초록 ▼

Ⅳ. 연구 내용 및 결과
1. 기상탑재체 체계 개발
가. 사업 추진 체계 개발
- 체계종합의 마일스톤 일정을 기반으로 한 기상탑재체 개발 일정 및 산출물 관리
- 체계공학을 이용한 프로젝트 관리 수행

나. 기상탑재체 체계 운용개념 확보
- 개선된 하이버드(대체에너지 이용 장기체공무인항공기) 운영 시나리오 적용
- 하이버드 운영 시나리오에 따른 기상탑재체 작동 모드 개선

다. 기상탑재체 체계 구성
- 기상탑재체 구성품 및 주요성능 개선
- 시험제작을 통한 상세설계 개

Ⅳ. 연구 내용 및 결과
1. 기상탑재체 체계 개발
가. 사업 추진 체계 개발
- 체계종합의 마일스톤 일정을 기반으로 한 기상탑재체 개발 일정 및 산출물 관리
- 체계공학을 이용한 프로젝트 관리 수행

나. 기상탑재체 체계 운용개념 확보
- 개선된 하이버드(대체에너지 이용 장기체공무인항공기) 운영 시나리오 적용
- 하이버드 운영 시나리오에 따른 기상탑재체 작동 모드 개선

다. 기상탑재체 체계 구성
- 기상탑재체 구성품 및 주요성능 개선
- 시험제작을 통한 상세설계 개선
- 기상탑재체 구성품들의 통합계획

2. 기상탑재체 관측 센서
가. 마이크로파 라디오미터
- 라디오미터 사양과 구성품 개발, 라디오미터 자료 분석 체계 개발

나. 열적외 및 가시광 영상 카메라
- 영상 카메라 구성 개선, 영상 카메라 성능 해석

다. 직접기상센서
- 직접기상센서 설계 결과, 직접기상센서 시험제작 및 성능 시험

3. 고고도 장기체공 시범기 항행안전을 위한 성층권 기상분석기술 개발
가. 무인기 발사시기 및 운영고도 지원
- 무인기 발사시기와 운영고도를 지원하기 위해 고층기상 관측자료를 이용하여 임계풍속(18 ms^-1) 이하 풍속 발생빈도와 열적 대류권계면 고도를 분석하였음
- 발생빈도는 고위도(백령도)에서 저위도(고산)로 갈수록 높음. 운영예정지 (태안비행장)에서 운영시기는 7월 말에서 8월 초가 적합할 것으로 판단됨
- 평균 열적 대류권계면 고도는 겨울철(DJF)에 약 10 km이고, 여름철(JJA)에 약 14 km임. 따라서 여름철의 경우, 무인기의 운영고도는 최소 16 km 이상 (1σ 고려)으로 판단됨

나. 무인기 기상지원을 위해 운영예상고도에서 고해상도 국지예보모델(LDAPS) 정확도 분석
- 통합모델(수평해상도: 1.5 km) 50 hPa 이하 고도의 기온과 풍속의 예측정확도 평가를 수행함
- 여름철 50∼100 hPa 상층 풍속과 기온의 예측정확도(RMSE)는 약 8.0 ms^-1와 2∼3 ℃를 보임

다. 운항시나리오에 따른 고해상도 국지예보모델 지원체계 기반구축
- 국지예보모델을 이용하여 무인기 운항조건에 따른 기상정보 지원체계를 구축함

(출처 : 요약문 12p)

Abstract ▼

Ⅲ. Research contents and results
1. CHAISR for HALE UAV
A. Improvement of Project Management
- Management of Deliverables and Schedule based on Top Level Milestones
- Applications of System Engineering for Complicate Project

B. Concept for CHAISR Operation
- Improved Operationa

Ⅲ. Research contents and results
1. CHAISR for HALE UAV
A. Improvement of Project Management
- Management of Deliverables and Schedule based on Top Level Milestones
- Applications of System Engineering for Complicate Project

B. Concept for CHAISR Operation
- Improved Operational Modes for HyBird Flight Plan
- CHAISR Operational Modes from HyBird Flight

C. Description of CHASIR Components
- Introduction to CHAISR Components
- Improvement of Detailed Design
- Assembly, Integration and Verification Plan

2. Meteorological Sensors in CHAISR
A. Microwave Radiometers
- Description of Radiometer Components
- Specifications of Radiometer Components
- Simulations and Retrieval Algorithm of Radiometer Observation

B. Visible and Thermal Cameras
- Modified Camera Specifications
- Analysis of Camera Performance

C. In Situ Weather Sensors
- Design of In Situ Sensors
- Prototype Sensor Module and Function Tests

3. Weather Analysis in Support of Safe Operation for HyBird
A. Weather Information for Flight Decision
- Analysis for Optimal Wind Conditions, Such As Possibility of Less Than 18 ms^-1 of Wind Speed Between ground and 16 km of Altitude and Thermal Tropopause Altitude
- Optimal Wind Condition is More Frequent in Lower Latitude. End of July and Early August are Most Probable Flight Window.
- Mean Altitude of Thermal Tropopause is Around 10 km in Winter and 14 km in Summer over Korean Peninsula. Study Suggests that Above 16 km (1σ ) is Considered as Stratosphere.

B. Analysis of UM LDAPS for Flight Operation
- Analysis of Temperature and Wind Prediction from UM　LDAPS ( > 50 hPa)
- Winter Forecast Tends to be More Accurate Than Summer.

C. Development of Local Weather Forecast for HyBird Operation
- Development of Web Based Weather Forecast System

(출처 : Summary 15p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구 보고서 ... 2
• 목차 ... 3
• 표목차 ... 6
• 그림목차 ... 8
• 요약문 ... 12
• Summary ... 14
• 제 1 장 서론 ... 17
• 제 2 장 기상탑재체 체계 개발 ... 18
• 제 1 절 연구개발 배경 ... 18
• 1. 고고도 장기체공 시범기 설계기술개발사업 개요 ... 19
• 2. 사업 일정 ... 20
• 3. 사업 목표 ... 22
• 4. 기상탑재체 체계 구성 ... 23
• 제 2 절 기상탑재체 체계 운용개념 ... 29
• 1. 성층권 무인비행체계(하이버드) 운용 개념 ... 29
• 2. 성층권 기상센서 운용 개념 ... 34
• 제 3 절 기상탑재체 체계 구성 ... 37
• 1. 기상탑재체 관측센서 ... 37
• 2. 스캔 구동부 ... 40
• 3. 조종 부체계 ... 42
• 4. 환경제어 부체계 및 전원공급 부체계 ... 43
• 5. 위치자세센서 ... 44
• 6. 기상탑재체 프레임 ... 46
• 제 4 절 소결론 ... 49
• 제 3 장 기상탑재체 관측 센서 ... 51
• 제 1 절 마이크로웨이브 라디오미터 ... 51
• 1. 라디오미터 채널 특성 ... 51
• 2. 라디오미터 구성 ... 54
• 3. 라디오미터 소모전력 및 중량 ... 72
• 4. 라디오미터 시뮬레이터 ... 76
• 제 2 절 열적외 영상 카메라 ... 84
• 1. 열 영상장비 시스템 요구사항 ... 85
• 2. 열 영상 광학계 광학설계 및 성능해석 ... 86
• 제 3 절 가시광 영상 카메라 ... 90
• 1. 가시광 영상장비 시스템 요구사항 ... 90
• 2. 가시광 영상 광학계 광학설계 및 성능해석 ... 91
• 제 4 절 직접기상센서 ... 93
• 1. 온습도 센서 ... 95
• 2. 온습도 센서 시험 제작 및 성능 시험 ... 96
• 제 5 절 소결론 ... 101
• 제 4 장 성층권 기상감시 및 예측시스템 개발 ... 104
• 제 1 절 무인기 운항안전을 위한 바람 및 대류권계면 고도 분석 ... 104
• 1. 무인기 설계 기준에 따른 계절-고도별 바람 분석 ... 104
• 2. 무인기 운영고도 지원을 위한 대류권계면 고도 분석 ... 110
• 제 2 절 무인기 운항고도에서의 국지예보모델 정확도 평가 ... 112
• 1. 연구 자료 및 방법 ... 113
• 2. 국지예보모델 정확도 평가 ... 113
• 제 3 절 무인기 운항시나리오에 따른 기상정보 지원체계 ... 119
• 1. 연구 자료 및 방법 ... 119
• 2. 국지예보모델 기상정보 지원체계 ... 120
• 제 5 장 요약 및 결론 ... 122
• 참고 문헌 ... 126
• 끝페이지 ... 128