초록 ▼

Ⅳ. 연구 내용 및 결과
1. 기상탑재체 체계 개발
가. 체계종합 마일스톤 일정을 기반으로 기상탑재체 개발 일정 및 산출물 관리 및 체계공학을 이용한 프로젝트 관리 수행
나. 개선된 하이버드(대체에너지 이용 장기체공무인항공기) 운영 시나리오 기반 기상탑재체 작동 모드를 확정하고, 기상관측스테이션 운영 시나리오 설계 및 소프트웨어를 구현
다. 기상탑재체 구성품 주요성능 및 시험제작으로 식별된 상세 설계를 개선

2. 기상관측스테이션 개발
가. 기상관측스테이션 하드웨어 및 소프트웨어를 구성하고 설계

Ⅳ. 연구 내용 및 결과
1. 기상탑재체 체계 개발
가. 체계종합 마일스톤 일정을 기반으로 기상탑재체 개발 일정 및 산출물 관리 및 체계공학을 이용한 프로젝트 관리 수행
나. 개선된 하이버드(대체에너지 이용 장기체공무인항공기) 운영 시나리오 기반 기상탑재체 작동 모드를 확정하고, 기상관측스테이션 운영 시나리오 설계 및 소프트웨어를 구현
다. 기상탑재체 구성품 주요성능 및 시험제작으로 식별된 상세 설계를 개선

2. 기상관측스테이션 개발
가. 기상관측스테이션 하드웨어 및 소프트웨어를 구성하고 설계변경 사항을 반영
나. 기상지원을 위한 기상예측자료 구성 및 전달체계 설계 및 개선

3. 기상탑재체 관측기술 및 기상지원체계 개발
가. 기상1호 관측자료를 이용한 온도 프로파일과 총가강수량 산출 알고리즘 검증
- 기상1호(선박)에서 관측된 해양과 레윈존데 관측자료를 입력자료로 복사모의를 수행하였고, 모의된 채널별 밝기온도 값을 이용하여 온도 프로파일과 총가강수량을 산출
- 온도 프로파일은 약 2 K, 총가강수량은 관측과 0.5 ∼ 2.6 kg m^-2 차이를 보임

나. 무인기 운항안전을 위한 운영지역(태안비행장) 기상환경 분석
- 태안비행장 AMOS와 오산 레윈존데 관측자료를 이용하여 활주로 주풍과 고도별 온도와 풍속의 특징을 분석하였음

- 운영 예정시기인 8월 활주로 주풍 분석 결과, 오전 시간대(1 ∼ 8시)에는 약 1 m s^-1이하의 동풍, 그 외 시간대는 약 4 m s^-1의 북서풍이 우세

- 평균기온의 최소는 100 hPa에서 –62.4℃로 분석되었고, 최대 평균풍속은 200 hPa 고도에서 41.5 m s^-1를 기록

다. 무인기 기상지원을 위한 무인기 운영고도(16 km)에서 기상청 통합모델(국지/지역/전구) 정확도 분석
- 오산 고층기상관측 자료를 이용하여 통합모델 국지/지역/전구 모델의 100 hPa (약 16 km) 고도에서 기온과 풍속의 예측정확도 평가를 수행

- 기온과 풍속의 RMSE는 분석장과 예보장(36/72/288 시간)에서 1 ∼ 4℃와 2 ∼ 8 m s^-1로 예보장 시간이 증가할수록 오차가 증가

라. 무인기 이동위치 및 운영영역에 따른 통합모델 기반 기상지원체계 구축
- LDAPS와 R/GDAPS를 이용하여 무인기 이동위치 그리고 운영영역에 대한 기상정보 지원체계를 구축

(출처 : 요약문 9p)

Abstract ▼

Ⅳ. 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

Ⅳ. 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
- Operational Modes of CHAISR ground segment

C. Description of CHASIR Components
- Improvement of CHAISR Components
- Improvement of detailed design from preliminary product

2. CHAISR’s ground segment
A. Hardware development
- Improvement of hardware design

B. Software development
- Improvement of software development

C. Weather support system
- Definition of weather information provided outside the ground segment

3. Development of T(Z)/TPW algorithm and weather support system for HyBird
A. Algorithm validation using the research vessel(Gisang1) observation data
- Radiative transfer model (RTM) using the research vessel(Gisang1) observation is executed and T(z) and TPW using simulated brightness temperature are retrieved.
- Difference of air temperature and wind speed between simulation and observation is 2 K and 0.5 ∼ 2.6 kg m^-2.

B. Analysis of meteorological environment for flight safety of HyBird
- Using Automatic Meteorological Observation System (AMOS) at Taean airfield and rawinsonde at Osan, main wind direction and vertical temperature and wind speed are investigated.
- Main wind direction at 1 ∼ 8 a.m is east wind direction and is north-west wind direction at other time.

C. Accuracy analysis of KMA UM at HyBird flight altitude (> 16 km)
- Accuracy of temperature and wind speed of UM at 100 hPa pressure level using Osan rawinsonde are evaluated.
- RMSE of temperature and wind speed of analysis and forecast(36/72/288 hrs) field are 1 ∼ 4℃ and 2 ∼ 8 m s^-1 respectively.

D. Development of web based weather support system
- Weather support system based on KMA UM according to flight position (LDAPS) and operational area (R/GDAPS) is developed.

(출처 : Summary 12p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구 보고서 ... 2
• 목차 ... 3
• 표목차 ... 5
• 그림목차 ... 6
• 요약문 ... 9
• Summary ... 11
• 제 1 장 서론 ... 14
• 제 2 장 성층권 장기체공기 탑재용 기상센서 및 지상체 제작 ... 17
• 제 1 절 기상탑재체용 기상센서 제작 및 성능시험 결과 ... 17
• 1. 기상탑재체 개요 ... 17
• 2. 마이크로파 라디오미터 ... 20
• 3. 영상카메라 ... 25
• 4. 직접기상센서 ... 29
• 제 2 절 기상탑재체 부체계 제작 및 성능시험 결과 ... 32
• 1. 스캔 구동부 ... 32
• 2. 조종 부체계 ... 35
• 3. 환경 및 전원공급 부체계 ... 40
• 4. 위치 및 자세센서 ... 41
• 5. 탑재체 프레임 및 비행체 인터페이스 ... 42
• 제 3 절 지상체 장비 제작 및 시험 결과 ... 46
• 1. 지상체 개요 ... 46
• 2. 지상체 하드웨어 ... 47
• 3. 지상체 소프트웨어 ... 49
• 4. 지상체 외부 인터페이스 ... 51
• 제 4 절 비행체 운항 지원을 위한 3차원 대기요소 산출체계 개발 ... 52
• 1. 해당 기상 요소 ... 52
• 2. 국지모델 영역 ... 53
• 3. 영역 축소 국지모델 ... 55
• 4. 무인비행체 운항 지원을 위한 기상자료 표출 ... 57
• 제 3 장 성층권 기상감시 및 예측시스템 개발 ... 59
• 제 1 절 연구개발 배경 ... 59
• 제 2 절 기상1호 관측자료를 이용한 복사모의 및 T/TPW 알고리즘 검증 ... 60
• 1. 연구자료 및 방법 ... 60
• 2. 결과 ... 64
• 제 3 절 무인기 운영지역 기상환경 분석 ... 67
• 1. 연구 자료 및 방법 ... 67
• 2. 태안비행장 활주로 주풍 분석 ... 70
• 3. 고층기상 기온 및 풍속 분석 ... 73
• 제 4 절 UM 정확도 분석 ... 79
• 1. 연구 자료 및 방법 ... 79
• 2. 결과 ... 80
• 제 5 절 무인기 운항안전을 위한 기상정보 지원체계 ... 83
• 1. 연구 자료 및 방법 ... 83
• 2. 국지/지역/전구 예보모델 기상정보 지원체계 ... 89
• 제 4 장 요약 및 결론 ... 94
• 참고 문헌 ... 98
• 부록 1. 지상체 소프트웨어 CSU 정의 ... 100
• 부록 2. 지상체 소프트웨어 사용자 인터페이스 ... 102
• 끝페이지 ... 113