초록 ▼

○ ‘무게식 강수량계의 최적 알고리즘 개발’과 ‘최적 H/W 사양과 품질관리 표준규격 도출’을 목표로 국내 운용 중인 모델에 적용될 수 있는 알고리즘을 개발

○ 실내실험과 야외관측 자료를 이용하여 대표적인 사례에 개발된 알고리즘을 적용, 검증

○ 웰비안시스템의 WPG-A1의 경우, 1년 이상의 관측자료에 대하여 누적 강수량 비교에 더하여 알고리즘 성능의 정량적 목표인 ‘무강수 식별 정확도’, ‘Trace 강수 식별 정확도’ 그리고 ‘강수강도별 측정 강수량의 편차’를 검증

○ 수수구 크기가 다른

○ ‘무게식 강수량계의 최적 알고리즘 개발’과 ‘최적 H/W 사양과 품질관리 표준규격 도출’을 목표로 국내 운용 중인 모델에 적용될 수 있는 알고리즘을 개발

○ 실내실험과 야외관측 자료를 이용하여 대표적인 사례에 개발된 알고리즘을 적용, 검증

○ 웰비안시스템의 WPG-A1의 경우, 1년 이상의 관측자료에 대하여 누적 강수량 비교에 더하여 알고리즘 성능의 정량적 목표인 ‘무강수 식별 정확도’, ‘Trace 강수 식별 정확도’ 그리고 ‘강수강도별 측정 강수량의 편차’를 검증

○ 수수구 크기가 다른 장비(면적: 314㎠, 200㎠)를 제작하여 비교관측을 수행하여 수수구 크기가 강수량 측정에 유의미한 차이를 주지 않는다는 점을 확인. 아울러 자료처리에 적합한 샘플링 방법 및 기본자료 생성 주기 등에 관한 최적의 규격을 제시. 기존장비에 연결하여 개발된 알고리즘을 적용할 수 있는 원시자료획득·처리모듈을 개발

○ 종합적으로, Geonor의 경우 일정수준 오차를 감수할 때 적용 가능, OTT의 경우 강수검출 지연을 보완하고자 할 때 활용. 웰비안시스템의 경우 기존 알고리즘에 비해 개선되었음이 확인되어 향후 적용, MPS의 경우 기존 알고리즘 보다 유리할 것이 없어 적용 불필요하다는 결론을 제시

(출처 : 요약서 3p)

Abstract ▼

Purpose & Contents
The purpose of this study is to develop the algorithm applicable to the practical meteorological sensors using load cell through the followings tasks, as stated in RFP;
• Developing the optimal algorithm for weighng precipitation gauge
• Introducing the best H/W specifica

Purpose & Contents
The purpose of this study is to develop the algorithm applicable to the practical meteorological sensors using load cell through the followings tasks, as stated in RFP;
• Developing the optimal algorithm for weighng precipitation gauge
• Introducing the best H/W specification and standards of quality control

Results
1. The methods for developing or upgrading the algorithms was introduced for the weighing precipitation gauges under operation in this country(manufacturer: Geonor, OTT, Wellbian System, MPS) by analyzing thw environmental condition such as wind and temperature.

2. The algorithms are developed by using the data of indoor experiment and field observation, and modified by applying to the real data for each model. For OTT and MPS, raw data are not available, the output data on the weight of container to which algorithm is not applied.

3. The developed algorithms are tested with the representative data, and for thw WPG-A1 of Wellbian System the algorithm was applied to the field data more than 1 year. This verification was done according to the quantitative goal of performance, such as 'accuracy of identifying no-precipitation', accuracy of identifying trace-precipitation' and 'Deviation of amount on different intensities', as set in original plan.

4. Regarding to the H/W specifications, two weighing precipitation gauges(collect area: 314㎠, 200㎠) were made and tested, and confirmed that the size difference does not induce any significant measurement difference. Also the optimal specifications for sampling method and data interval were presented.
And the module for acquisition & processing of raw data was developed for use of connecting to gauges.

5. As the summary, the applicability of developed algorithms was presented as follows: For Geonor- applicable only if some errors of amount id acceptable because the raw data is very sensitive to temperature variation and unstable. For OTT- valuable in use when needed to supplement the delay more than 5 minutes of thr existing algorithm even though it is very stable. For Wellbian System- needed in use because the improvement on '0 output for no-precipitation' and 'detectability of trace' was confirmed. For MPS- no advantage rather than existing algorithm due to the long interval(1 minute) of basic data.

Expected Contribution
○ To upgrade the weighing precipitation gauges under operation in KMA and etc.
○ To expand the application to related instruments, such ad for snow depth, evaporation, water level measurement.
○ To promote foreign market of weighing precipitation gauge with upgraded performance competitiveness.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• CONTENTS ... 6
• 목차 ... 7
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 8
• 1. 연구개발 목적 ... 8
• 2. 연구개발의 필요성 ... 9
• 3. 연구개발 범위 ... 10
• 제2장 국내외 기술 개발 현황 ... 15
• 1. 강수량계에 대한 기술적 한계 ... 15
• 2. 국내외 기술 수준 현황 ... 15
• 제3장 연구 수행 내용 및 성과 ... 18
• 1. 환경조건에 따른 모델별 출력 특성 분석 및 개선요소 규명 ... 18
• 2. 로드셀 원시자료 획득･처리 장치 개발 및 실험 ... 33
• 3. 강수량 측정 로드셀의 알고리즘 개발 ... 34
• 4. 최적의 H/W 설계 방안 도출 ... 46
• 5. 야외 비교관측을 통한 알고리즘 수정 및 보완 ... 51
• 6. 최적의 규격 및 품질관리 방안 제시 ... 52
• 7. 검사 절차서 개발 ... 52
• 8. 알고리즘 검증 ... 54
• 제4장 목표 달성도 및 관련분야 기여도 ... 97
• 제5장 연구개발 성과의 활용계획 ... 99
• 제6장 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 100
• 제7장 연구개발 성과의 보안등급 ... 100
• 제8장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 100
• 제9장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행 실적 ... 100
• 제10장 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 101
• 제11장 기타 사항 ... 101
• 제12장 참고 문헌 ... 102
• 끝페이지 ... 103