GB-SAR의 개발 (2): 영상화 기법

이훈열 ( Hoon Yol Lee ),조성준 ( Seong Jun Cho ),성낙훈 ( Nak Hoon Sung ),김정호 ( Jung Ho Kim ) 大韓遠隔探査學會 2007 大韓遠隔探査學會誌 Vol.23 No.4

이 논문에서는 GB-SAR(Ground-Based Synthetic Aperture Radar) 시스템의 영상화 기법 (focusing algorithm)을 소개하고 최적의 영상화 기법을 찾고자 하였다. GB-SAR 영상의 형성 원리, 메모리 및 처리 시간과 관련하여 Deramp-FFT (DF) 기법과 Range-Doppler (RD) 기법의 특징과 장단점을 소개하였다. DF 기법은 처리비용이 적게 들지만 근거리에서는 영상화가 이루어지지 않는 단점이 있으며, RD 기법은 전 영역에서 영상화가 이루어지지만, 합성 구경의 길이가 레일로 제한되어 있는 GB-SAR의 특성상 원거리에서는 메모리와 자료처리 시간에 낭비적 요소가 많다. 결과적으로, GB-SAR 영상화를 위하여 원거리에서는 DF기법을, 근거리에서는 RD기법을 사용하여 최적화하였다. In this paper we introduced GB-SAR focusing algorithms for image formation and suggested an optimized solution. We compared the characteristics, advantages, and limitations of the Deramp-FFT (DF) algorithm and the Range-Doppler (RD) algorithm in terms of their image formation principles, memory usage and processing time. We found that DF algorithm is efficient in memory and processing time but can not focus the near range. The RD algorithm can focus the entire range but, considering the refinement on the rail length, it has much redundancy in memory and processing time. In conclusion, we optimized the GB-SAR focusing by using the DF algorithm for a far-range case and the RD algorithm for a near-range case separately.

교육용 합성구경레이더 프로세서(eSAR Processor)의 개발과 공개

이훈열 ( Hoon Yol Lee ) 大韓遠隔探査學會 2005 大韓遠隔探査學會誌 Vol.21 No.2

합성구경레이더(Synthetic Aperture Radar) 원시 자료(raw data)를 range-Doppler 알고리듬을 이용하여 처리하는 교육용 공개 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램은 SAR 시스템에 따라 자료 처리에 필요한 변수를 자유롭게 조절함으로써, 특정 SAR 시스템에 치우치지 않고 다양한 자료를 처리할 수 있도록 일반화된 알고리듬을 구현하였다. 저가 사양의 컴퓨터에서도 최소 단위의 영상을 선택적으로 처리할 수 있고 자료 처리 중간 단계별로 영상 출력이 가능하기 때문에, 프로그램 작동 상태와 SAR의 원리를 직접 확인할 수 있도록 하였다. 특히 Doppler 변수를 자료 처리 중간 단계의 영상을 보고 직접 구할 수 있도록 고안하여 교육적 효과를 높였다. 또한 자료 처리 알고리듬과 원시 프로그램을 모두 공개함으로써, SAR 시스템 원리를 이해하고 응용하는데 도움을 주고자 한다. 이 논문에서는 프로그램의 원리와 작동 환경을 소개하고. ERS-l 원시 자료를 이용한 자료 처리의 예를 보였다. I have developed a processor for synthetic aperture radar (SAR) raw data compression using range-doppler algorithm for educational purpose. The program realized a generic SAR focusing algorithm so that it can deal with any SAR system if the specification is known. It can run efficiently on a low-cost computer by selecting minimum size out of a whole dataset, and can produce intermediate images during the process. Especially, the program is designed for educational purpose in such a way that Doppler centroid and azimuth ambiguity can be determined graphically by the user. By distributing the source code and the algorithm to public, I intend to maximize the educational effect on understanding and utilizing SAR data. This paper introduces the principle of SAR focusing algorithm embedded on the eSAR processor and shows an example of data processing using ERS-1 raw data.

교육용 레이다 시스템의 제작 및 실험

이훈열 ( Hoon Yol Lee ),마에다 아키라 ( Maeda Akira ) 대한원격탐사학회 2014 大韓遠隔探査學會誌 Vol.30 No.2

원격탐사에서 주로 사용되는 레이다 시스템에는 인공위성, 항공기 및 지상용 SAR 시스템을 비롯하여 산란계와 도플러 레이다 등이 있다. 이러한 시스템들은 고가의 장비들로 구성되며, 운용하는 데에 매우 전문적인 기술을 필요로 한다. 일반적인 대학이나 연구소에서는 장비의 구성과 운용에 대한 경험을 얻기 힘들기 때문에 레이다 및 SAR를 이용한 새로운 적용 분야를 이해하고 개척해 나아가는데 필수적인 하드웨어적 원리를 배우고 실습하기에 어려운 실정이다. 이를 극복하기 위하여 이 논문에서는 미국 MIT에서 제공하는 Cantenna 시스템의 설계도를 기반으로 한 레이다 시스템을 저가로 제작하고 실험한 내용을 소개한다. 제작된 레이다는 총 세 가지의 방식으로 운영되었는데, 첫째, 도플러 레이다를 이용하여 이동하는 차량의 속도를 측정하였고 둘째, 거리해상도를 가지는 레이다 방식을 이용하여 이동하는 두 물체의 움직임을 측정하였다. 마지막으로, 지상용 SAR 방식으로 방위각 해상도를 높여 이차원의 영상을 획득하였다. 추가적으로 영상화에 사용되는 Deramp-FFT 알고리즘과 ω-k 알고리즘의 비교 및 안테나의 위치 측정 오차에 따른 영향을 분석하기 위해 시뮬레이션을 수행하였다. 향후 샘플링 주파수의 증가, I/Q 샘플링 및 보다 안정적인 회로를 구현하면 무인 항공기에 탑재할 수 있는 가벼운 SAR 시스템으로도 발전할 수 있을 것으로 기대된다. Radar systems are used in remote sensing mainly as space-borne, airborne and ground-based Synthetic Aperture Radar (SAR), scatterometer and Doppler radar. Those systems are composed of expensive equipments and require expertise and professional skills for operation. Because of the limitation in getting experiences of the radar and SAR systems and its operations in ordinary universities and institutions, it is difficult to learn and exercise essential principles of radar hardware which are essential to understand and develop new application fields. To overcome those difficulties, in this paper, we present the construction and experiment of a low-cost educational radar system based on the blueprints of the MIT Cantenna system. The radar system was operated in three modes. Firstly, the velocity of moving cars was measured in Doppler radar mode. Secondly, the range of two moving targets were measured in radar mode with range resolution. Lastly, 2D images were constructed in GB-SAR mode to enhance the azimuth resolution. Additionally, we simulated the SAR raw data to compare Deramp-FFT and ω-k algorithms and to analyze the effect of antenna positional error for SAR focusing. We expect the system can be further developed into a light-weight SAR system onboard a unmanned aerial vehicle by improving the system with higher sampling frequency, I/Q acquisition, and more stable circuit design.

레이더 측량기법 적용을 위한 다목적실용위성 5호 궤도 분석

이훈열 ( Hoon Yol Lee ),장소영 ( So Young Jang ) 大韓遠隔探査學會 2008 大韓遠隔探査學會誌 Vol.24 No.4

2010년 발사 예정인 다목적실용위성 5호 (KOMPSAT-5, Korea Multi-Purpose SATellite-5)는 기상상태와 태양고도에 제약을 받지 않고 영상 획득이 가능한 SAR(Synthetic Aperture Radar) 시스템이 탑재된다. 본 연구에서는 SAR를 이용한 레이더 측량기법 (radargrammetry)을 적용하기 위하여 KOMPSAT-5의 예상 궤도와 영상 모드를 분석하여 최적의 영상 조합을 제시하였다. 임의의 지상점에서 가장 가까운 위치에 있는 궤도로부터 패스번호를 부여하였고, 충분한 고도해상도를 얻기 위해 시차(parallax)에 따른 고도민감도는 0.5 이상을 선택하였으며, 레이더 영상의 기하왜곡을 고려하여 고도민감도가 0.8 이하가 되는 영상 조합을 최적 조건으로 제시하였다. 예를 들어, 인접한 패스간의 거리가 약 95 km인 적도에서는 기하학적 모델을 이용하여 패스변호 3-2와 5-3의 두 쌍이 최적의 영상조합으로 제시되었다. 또한 임의로 선택한 대전과 남극 세종기지 지점에서는 STK 소프트웨어를 통해 궤도를 계산하였다. 대전에서는 5-4, 7-5, 8-5의 세 영상 조합을, 남극 세종기지에서는 8-6, 9-7, 10-7, 11-8, 12-8, 13-9, 14-9, 15-9, 15-10, 15-11의 열 쌍의 영상조합이 레이더 측량기법에 최적임을 제시하였다. KOMPSAT-5 will be launched in 2010 carrying a SAR (Synthetic Aperture Radar) system to obtain high resolution images of the earth surface regardless of weather or solar condition. In this paper, the orbits of KOMPSAT-5 and the imaging modes of SAR were analyzed for radargrammetry, and the best image pairs were suggested. We set the pass number from the nearest orbit to a given ground point and selected image pairs for radargrammetry, with height sensitivity of parallax higher than 0.5 to achieve enough height resolution and with the value lower than 0.8 to avoid errors from geometric distortion. On the equator, for example, where the distance between two adjacent passes is fixed to 95 km, we solved the orbit geometry and found that the image pairs with the pass numbers of 3-2 and 5-3 are suitable for radargrammetry. As the examples with arbitrary latitude, we selected Daejeon and Sejong Antarctic stations and calculated the orbital elements by using STK software. Three image pairs (5-4, 7-5 and 8-5) were found suitable for radargrammetry at Daejeon while 10 pairs (8-6, 9-7, 10-7, 11-8, 12-8, 13-9, 14-9, 15-9, 15-10 and 15-11) at Sejong Antarctic station.

SAR 관련 논문 통계 분석에 의한 SAR 시스템, 기술, 활용분야 고찰

이훈열 ( Hoon Yol Lee ) 大韓遠隔探査學會 2006 大韓遠隔探査學會誌 Vol.22 No.2

이 논문의 목적은 SAR(synthetic Aperture Radar) 자료를 이용한 연구의 결과인 논문들을 분석함으로서, SAR의 시스템, 기술 및 활용 연구 분야를 체계적으로 정립하고, 세계적인 SAR의 발전 방향을 제시하는데 있다. 이를 위하여 1960년대 후반에서 2005년도 초반까지 출간된 SAR와 관련된 논문을 분류하고 통계적으로 분석하였다. 총 243개 영어 저널에 실린 2665편의 심사를 거친 논문의 초록과 서지를 Cambridge Scientific Abstracts사이에 수집하여, 각 논문에 사용된 SAR의 시스템, 기술, 활용, 분야에 따라 분류하였다. 각 분류 체계에 대한 통계 분석을 제시하였으며, 이를 통해 SAR 시스템, 기술, 그리고 육지, 해양, 극지, 대기 분야별 활용의 추세를 살펴보았다. 이 통계적 논문 분석 자료가 향후 우리나라에서 SAR 시스템을 개발하고 운용하여 활용하는데 기초적 자료로 사용될 수 있기를 기대한다. The purpose of this paper is to establish the category of SAR(Synthetic Aperture Radar) systems, technologies and application fields, thus to provide the world-wide trend in SAR research and development activities by analysing SAR-related journal papers. This paper presents an analysis result of SAR-related journal papers published from the late 1960s to early 2005. Abstracts and indices of 2665 peer-reviewed, English journal papers published in 243 journals were collected from the Cambridge Scientific Abstracts and classified into the categories according to the system, technique, and application field. Statistics on each category were provided so that one can understand the historical and on-going development in SAR systems, techniques, and a variety of application fields such as land, ocean, cryosphere and atmosphere. This statistical analysis data would be a valuable guideline to establish a future SAR system application and satellite manoeuvering policy in Korea.

Landsat 시계열 영상을 이용한 한강 수계 호수 소온과 계절적 성층 현상 분석

이훈열 ( Hoon Yol Lee ),한향선 ( Hyang Sun Han ) 大韓遠隔探査學會 2005 大韓遠隔探査學會誌 Vol.21 No.4

Landsat 시계열 영상과 실측수온자료를 이용하여 한강 수계 댐호들의 표면수온과 계절적 성층현상을 분석하였다. 1994년에서 2004년까지 29회에 걸쳐 얻어진 Landsat-5. 7 열적외선 영상으로부터 NASA 경험식을 이용하여 호수의 표면수온을 추출하였고, 이를 하천형 댐호인 파로호, 춘천호, 의암호, 청평호, 팔당호의 표층수온, 그리고 호소형 댐호인 소양호의 상층수온(수심 10m) 자료와 비교하였다. 십 수 년간 매월 1회 측정된 수온자료를 위성관측 날짜에 보간하여 사용하였음에도 불구하고, 하천형 댐호들에서는 수온오차(위성관측수온-실측보간수온)의 표준 편차가 2℃ 이하인 영상이 24개로서, 새로운 통계적 대기보정을 적용할 수 있었다. 실측보간수온과 위성관측수온의 상관계수는 소양호가 0.915 (대기보정 후 0.950), 다른 호수는 0.951-0.980 (대기보정 후 0.979-0.997)로서 높은 상관성을 보여주었다. 이는 수심이 얕고 인위적인 물의 유입과 유출이 연중 계속되는 하천형 댐호의 표층에는 혼합층이 상시 존재하고 수온의 일변화 및 월변화가 비교적 연속적이기 때문인 것으로 해석되었다. 그러나 소양호에서는 4-7월에 위성관측수온 이 실측보간수온보다 3-50℃ 더 높게 나타나는 이상 수온오차가 관찰되었다. 한강 수계의 최상류에 위치하며 수심이 깊고 자연적인 유입량만이 존재하는 소양호에서 이 시기는 상층수의 물리적 혼합현상아 없이 매우 안정적이고, 일조량 증가에 따라 호수 상층부에 수온약층이 발달하기 때문에, 수심 10m에서 측정된 실측수온보다 위성으로 관측된 표면수온이 연중 비교적 건조한 이 시기에 더 높게 나타나는 것으로 밝혀졌다. We have analyzed surface water temperature and seasonal stratification of lakes in the Han river system using time-series Landsat images and in situ measurement data. Using NASA equation, at-satellite temperature is derived from 29 Landsat-5 TM and Landsat-7 ETM+ images obtained from 1994 to 2004, and was compared with in situ surface temperature on river-type dam lakes such as Paro, Chuncheon, Euiam, Chongpyong, Paldang, and with 10m-depth temperature on lake-type dam lake Soyang. Although the in situ temperature at the time of satellite data acquisition was interpolated from monthly measurements, the number of images with standard deviation of temperature difference (at-satellite temperature-in situ interpolated temperature) less than 2℃ was 24 on which a novel statistical atmospheric correction could be applied. The correlation coefficient at Lake Soyang was 0.915 (0.950 after correction) and 0.951-0.980 (0.979-0.997 after correction) at other lakes. This high correlation implies that there exist a mixed layer in the shallow river-like dam lakes due to physical mixing from continuous influx and efflux, and the daily and hourly temperature change is not fluctuating. At Lake Soyang, an anomalous temperature difference was observed from April to July where at-satellite temperature is 3-5℃ higher than in situ interpolated temperature. Located in the uppermost part of the Han river system and its influx is governed only by natural precipitation, Lake Soyang develops stratification during this time with rising sun elevation and no physical mixture from influx in this relatively dry season of the year.

Landsat 시계열 영상을 이용한 한강 수계 호수 수온과 계절적 성충 현상 분석

한향선,이훈열,Han, Hyang-Sun,Lee, Hoon-Yol 대한원격탐사학회 2005 大韓遠隔探査學會誌 Vol.21 No.4

Landsat 시계열 영상과 실측수온자료를 이용하여 한강 수계 댐호들의 표면수온과 계절적 성층현상을 분석하였다. 1994년에서 2004년까지 29회에 걸쳐 얻어진 Landsat-5, 7 열적외선 영상으로부터 NASA 경험식을 이용하여 호수의 표면수온을 추출하였고, 이를 하천형 댐호인 파로호, 춘천호, 의암호, 청평호, 팔당호의 표층수온, 그리고 호소형 댐호인 소양호의 상층수온(수심 10m) 자료와 비교하였다. 십 수 년간 매월 1회 측정된 수온자료를 위성관측 날짜에 보간하여 사용하였음에도 불구하고, 하천형 댐호들에서는 수온오차(위성관측수온-실측보간수온)의 표준 편차가 $2^{\circ}C$ 이하인 영상이 94개로서, 새로운 통계적 대기보정을 적용할 수 있었다. 실측보간수온과 위성관측수온의 상관계수는 소양호가 0.915 (대기보정 후 0.950), 다른 호수는 0.951-0.980 (대기보정 후 0.979-0.997)로서, 높은 상관성을 보여주었다. 이는 수심이 얕고 인위적인 물의 유입과 유출이 연중 계속되는 하천형 댐호의 표층에는 혼합층이 상시 존재하고 수온의 일변화 및 월변화가 비교적 연속적이기 때문인 것으로 해석되었다. 그러나 소양호에서는 4-7월에 위성관측수온이 실측보간수온보다 $3-5^{\circ}C$ 더 높게 나타나는 이상 수온오차가 관찰되었다. 한강 수계의 최상류에 위치하며 수심이 깊고 자연적인 유입량만이 존재하는 소양호에서 이 시기는 상층수의 물리적 혼합현상이 없이 매우 안정적이고, 일조량 증가에 따라 호수 상층부에 수온약층이 발달하기 때문에, 수심 10m에서 측정된 실측수온보다 위성으로 관측된 표면수온이 연중 비교적 건조한 이 시기에 더 높게 나타나는 것으로 밝혀졌다. We have analyzed surface water temperature and seasonal stratification of lakes in the Han river system using time-series Landsat images and in situ measurement data. Using NASA equation, at-satellite temperature is derived from 29 Landsat-5 TM and Landsat-7 ETM+ images obtained from 1994 to 2004, and was compared with in situ surface temperature on river-type dam lakes such as Paro, Chuncheon, Euiam, Chongpyong, Paldang, and with 10m-depth temperature on lake-type dam lake Soyang. Although the in situ temperature at the time of satellite data acquisition was interpolated from monthly measurements, the number of images with standard deviation of temperature difference (at-satellite temperature - in situ interpolated temperature) less than $2^{\circ}C$ was 24 on which a novel statistical atmospheric correction could be applied. The correlation coefficient at Lake Soyang was 0.915 (0.950 after correction) and 0.951-0.980 (0.979-0.997 after correction) at other lakes. This high correlation implies that there exist a mixed layer in the shallow river-like dam lakes due to physical mixing from continuous influx and efflux, and the daily and hourly temperature change is not fluctuating. At Lake Soyang, an anomalous temperature difference was observed from April to July where at-satellite temperature is $3-5^{\circ}C$ higher than in situ interpolated temperature. Located in the uppermost part of the Han river system and its influx is governed only by natural precipitation, Lake Soyang develops stratification during this time with rising sun elevation and no physical mixture from influx in this relatively dry season of the year.

GB-SAR 간섭기법을 이용한 반사체의 인위적 변위탐지 및 대기습도보정

이재희 ( Jae Hee Lee ),이훈열 ( Hoon Yol Lee ),조성준 ( Seong Jun Cho ),성낙훈 ( Nak Hoon Sung ),김정호 ( Jung Ho Kim ) 大韓遠隔探査學會 2010 大韓遠隔探査學會誌 Vol.26 No.2

이 논문에서는 지상용 SAR (GB-SAR) 시스템의 간섭기법을 이용하여 특정 산란체의 인위적 변위를 탐지하고 대기습도보정을 통하여 정확도를 향상시켰다. GB-SAR 자료는 중심주파수 5.3 GHz, 거리해상도 25 cm, 방위해상도 0.324°로 모든 편파(HH, VV, VH, HV)에 대해 얻어졌다. 삼각삼면반사체(triangular trihedral corner reflector)를 시스템 전방 160m 지점에 위치시킨 후 인위적으로 0-40mm의 In this paper we applied Ground-Based Synthetic Aperture Radar(GB-SAR) interferometry to detect artificial displacement of a reflector and performed an atmospheric humidity correction to improve the accuracy. A series of GB-SAR images were obtained using a

북극의 KOMPSAT-1 EOC 영상과 SSM/I NASA Team 해빙 면적비의 비교 연구

한향선 ( Hyang Sun Han ),이훈열 ( Hoon Yol Lee ) 大韓遠隔探査學會 2007 大韓遠隔探査學會誌 Vol.23 No.6

인공위성 수동 마이크로파(passive microwave, PM) 센서는 1970년대부터 극지 해빙의 면적비 (sea ice concentration, SIC)와 표면 온도(ice temperature), 적설 두께(snow depth) 등을 관찰하고 있다. 특히 SIC는 기후 및 환경 변화 관찰을 위한 1차 요소로 고려되는 등 다양한 연구 분야에서 중요한 역할을 하기 때문에 PM SIC의 지속적인 검증과 보정이 필요하다. 본 연구에서는 2005년 7-8월 북극해의 가장 자리를 촬영한 KOMPSAT-1 EOC 영상으로부터 SIC를 계산하였고, 이를 NASA Team(NT) 알고리즘으로 계산된 SSM/I SIC와 비교하였다. EOC와 SSM/I NT SIC는 서로 다른 해상도와 관측 시각을 가지며 북극의 여름철 해빙 분포지역의 가장자리에서 해빙의 시공간적인 변화가 크기 때문에, 해빙의 유형을 고려하지 않았을 경우 0.574의 낮은 상관성을 보였다. 해빙의 유형에 따른 SSM/I NT SIC를 검증하기 위하여 EOC 영상으로부터 정착빙, 부빙, 유빙으로 해빙 형태를 분류하였고, 각 유형 별로 EOC와 SSM/I NT SIC를 비교하였다. 정착빙의 면적비는 EOC와 SSM/I NT SIC 사이에서 평균 오차가 0.38%로 매우 유사한 값을 나타냈다. 이는 정착빙의 시공간적인 변화가 작기 때문이며, 표면에 쌓인 눈은 건조한 상태일 것으로 추정되었다. 부빙의 경우 NT 알고리즘에서 면적비가 과소평가되는 빙맥(ice ridge)과 new ice가 많이 관찰되었으며, 이로 인해 SSM/I NT SIC는 EOC보다 평균 19.63% 작은 값을 나타냈다. 유빙 지역에서 SSM/I NT SIC는 EOC보다 평균 20.17% 큰 값을 가진다. 유빙은 부빙의 가장자리와 가까운 지역에 위치하기 때문에 SSM/I의 넓은 IFOV 내에 비교적 높은 SIC를 가지는 부빙이 포함되어 오차를 일으킬 수 있다. 또한 유빙 표면에 쌓인 수분 함량이 높은 눈의 영향으로 SSM/I NT SIC가 과대 측정되었을 것으로 사료된다. Satellite passive microwave(PM) sensors have been observing polar sea ice concentration(SIC), ice temperature, and snow depth since 1970s. Among them SIC is playing an important role in the various studies as it is considered the first factor for the monitoring of global climate and environment changes. Verification and correction of PM SIC is essential for this purpose. In this study, we calculated SIC from KOMPSAT-1 EOC images obtained from Arctic sea ice edges from July to August 2005 and compared with SSM/I SIC calculated from NASA Team(NT) algorithm. When we have no consideration of sea ice types, EOC and SSM/I NT SIC showed low correlation coefficient of 0.574. This is because there are differences in spatial resolution and observing time between two sensors, and the temporal and spatial variation of sea ice was high in summer Arctic ice edge. For the verification of SSM/I NT SIC according to sea ice types, we divided sea ice into land-fast ice, pack ice, and drift ice from EOC images, and compared them with SSM/I NT SIC corresponding to each ice type. The concentration of land-fast ice between EOC and SSM/I SIC were calculated very similarly to each other with the mean difference of 0.38%. This is because the temporal and spatial variation of land-fast ice is small, and the snow condition on the ice surface is relatively dry. In case of pack ice, there were lots of ice ridge and new ice that are known to be underestimated by NT algorithm. SSM/I NT SIC were lower than EOC SIC by 19.63% in average. In drift ice, SSM/I NT SIC showed 20.17% higher than EOC SIC in average. The sea ice with high concentration could be included inside the wide IFOV of SSM/I because the drift ice was located near the edge of pack ice. It is also suggested that SSM/I NT SIC overestimated the drift ice covered by wet snow.

대기 굴절률을 이용한 원형레일 기반 지상 SAR 자료의 대기보정

이재희 ( Jae Hee Lee ),김광은 ( Kwang Eun Kim ),조성준 ( Seong Jun Cho ),성낙훈 ( Nak Hoon Sung ),이훈열 ( Hoon Yol Lee ) 대한원격탐사학회 2012 大韓遠隔探査學會誌 Vol.28 No.2

이 논문에서는 중심주파수 9.65 GHz의 X-밴드 안테나를 이용한 원형레일 기반의 지상 SAR(Arc-SAR) 시스템의 반복 실험을 통해 대기 효과를 정량적으로 분석하였다. 안정된 신호 획득을 위해 고정된 삼각삼면반사체 4개를 사용하였는데 이에 의한 신호는 약 43시간에 걸쳐 연속적으로 획득되었다. 분석 결과 반사체는 고정된 상태였지만 약 5 radian(12.4 mm)의 최대 오차를, 총 65회의 실험에 대한 RMSE는 1.62 radian(4 mm)을 보였다. 이러한 위상변화 양상은 온도, 습도, 그리고 기압을 통해 산출되는 대기굴절률의 변화 양상과 높은 상관관계를 보였다. 대기굴절률을 이용한 보정을 선택된 16시간에 대해 적용하였고 보정 결과 RMSE는 1.74 radian(4.3 mm)에서 0.10 radian(0.24 mm)으로 감소하여 보정이 효과적으로 이루어졌음을 확인하였다. In this paper, an atmospheric effect of repetitive measurements of X-band (9.65 GHz) arc-rail type GB-SAR (Arc SAR) system was quantitatively analyzed. Four artificial triangular trihedral corner reflectors as stationary targets for getting stable back scattered signal during 43 hours continually. The results of the analysis showed that the phase of those stationary targets had changed maximum of 5 radian (12.4 mm) and total RMS error had was 1.62 radian (4 mm) during 65 repeated measuring time. The refractive index of air which was calculated using the temperature, humidity and pressure of atmosphere showed very close relationship with the phase difference. We could check the atmospheric correction was fulfilled by the correction of an atmospheric effect using refractive index during the selected 16 hours period showed that RMS error was dropped from 1.74 radian (4.3 mm) to 0.10 radian (0.24 mm).