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Side Scan Sonar 자료처리에서 수중예인체의 절대위치
Absolute Sonar Position on Side Scan Sonar Data Processing 원문보기

한국지구과학회지 = Journal of the Korean Earth Science Society, v.24 no.5, 2003년, pp.467 - 476  

이용국 (한국해양연구원) ,  박건태 (한국해양연구원) ,  석봉출 (한국해양연구원) ,  정백훈 (한국해양연구원) ,  김성렬 (한국해양연구원)

초록
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사이드 스캔 소-나를 이용한 해저면 음향영상자료의 처리과정에서 가장 첫 번째 단계는 수중예인체의 절대위치를 결정하는 것이다. 예인체를 조사선박에 부착하지 않고 후미에서 수중예인하기 때문이다. 수중에서 음향을 이용하여 위치를 추적하는 장치나 예인체의 움직임을 관측하는 추가적인 지원장비 없이도 절대위치를 계산할 수 있는 기술적인 알고리즘이 제안되었다. 예인항적으로 작성된 모자이크 결과도면에서, 인접한 측선 간의 불일치나 모호하게 접합되는 해저형태를 발견할 수 없었다. 절대위치 계산과정에서 수중예인체의 진행방향이 부드럽게 되는 부차적인 효과가 있다. 그 결과 진행방향에 대하여 수직으로 분포하는 영상자료의 펼침형태가 안정적으로 배열되며 음향조사역(音響照射域)의 평면투영에서 자료의 유실현상도 현저하게 줄어든다. 수중에서 예인하는 방식의 다른 분야 해양조사에서도 이 연구결과의 적절한활용이 기대된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

For the seafloor acoustic image mapping of side scan sonar, the beginning step of the procedure is to fix the absolute sonar (tow-fish) position since the sonar is not hull mounted but towed astern. The technical algorithm used to calculate the actual sonar position without any other additional sub-...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 이 연구에서는, 기본적으로 취득되는 항적 자료와 음향자료 그리고 예인케이블의 방출길이 이세 가지 요소만을 이용하여, 기하학적인 방법으로 수중 예인체의 절대위치를 산출하는 기존의 연구 결과(과학기술처, 1993; 김성렬, 2000)를 체계적으로 정리하여 소개하였으며, 향후 개선되어야할 문제점을 토의하였다. 그리고 모자이크로 처리된 해저면 음향영상매핑 결과가 해저지질 분포환경을 무리 없이 표현할 수 있는지를 함께 검토하였다.
  • 동력학적인 방법은 예인 케이블의 거동을 수치해석하기 위한 케이블 특성과 해양환경(예, 해류), 현장상황 등 전반에 대한 적절한 경계(입력)조건이 필요하며, 절대위치의 근사치를 구하기 위한 수치해석에 상당량의 계산시간이 요구된다. 따라서 이 연구에서는, 기본적으로 취득되는 항적 자료와 음향자료 그리고 예인케이블의 방출길이 이세 가지 요소만을 이용하여, 기하학적인 방법으로 수중 예인체의 절대위치를 산출하는 기존의 연구 결과(과학기술처, 1993; 김성렬, 2000)를 체계적으로 정리하여 소개하였으며, 향후 개선되어야할 문제점을 토의하였다. 그리고 모자이크로 처리된 해저면 음향영상매핑 결과가 해저지질 분포환경을 무리 없이 표현할 수 있는지를 함께 검토하였다.
  • 수면반사가 나타나지 않는 근본적인 이유는, 예인체의 수중고도가 수심의 절반이하에 위치하기 때문이며, 조사선박의 항해속도 변경 또는 해저지형의 기복변화에도 그 원인이 있다. 이러한 관점에서 선박속도와 예인체의 수중 깊이는 어떤 관계가 있는지를 검토해 보았다(Fig. 5). 조사선박의 항해속도는 약 4~6 노트 범위에 집중되어 있으며, 예인체의 수중깊이는, 예인케이블의 방출 길이가 15m와 30m일 때 각각 약 4~7m와 7~10m 정도의 분포범위를 보이고 있다.
  • 정밀하게 수중위치를 추적하거나 수중예인체의 움직임을 관측하는 고가의 추가적인 지원장비 없이도, 해저면탐사 음향영상 모자이크 자료처리를 위한 절대위치 산출기법을 제안하는데 이 연구의 근본적인 목적이 있었으며, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.

가설 설정

  • 해저면 탐사가 시작되는 위치에서 d2(예인케이블의수평거리)는 산출될 수 있으므로, 조사선박의 탐사시작위치(Ss)를 원점으로 반경 d2의 원 위에 임의로 5 개의 수중예인체 출발위치(Sf)를 가정하였다(Fig. 6). Sf(O)는 조사선박의 진행방향으로 그 연장선 위에 출발위치를 설정한 것이고, Sf(a)는 Sf(O)로부터 Ss를 중심으로 a만큼 회전된 지점 즉 ±45° 및 ±90°로 4개의 경우를 고려하였다.
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참고문헌 (28)

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