. FM 개발 후, 인수(acceptance) 수준의 열진공 시험 수행을 통해 작업도(workmanship) 확인을 완료하였다. 또한 열평형 시험 결과를 이용하여 열-수치 모델에 대한 검증 작업을 수행, 열-수치 모델이 EOS-C Ver.3.0 FM의 실제 열적 특성을 잘 모사하고 있음을 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제28권4호
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• pp.449-458
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• 2012

본 연구에서는 덕적도와 제주도에서 2005년 10월 15일부터 2007년 10월 24일 까지 9차례에 걸친 집중 관측기간 동안 포집된 PM2.5의 질량 농도 자료와 Moderate-resoultion Imaging Spectroradiometer (MODIS) 인공위성 관측자료로 분석된 대기 에어러솔 광학두께(AOT; Aerosol Optical Thickness) 자료로부터 지역 대기 중 미세 입자의 농도 변화 특성 및 대기질 감시를 위한 인공위성 자료의 활용 가능성을 분석하였다. 전체 관측 기간 중 PM2.5의 일 평균 농도는 덕적도에서는 $25.61{\pm}22.92{\mu}g/m^3$, 제주도에서는 $17.33{\pm}10.79{\mu}g/m^3$으로 변화가 크게 나타났으며, 황사가 발생한 2006년 4월 8일에는 덕적도와 제주도에서 각각 최대값 $188.89{\mu}g/m^3$과 $50.46{\mu}g/m^3$를 기록하였다. 또한 두 지역의 MODIS AOT 값은 $0.79{\pm}0.81$(덕적도), $0.42{\pm}0.24$(제주도)였으며, AOT의 최대값은 PM2.5와 마찬가지로 황사현상이 발생한 2007년 4월 8일에 3.73(덕적도), 1.14(제주도)로 나타났다. 그리고 지상에서 관측된 PM2.5 농도의 공간 분포 양상을 파악하기 위하여 MODIS AOT와 PM2.5의 상관관계 분석결과, 덕적도는 0.85, 고산은 0.06으로서 비교적 에어러솔의 영향을 많이 받는 덕적도가 고산보다 높은 상관계수 값을 나타내었다. 이러한 상관관계를 근거로 하여 도출된 1차 선형회귀 방정식으로부터 MODIS AOT값을 PM2.5로 환산한 결과는 인공위성 자료로부터 대기환경 감시를 가능케 하는 수단이 될 수 있어 유용할 것이다.