영상오차보상(IMC) 알고리즘을 이용한 위성 영상 시뮬레이션 프로그램 개발 = Development of satellite image simulation program for image motion compensation

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The Communication, Ocean, and Meteorological Satellite (COMS) which will launched in 2008, is a multi-purpose geostationary to relay communication, and observe the maritime regions and the meteorological phenomena. This satellite is planned to install the Image Navigation and Registration (INR) System to generate the precise image of the Earth. To check the characteristics of Image Motion Compensation (IMC) algorithms for the INR system, a computer program is developed. According to the orbit errors ( the longitude, the latitude, radial distance and orbit yaw) and attitude errors ( roll, pitch, yaw errors), the capabilities of the image distortions are analyzed. The distorsions of images can be compensated by no compensation, GOES I-M IMC algorithm, Modified IMC (MIMC) algorithm. Using the copensated images, the efficiency of images each IMC algorithm are analyzed. The capability of each IMC algorithm, and compared the capability of compensation algorithm is confirmed based on compensated images. The MIMC yields better results than GOES IMC. However both the algorithms well compensate for the distorted images. The results of this research can be used as valuable asset to design of INR system for COMS. This research also world make a great contribution to the core satellite technology like the INR system.

국문 초록 (Abstract)

2008년에 발사될 통신해양기상위성은 관측된 영상자료의 보정과 전처리를 위한 INR (Image Navigation and Registration) 시스템을 장착할 계획이다. 본 연구에서는 통신해양기상위위성의 INR 모델이 되는 영상오차보상 알고리즘(Image Motion Compensation, IMC)을 이용하여 INR 시스템의 운용 시뮬레이션 환경 구축 및 성능평가 프로그램을 개발하였다. 통신해양기상위성을 모델로 하여 정지궤도위성의 궤도와 자세 요소를 예측하여 지심위도, 궤도 요각, 각거리 변화, 경도변화 등의 궤도오차와 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw), 롤 비정렬(roll misalignment), 피치 비정렬(pitch misalignment) 등의 자세오차를 결정한다. 이를 토대로 실제의 기상영상을 기준영상이라 가정한 후 영상오차보상을 하지 않았을 경우와 개량된 IMC 알고리즘을 적용하였을 경우, 그리고 GOES I-M 위성의 IMC 알고리즘을 적용하여 각각 영상의 비틀림을 살펴보았다. 그리고 궤도 및 자세오차가 영상에 미치는 영향에 대해 알아보고 영상 오차 보상 알고리즘이 수행된 경우와 수행되지 않은 경우의 영상들을 비교하여 보상 알고리즘의 성능을 확인하였다. 개량된 IMC 결과는 GOES 위성의 선형화된 IMC 알고리즘의 결과보다 영상오차가 최대 40%정도 줄어들었음을 알 수 있었다. 이러한 결과들은 2008년에 발사할 통신해양기상위성의 INR 시스템을 효과적으로 운용하고 그 성능을 향상시킬 수 있는 기술적 토대를 마련하는데 필요한 기초 자료들로 사용된다.