잠수함 선배열소나의 허위표적 정보를 이용한 표적의 거리추정 기법

최병웅,김규백,Choi, Byungwoong,Kim, Kyubaek 한국군사과학기술학회 2015 한국군사과학기술학회지 Vol.18 No.5

In this paper, we propose target range estimation method using ghost target in the submarine linear array sonar. Usually, when submarine detect target, they use passive sonar detection to avoid self-disclosure by active sonar transmission. But, originally, passive linear array sonar have limitation for target range estimation and additional processing is required to get target range information. For the case of near-field target, typical range estimation method is using multiple information by multipath effect in underwater environment. Acoustic signal generated from target are propagated along with numerous multipath in underwater environment. Since multipath target signals received in the linear array sonar have different conic angles each other, ghost target is appeared at the bearing different with real target bearing and sonar operator can find these information on the operation console. Under several assumption, this geometric properties can be analysed mathematically and we get the target range by derivation of this geometric equations using measured conic angles of real target and ghost target.

분산센서망 수중표적 탐지를 위한 근사 FFT 기법의 적용 연구

최병웅,류창수,권범수,홍순목,이균경,Choi, Byung-Woong,Ryu, Chang-Soo,Kwon, Bum-Soo,Hong, Sun-Mog,Lee, Kyun-Kyung 한국음향학회 2008 韓國音響學會誌 Vol.27 No.3

General underwater target detection methods adopt short-time FFT for estimate target doppler. This paper proposes the efficient target detection method, instead of conventional FFT, using approximate FFT for distributed sensor network target detection, which requires lighter computations. In the proposed method, we decrease computational rate of FFT by the quantization of received signal. For validation of the proposed method, experiment result which is applied to FFT based active sonar detector and real oceanic data is presented. 일반적인 수중표적 탐지 기법에서는 표적의 도플러를 추정하기 위해서 수신된 신호를 Short-time FFT (STFT)하는 기법이 적용되고 있다. 본 논문에서는 효율적인 신호처리 기법이 요구되는 분산센서망에서 수중표적 탐지를 위해 기존의 FFT 기법 대신 연산량을 줄일 수 있는 근사 FFT 기법 (approximate FFT)을 이용한 효율적인 신호처리 기법을 적용한 탐지기법을 제안한다. 제안한 기법에서는 수신된 신호를 일정한 단계로 양자화하여 각 양자화 단계에서 동일한 FFT 출력을 가지도록 함으로써 연산량을 감소시켰다. 그리고 능동 소나 표적 탐지 기법 및 실제 해상 실험 데이터에 제안한 알고리즘을 적용하여 기존의 FFT 기반 신호처리와의 성능 및 연산량을 비교하였다.

자연유황 회복을 위한 댐 운영에 따른 금강의 물리서식처 변화 분석

최병웅,장지연,최성욱 한국수자원학회 2021 한국수자원학회논문집 Vol.54 No.11

In general, the upstream dam changes downstream flow regime dramatically, i.e., from natural flow regime to hydropeaking flows. This study investigates the impact of the natural flow pattern on downstream fish habitat in a regulated river in Korea using the physical habitat simulation. The study area is a 13.4 km long reach of the Geum-gang River, located downstream from the Yongdam Dam, Korea. A field monitoring revealed that three fish species are dominant, namely Zacco platypus, Coreoleuciscus splendidus, and Opsariichthys bidens, and they account for 70% of the total fish community. Specially, Opsariichthys bidens is an indigenous species in the Geum-gang River. The three fish species are selected as target fish species for the physical habitat simulation. The Nays2D model, a 2D shallow water equation solver, and the HSI (Habitat Suitability Index) model are used for hydraulic and habitat simulations, respectively. To assess the impact of the natural flow pattern, this study uses the annual natural flow regime and hydropeaking flows from the dam. It is found that the natural flow regime increases significantly the Composite Suitability Index (CSI) in the study reach. Then, using the Building Block Approach (BBA), the scenarios for the modifying dam operations are presented in the study reach. Both Scenario 1 and scenario 2 are proposed by using the hydrological method considering both magnitude and duration of the inflow and averaging the inflow over each month, respectively. It is revealed that the natural flow regime embodied in scenario 1 and scenario 2 increases the Weighted Usable Area (WUA) significantly, compared to the hydropeaking flows. In conclusion, the modifying the dam operations by restoring to the natural flow pattern is advantageous to fish community. 일반적으로 상류의 댐은 하류 유황을 자연 상태에서 발전방류 조건으로 심각하게 변화시킨다. 본 연구에서는 물리서식처모의를 통하여 국내 조절하천에서 자연유황 패턴이 하류의 어류 서식처에 미치는 영향을 조사하였다. 연구 대상하도는 금강의 용담댐 하류 13.4 km 구간으로 설정하였다. 현장조사 결과, 대상하도에서 피라미, 쉬리, 그리고 끄리가 우점하고 있는 것으로 나타났으며, 이들이 전체의 70%를 차지하고 있는 것으로 파악되었다. 이중 끄리는 금강에 서식하는 토착어종이다. 이들 3종을 물리서식처모의를 위한 대상어종으로 선정하였다. 수리해석과 서식처모의를 위하여 2차원 천수방정식에 기반한 Nays2D 모형과 HIS 모형을 각각 사용하였다. 자연 유황에 따른 영향을 검토하기 위하여, 본 연구에서는 댐 유입 유량과 발전유량을 이용하였다. 물리서식처모의 결과, 자연유황 조건에서 대상하도의 복합서식처지수가 크게 증가하는 것으로 나타났다. 그리고 BBA 방법을 이용하여 대상하도에 자연유황에 대한 댐 운영 시나리오를 제시하였다. 시나리오 1을 위하여 유입유량의 양과 지속기간을 고려하는 수문학적 방법을 이용하였고, 시나리오 2는 유입유량을 월별로 평균하여 구축하였다. 시나리오 1과 시나리오 2를 통해서 구현된 자연유황 조건이 발전방류에 비해 가중가용면적을 크게 증가시키는 것으로 나타났다. 결과적으로 댐 운영을 자연유황 조건으로 변환시켜 방류하였을 때 하류의 어류 서식처를 개선하는데 도움이 되는 것으로 확인되었다.

원주천 댐의 홍수량 활용방안

최병웅,최흥식,Choe, Byeong-Ung,Choe, Heung-Sik 한국수자원학회 2021 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.54 No.2

선형 Dechirping 기법을 이용한 LFM 잔향의 백색화 기법

최병웅,김정수,이균경,Choi, Byung-Woong,Kim, Jeong-Soo,Lee, Kyun-Kyung 한국음향학회 2007 韓國音響學會誌 Vol.26 No.3

본 논문에서는 LFM 잔향 신호를 효율적으로 백색화하여 표적의 탐지확률을 높이는 기법을 제안한다. 제안한 기법에서는 LFM의 주파수 변화율을 역으로 보상하는 선형 dechirping 기법을 이용하여 시간에 따라 주파수가 변하는 LFM 신호의 잔향을 CW와 같이 데이터 블록 내에서 일정한 주파수 특성을 유지할 수 있도록 변환하였다. 또한 표적이 존재하지 않는 인접 빔 신호를 참조 신호로 사용하여 AR (autoregressive)계수로 각 구간의 주파수 응답을 모델링하고 역 필터를 구현하여 표적이 존재하는 빔 신호를 필터링함으로써 LFM 잔향을 효율적으로 백색화하였다. In this paper. we propose a prewhitening method for the km reverberation to enhance the target signal. The proposed algorithm uses the dechirping method which inversely compensates the frequency chirp rate of LFM and transforms the LFM reverberation to have stationary frequency property in each data block. Also, using the left and right adjacent beam signals as reference signals. we model frequency response of each data block by AR coefficients. From these coefficients, we implement inverse filter and prewhiten the LFM reverberation of the center beam efficiently.

영산강의 시공간적 수리-수질-조류 모델링 분석

최병웅(Choi, Byungwoong),강태우(Kang, Tae-Woo),박종환(Park, Jonghwan),신동석(Shin, Dong-Seok),최지연(Choi, Jiyeon) 대한토목학회 2022 대한토목학회 학술대회 Vol.2022 No.10

국제생태수리학회(ISE 2016) 참가기

최병웅(Byung-Woong Choi) 대한토목학회 2016 대한토목학회지 Vol.64 No.9

보 수문 운영에 따른 수생 서식처 변화 연구

최병웅(Byungwoong Choi),이남주(Namjoo Lee) 응용생태공학회 2020 Ecology and resilient infrastructure Vol.7 No.4

본 연구는 다기능 보의 수문 운영 여부에 따라 수생 서식처의 변화를 파악하기 위하여 물리서식처 분석을 수행하였다. 대상 구간은 금강이며, 대상 어종은 피라미를 대상으로 하였다. 흐름 분석은 2차원 모형인 River2D 모형을 사용하였으며, 서식처 분석은 서식처 적합도 곡선을 이용하여 서식처의 양과 질을 산정하는 서식처 적합도 모형을 사용하였다. 수문 개방 여부에 따라 서식처의 변화를 살펴보기 위하여 수문 미개방과 부분개방에 대하여 설정하였다. 그 결과 수문을 부분개방하였을 때 현상태 대비 가중가용면적이 약 13배 향상되는 것으로 나타났다. This study was conducted to evaluate the impact of weir gate operation in aquatic fish habitats through a physical habitat simulation of Geum River, Korea. The target species was Zacco platypus, which is a dominant species in the study area. The River2D model was used to compute the flow, and the habitat suitability index model was used to estimate the quality and quantity of the habitat using a habitat suitability curve. An unopened case and a partially opened case were investigated to assess the impact of weir gate operation on the aquatic fish habitat. The simulation results showed that the aquatic habitats of the target species in the partially opened case improved significantly, compared to the case without a gate opening. Furthermore, the weighted usable area increased by a factor of approximately 13, owing to weir gate operation in the study area.

AI 기법을 이용한 군집종의 물리서식처 분석

최병웅(Choi, Byungwoong),임동균(Im, Dongkyun),최성욱(Choi, Sung-Uk) 대한토목학회 2016 대한토목학회 학술대회 Vol.2016 No.10

비균일 음속 다중경로환경에서 선배열 센서를 이용한 근거리 표적의 3차원 위치추정 기법

이수형,최병웅,Lee Su-Hyoung,Choi Byung-Woong 한국음향학회 2006 韓國音響學會誌 Vol.25 No.4

최근에 Lee 등은 1차원 수평배열 센서만을 사용하여 다중경로를 통해 들어오는 신호로부터 표적의 3차원 위치를 추정하였다. 그러나 이 기법에서 음속은 수심에 상관없이 일정하다고 가정하였기 때문에 음속이 수심에 따라 다양하게 변화하는 실제 해양환경에서는 그 추정 성능이 현저하게 저하된다. 따라서 본 논문에서는 비균일 음속 환경에 적합한 근거리 표적의 3차원 위치추정 기법을 제안한다. 제안한 기법에서는 선형의 음속구조를 가지는 근거리 다중경로 환경에서 음파전달 모델을 기반으로 한 위치추정함수를 구성하였으며 이로부터 표적의 방위각, 거리 및 깊이를 3차원 탐색을 통하여 추정하였다. 선형 음속구조 및 실제 환경과 유사한 비선형 음속구조를 적용하여 제안한 기법의 성능을 기존의 기법과 비교, 분석하였으며 기존의 기법에 비해 거리 추정 오차는 최대 100m, 깊이 추정 오차는 50m정도 감소됨을 확인하였다. Recently, Lee et al. have proposed an algorithm utilizing the signals from different paths by using bottom mounted simple linear array to estimate 3-D location of oceanic target. But this algorithm assumes that sound velocity is constant along depth of sea. Consequently, serious performance loss is appeared in real oceanic environment that sound speed is changed variously. In this paper, we present a 3-D near field localization algorithm for inhomogeneous sound speed. The proposed algorithm adopt localization function that utilize ray propagation model for multipath environment with linear sound speed profile(SSP), after that, the proposed algorithm searches for the instantaneous azimuth angle, range and depth from the localization cost function. Several simulations using linear SSP and non linear SSP similar to that of real oceans are used to demonstrate the performance of the proposed algorithm. The estimation error in range and depth is decreased by 100m and 50m respectively.