[논문]GB-SAR의 간섭기법을 통한 물체의 변위 측정 및 대기보정

이재희; 이훈열; 조성준; 성낙훈; 김정호

[국내논문] GB-SAR의 간섭기법을 통한 물체의 변위 측정 및 대기보정
A Measurement of Target Displacement by Using GB-SAR Interferometry and Atmospheric Correction 원문보기

이재희 (강원대학교 지구물리학과) , 이훈열 (강원대학교 지구물리학과) , 조성준 (한국지질자원연구원 지반안전연구부) , 성낙훈 (한국지질자원연구원 지반안전연구부) , 김정호 (한국지질자원연구원 지반안전연구부)

본 논문에서는 GB-SAR의 간섭기법을 이용하여 물체의 변위 측정에 대한 정밀도를 조사하였으며, 또한 대기보정을 거친 후 정밀도의 변화에 대해서 확인하였다. GB-SAR 시스템에서 안테나는 중심주파수 5.3 GHz, 밴드 폭 600 MHz인 C밴드 안테나를 사용하였고, 신호의 증폭을 위해 마이크로파 앰프를, 다편파 측정 및 분석을 위하여 스위치를 장착하였다. 레일의 총 길이는 5 m, 이동간격은 5 cm, 최대 관측 거리는 약 200 m이다. 변위 측정에 사용된 이동산란체는 trihedral corner reflector로서, 시스템 전방 약 160 m에 위치하며 시스템 방향으로 1 mm에서 40 mm 전진시켰다. 이동산란체의 실제 변위와 GB-SAR 시스템의 위상변화로 관측된 변위의 상관계수는 편파에 따라 0.9995에서 0.9996으로 나타났다. 마이크로파의 전파과정에서 거리와 습도에 따른 지연 효과를 고려하기 위하여 대기보정식을 구하였으며, 이를 이동산란체의 위상에 적용한 결과 상관계수는 0.9997에서 0.9999의 값을 나타냈고 40 mm 이동시 오차가 1 mm 이내를 나타냄으로서 대기보정을 통한 결과가 더 높은 정밀도를 나타냄을 확인하였다.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

실제 변위와 비교하였다. 또한 대기 중 습도 변화에 따른 마이크로파의 전파에 대한 지연효과를 보정함으로써 변위정밀도를 높일 수 있음을 보이고자 한다.

제안 방법

본 논문에서는 GB-SAR 간섭기법을 이용하여 이동산란체의 변위를 측정하였고, 이를 실제 변위와 비교하였다. 또한 대기 중 습도 변화에 따른 마이크로파의 전파에 대한 지연효과를 보정함으로써 변위정밀도를 높일 수 있음을 보이고자 한다.
1에서 삼각형으로 표시하였다. 이동산란체를 시스템 방향으로 1 mm, 6 mm, 10 mm, 30 mm, 40 mm를 이동하면서 각각 GB-SAR로 영상화하였다.
먼저, 모든 편파의 영상에서 이동산란 체에 의한 위상을 추출하였다. 위상은 -π에서 π사이의 값을 나타내게 되는데, (1) 에의하여 위상을 거리 R의 값으로 변환시키기 위해서는 위상 변화의 규칙성을 찾아 2n X n (ne 정수)만큼을 더해주거나 빼주는 unwrapping 과정이 필요하다.
위와 같은 방법으로 모든 편파에 대하여 이동산란체의 변위를 GB-SAR 위상을 통해 추출하였다. Fig.

대상 데이터

이 연구에 사용된 GB-SAR 실험은 2007년 7월 18일 오후 3시부터 6시 30 분까지 대전에 위치한 지질자원연구원 내에서 실시되었다. 연구원의 옥상에 시스템을 설치하였고, 측정 시 사용된 시스템의 구체적인 특징은 Table 1과 같다.
관측방향의 약 90 m 지점에 언덕과 나무가 있고, 120 ~ 150 m 지점에는 지자기 관측함이 위치하고 있다. 대기보정을 위한 고정산란체로는 90 m 지점의 나무와 120 m, 150 m에 위치한 지자기 관측함을 이용하였으며, 이는 Fig. 1에 체크모양으로 표시하였다. 이동산란 체로 쓰인 trihedral corner reflector는 약 160 m 지점에 위치시켰으며, Fig.
로 나타나며, 단위는 radian/m이다. 이 실험에서 사용 안테나는 주파수가 5.3 GHz 로, 파장 λ는 0.0566 m이며 변위 변화율은 -0.222 radian/mm이다.
대기 요소 중 마이크로파의 전파속도에 영향을 주는 가장 큰 요인은 습도이다 (Noferini et al, 2005). 측정 시 대기 중 습도 자료는 실험 장소에서 1 km 떨어진 대전지방기상청의 분 단위 습도 자료를 평균하여 사용하였다. 선정된 고정산란 체에서 96개의 위상값(4 targets X 4 편파 X 6회 측정)을 거리에 따라 나누고 이를 습도와 비교하여 Fig.

이론/모형

GB-SAR영상은 VNA를 통해 얻은 raw data를 gbsar라는 프로그램을 이용하여 Deramp-FFT algorithm로 처리하였으며, VV, VH, HV, HH의 모든 편파에 대해 얻어졌다. Fig.

성능/효과

9996의 값을 나타냈다. 모든 편파에서 비교적 높은 상관계수를 보이고 있으나, 이 실험에서의 최대 변위인 40mm 에서는 2-3mm의 오차를 보이고 있다.
5에 나타내었다(HH 편파만 표시). 그 결과, HH와 VV 편파의 상관계수는 0.9999로, VH와 HV 편파의 상관계수는 0.9997로 향상되었으며, 40 mm 변위 시 오차도 1 mm 이하로 나타났다.
GB-SAR의 간섭기법을 이용하여 약 160 m 지점에 위치한 산란체의 움직임을 측정하였을 때, 측정 변위와 실제 변 위의 상관계수는 co-p이은 0.9995, cross-pol 은 0.9996이었으며, 40 mm 변위시 2-3 mm의 오차가 나타났다. 대기보정 후의 상관계수는 co-p이은 0.
9996이었으며, 40 mm 변위시 2-3 mm의 오차가 나타났다. 대기보정 후의 상관계수는 co-p이은 0.9999, cross-pol 은 0.9997로 향상되었으며, 40 mm 변위 시 오차 또한 1 mm 이하로 향상됨을 알 수 있었다. 따라서, GB-SAR를 이용한 변위 측정 시 대기 보정, 특히 습도에 대한 보정이 반드시 필요함을 알 수 있었다.
9997로 향상되었으며, 40 mm 변위 시 오차 또한 1 mm 이하로 향상됨을 알 수 있었다. 따라서, GB-SAR를 이용한 변위 측정 시 대기 보정, 특히 습도에 대한 보정이 반드시 필요함을 알 수 있었다.
먼저, 고정산란체로 선정된 목표물이 정형화된 물체가 아니었기 때문에 편파에 따른 산란 특성의 차이를 보일 수 있으며, 또한 선정 과정에서 오차가 있을 수 있었다. 이는 고정산란체를 trihedral corner reflector로 교체하여 실험하면 오차를 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

[국내논문] GB-SAR의 간섭기법을 통한 물체의 변위 측정 및 대기보정
A Measurement of Target Displacement by Using GB-SAR Interferometry and Atmospheric Correction 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

[국내논문] GB-SAR의 간섭기법을 통한 물체의 변위 측정 및 대기보정 A Measurement of Target Displacement by Using GB-SAR Interferometry and Atmospheric Correction 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

[국내논문] GB-SAR의 간섭기법을 통한 물체의 변위 측정 및 대기보정
A Measurement of Target Displacement by Using GB-SAR Interferometry and Atmospheric Correction 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper