천체 망원경의 자동화: II. 망원경 원격 조종 기술, 장비 및 소프트웨어의 개발

강용우,이형목,Kang, Yong-Woo,Lee, Hyeong-Mok 한국천문학회 1996 天文學論叢 Vol.11 No.1

As a continuing effort to develop an automatic control system for small telescope, we developed the software for telescope control and CCD observations under DOS operating system. For accurate pointing of the telescope in short amount of time, we modelled the angular speed of the telescope by aquadratic function of time (constant acceleration) for the first 15 second and then linear function of time (zero acceleration) aftwewards. By changing the telescope speed from 'slew' to 'fine' before the telescope reaches the desired position, we could achieve the accuracy of a few arcsecond. The CCD control software was written for model CCD-10 of CCD Technology. This CCD can be used for guiding purposes. We also conducted the study for remote control of the telescope using telephone line. Although it cannot be used for real observations at the present form, we succeded in remotely pointing the telescope to desired direction. As faster communication technologies become widely available, simple observations can be made remotely in the near future. Finally we report some observational results made with the present control system.

우주 전파 신호 처리용 가변 샘플링 고속 디지털 변환 장치 개발

강용우(Yong-Woo Kang),송민규(Min-Gyu Song),김효령(Hyo-Ryoung Kim) 한국전자통신학회 2021 한국전자통신학회 논문지 Vol.16 No.6

한국우주전파관측망(KVN: Korea VLBI Network)을 이루는 각 망원경의 수신기에는 우주에서 오는 전파신호를 디지털 신호로 바꾸는 샘플러가 있다. 이 샘플러의 성능(특히, 대역폭과 샘플링 주파수 그리고 샘플링비트수)은, 대역폭을 n배 증가시키면 관측감도는 sqrt(n) 만큼 향상되고, 연속전파원의 경우 관측 가능한 천체의 수가 기하급수학적으로 증가하게 된다. 대역폭이 넓어지면, 전파원에서 동시에 모니터링 할 수 있는 스펙트럼의 선들도 많아진다. 이는 전파 관측에서 연구영역을 대폭 확장시킬 수 있게 된다. 이러한 이유로 고속 샘플러의 기술과 성능 향상을 독자적으로 확보하려하는 것이다. 이에, 지금까지의 연구 경험과 기술 축적을 바탕으로, 샘플링 주파수를 가변할 수 있으며, 보다 광대역으로 관측을 할 수 있는 최대 3.5GHz 샘플링을 할 수 있는 장치를, 초기 시험용으로 설계·제작하였다. 본 연구에서는 개발된 가변 샘플링 시스템의 내용과 시험 측정결과를 발표하고자 한다. The receiver of each radio telescope of KVN, has a sampler that converts astronomical radio signal to digital data. The ability of this sampler (the bandwidth, sampling frequency, and sampling bits) is improved by sqrt(n), if the bandwidth is increased by n times, and the number of observable objects increases exponentially in the case of continum spectrum radio sources. As the bandwidth increases, there are the more spectrum lines that can be simultaneously monitored in the radio source. This will greatly expand the research area in astronomical radio observation. For this reason, we are trying to independently develop the technology of the fast digital sampler. Therefore, based on the research experience and technology accumulated so far, An ability of sampling up to 3.5 GHz, that can vary the sampling frequency and can observe in a wider band, was designed and made for proto-type. In this study, we introduce the development details and test results for new sampling system.

우주 전파 신호의 고속 디지털 변환 장치 개발과 적용

강용우(Yong Woo Kang),송민규(Min Gyu Song),위석오(Seog Oh Wi),제도흥(Do Heung Je),이성모(Sung Mo Lee),김승래(Seung Rae Kim) 한국전자통신학회 2017 한국전자통신학회 논문지 Vol.12 No.6

우리는 한국우주전파관측망(: Korea VLBI Network: KVN)에 적용 가능한 새로운 디지털 샘플러를 개발하였다. 이 샘플러는 1024MHz 샘플링으로 2bits/sample의 성능을 가지고 있다. 입력 기준 주파수 Clock은 1PPS(: Pulse per second)와 10MHz를 사용하며, 1PPS 신호에 동기되어 UTC(: Universal Time Coordinated) 시각정보가 출력된다. 샘플링된 데이터 출력은 시각정보를 포함한 VSI(: VLBI Standard Interface)규격을 채택하고 있다. 개발된 샘플러의 성능을 검증하기 위하여, KVN 울산전파천문대에 설치하여 우주 전파 관측 시험을 수행하였다. 관측시험 결과, 안정적인 성능을 보여 주었다. 본 논문에서는 새로 개발된 샘플러와 관측 시험 결과를 발표하고자 한다. We developed new Digital Sampler for KVN(: Korean VLBI Network). The sampler has 1024MHz sampling frequency with 2bits/sample. The sampler’s input reference frequencies are 1pps(: pulse per second) and 10MHz, also UTC(: Universal Time Coordinated) time information out with 1PPS signal, synchronized. The output of sampling data is adapted VSI(: VLBI Standard Interface) specification including the time information. In order to confirm the performance of the sampler, we carried out the astronomical radio observation test in Ulsan Radio Observatory of KVN. It was confirmed the stable performance. In this paper, We introduce the new developed sampler and present the observational test result.

한국우주전파관측망 129 GHz 초전도 믹서 수신기

이정원,김수연,강용우,한석태,Lee, Jung-Won,Wang, Ming-Jye,Li, Chao-Te,Chen, Tse-Jun,Kim, Soo-Yeon,Lu, Wei-Chun,Kang, Yong-Woo,Shi, Sheng-Cai,Han, Seog-Tae 한국천문학회 2012 天文學論叢 Vol.27 No.3

We have developed superconducting mixer receivers for 129 GHz VLBI observation in Korean VLBI Network (KVN). The developed mixer has a radial waveguide probe with simple transmission line L-C transformer as a tuning circuit to its 5 series-connected junctions, which can have 125 - 165 GHz as the operation radio frequency (RF). For intermediate frequency (IF) signal path a high impedance quarter-wavelength line connects the probe to one end of symmetric RF chokes. The double side band (DSB) receiver noise of the mixer was about 40 K over 4 - 6 GHz IF band, whereas we achieved the uncorrected single side band (SSB) noise temperature of about 70 K and better than 10 dB image rejection ratio in 2SB configuration with 8 - 10 GHz IF band. Insert-type receiver cartridges employing the mixers have been under commission for KVN stations.

산개성단 NGC 2420에 대한 UBVI CCD 측광

이상현,안홍배,강용우,LEE SANG HYUN,KANG YONG-WOO,ANN HONG BAE 한국천문학회 1999 天文學論叢 Vol.14 No.2

We present a new UBVI CCD photometry of the intermediate-age open cluster NGC 2420. Our photometry covers a field of $7'9\times7.'7$ of the sky centered on the cluster. We determined the reddening and distance to the cluster by the main sequence fitting as $E(B - V) = 0.05\pm0.02$ and $(m-M)_o = 11.9\pm0.1$, along with the age of $\~2$ Gyr by fitting the Padova isochrones to the observed color-magnitude diagrams of the cluster. The fraction of binaries is found to be $44\pm5\%$ and they are likely to locate in the central region of the cluster. The spatial distributions of the binaries and the variation of the cluster luminosity functions along the radius suggest mass segregations due to the dynamical evolution of the cluster.

대용량 관측 데이터 처리를 위한 링 버퍼 성능 평가 및 고찰

송민규 ( Min-gyu Song ),강용우 ( Yong-woo Kang ),김효령 ( Hyo-ryoung Kim ) 대한설비관리학회 2021 대한설비관리학회지 Vol.26 No.4

Ring buffer is a virtual circular memory used for continuous data input/output on a computer system. Currently, the most widely known ring buffer library in the world is the PF_RING. However, if continuous data writing can be guaranteed at the beginning after the end of the memory, the ring buffer can be easily built without using a specific library. In this paper, we implement a ring buffer that passes through the application buffer based on the standard C library as similar to the existing general memory I/O as much as possible. Afterwards, we will quantitatively analyze the performance of our implemented ring buffer and verify its usefulness through evaluation and comparative analysis with Vanilla PF_RING.

FPGA를 이용한 전파천문용 디지털 필터 설계에 관한 기본연구

정구영,노덕규,오세진,염재환,강용우,이창훈,정현수,김광동,Jung, Gu-Young,Roh, Duk-Gyoo,Oh, Se-Jin,Yeom, Jae-Hwan,Kang, Yong-Woo,Lee, Chang-Hoon,Chung, Hyun0Soo,Kim, Kwang-Dong 한국융합신호처리학회 2008 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.9 No.1

본 논문에서는 전파천문용으로 사용하기 위한 대칭형 디지털 필터 코어의 설계를 제안한다. 본 논문에서는 Xilinx사의 Virtex-4 SX55 모델의 FPGA칩을 기반으로 한국우주전파관측망(Korean VLBI Network; KVN)의 자료획득시스템에서 요구하는 FIR 필터 코어의 기능을 VHDL 코드로 설계하였다. 본 논문에서 설계한 디지털 필터는 디지털 필터계수를 공유하여 시스템의 효율을 증대시킨 대칭형 구조(Symmetric Structure)를 갖는다. 대칭구조의 디지털 필터(Symmetric FIR Filter Unit; SFFU)는 제한된 시스템 클록을 이용하여 데이터의 처리를 효과적으로 수행하기 위해 병렬처리 방법을 사용한다. 따라서 본 논문에서는 SFFU의 효율적인 설계를 위해 전체적인 IP core의 합성 및 실험에는 통합 합성 소프트웨어 ISE Foundation을 사용하였으며, GUI 환경이 뛰어난 core generator를 활용하였다. 설계한 디지털 필터 코어의 합성 결과, 최대 동작 주파수는 260MHz를 약간 상회하는 수준까지 달성하였으며, 슬라이스, LUT 등의 리소스 사용량은 40% 이하임을 확인하였다 또한 Mentor Graphics사의 Modelsim 6.la 버전을 이용하여 SFFU(Symmetric FIR Filter Unit)의 시뮬레이션을 수행한 결과, 오류 없이 작동하는 것을 확인하였다. SFFU의 기능을 확인하기 위하여 추가적으로 Matlab을 이용하여 의사 신호를 이용한 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션과 설계한 디지털 FIR 필터의 비교실험결과에서 FIR 필터의 기능을 수행하고 있음을 확인할 수 있어 본 논문에서 FPGA와 VHDL을 이용하여 설계한 대칭구조의 디지털 FIR 필터의 유효성을 확인할 수 있었다. In this paper, we would like to propose the design of symmetric digital filter core in order to use in the radio astronomy. The function of FIR filter core would be designed by VHDL code required at the Data Acquisition System (DAS) of Korean VLBI Network (KVN) based on the FPGA chip of Vertex-4 SX55 model of Xilinx company. The designed digital filter has the symmetric structure to increase the effectiveness of system by sharing the digital filter coefficient. The SFFU(Symmetric FIR Filter Unit) use the parallel processing method to perform the data processing efficiently by using the constrained system clock. In this paper, therefore, for the effective design of SFFU, the Unified Synthesis software ISE Foundation and Core Generator which has excellent GUI environment were used to overall IP core synthesis and experiments. Through the synthesis results of digital filter core, we verified the resource usage is less than 40% such as Slice LUT and achieved the maximum operation frequency is more than 260MHz. We also confirmed the SFFU would be well operated without error according to the SFFU simulation result using the Modelsim 6.1a of Mentor Graphics Company. To verify the function of SFFU, we carried out the additional simulation experiments using the pseudo signal to the Matlab software. From the comparison experimental results of simulation and the designed digital FIR filter, we confirmed the FIR filter was well performed with filter's basic function. So we verified the effectiveness of the designed FIR digital filter with symmetric structure using FPGA and VHDL.

초고속 관측 데이터 수신 및 저장을 위한 기록 시스템 설계 및 성능 최적화 연구

송민규(Min Gyu Song),강용우(Yong Woo Kang),김효령(Hyo Ryoung Kim) 한국전자통신학회 2017 한국전자통신학회 논문지 Vol.12 No.1

초고속 환경에서 대용량 데이터에 대한 안정적 기록 및 효율적인 데이터 접근의 필요성은 갈수록 높아지고 있다. 이와 관련된 기초과학의 한 분야로 방대한 천체 관측 데이터를 생산하는 VLBI(: Very Long Baseline Interferometer)가 있는데 고분해능, 고감도 관측 연구를 수행하기 위해서는 고성능의 데이터 저장 시스템이 요구된다. 하지만 시장에 출시된 대다수 클라우드 기반 스토리지는 일반 IT, 금융, 행정 서비스 지원을 위한 저용량, 복수 스트림의 비정형 데이터에 최적화되어 있기 때문에 빅 스트림 데이터 기록을 위한 최적의 대안이 될 수 없다. 본 논문에서는 이를 극복하기 위한 방안으로 데이터 입출력 처리에 있어 고성능, 동시성에 최적화 된 데이터 저장 시스템을 설계하고자 한다. 이를 위해 멀티 코어 CPU 환경에서 libpcap, pf_ring 등의 API 호출을 통해 패킷 입출력 모듈을 구현하였고 외부로부터 유입되는 데이터를 효율적으로 처리할 수 있도록 소프트웨어 RAID(: Redundant Array of Inexpensive Disks) 기반의 확장성 있는 스토리지를 구축하였다. It becomes more and more more important for the storage that supports high speed recording and stable access from network environment. As one field of basic science which produces massive astronomical data, VLBI(: Very Long Baseline Interferometer) is now demanding more data writing performance and which is directly related to astronomical observation with high resolution and sensitivity. But most of existing storage are cloud model based for the high throughput of general IT, finance, and administrative service, and therefore it not the best choice for recording of big stream data. Therefore, in this study, we design storage system optimized for high performance of I/O and concurrency. To solve this problem, we implement packet read and writing module through the use of libpcap and pf_ring API on the multi core CPU environment, and build a scalable storage based on software RAID(: Redundant Array of Inexpensive Disks) for the efficient process of incoming data from external network.

대형 조선소의 블록 물류 시뮬레이션

송창섭(Song Chang Sub),강용우(Kang Yong Woo) (사)한국CDE학회 2009 한국CDE학회 논문집 Vol.14 No.6

To meet the soaring demand recently, South Korea big shipbuilders are examining two things. One is new investment in plant and equipment. The other is replacement of production resources. Considering plant & equipment investment and replacement of production resources, even if actual production ability would be enough, the real output could be affectted by limitation of logistics with lack of analysis. As we set up big shipyard in virtual space, we could perform actual production by using confirm production plan in virtual space. We’ve analyzed the load of block stock, load of road and load of transporter for logistics effects are followed by production increase. This research is to determine the possible problems of those analyzed results and to present the resolution using the current layout. And then modified yard layout, we reanalyzed previous three logistics effects. This simulation model could help administrator to make rational decision for changing yard layout.

신뢰성 있는 UDP 기반 VLBI 데이터 전송을 위한 패킷 버퍼링 및 중계 방안

송민규(Min-Gyu Song),강용우(Yong-Woo Kang),김효령(Hyo-Ryoung Kim),제도흥(Do-Heung Je),위석오(Seog-Oh Wi),이성모(Sung-Mo Lee),김승래(Seung-Rae Kim) 한국전자통신학회 2021 한국전자통신학회 논문지 Vol.16 No.6

UDP는 신뢰할 수 없는 데이터 전송 프로토콜로서 흐름 제어, 재전송 등의 방식을 기반으로 안정적인 데이터 전달을 구현하는 TCP와 대비된다. 하지만 신뢰성 보장을 위한 TCP의 작동 알고리즘은 전송 성능 향상에 비효율적이고, 무엇보다 완벽한 무결성을 필요로 하지 않는 분야에 굳이 TCP를 이용해 데이터를 전송할 필요가 없다. 본 논문에서는 UDP의 기존 성능은 유지하면서 안정성을 향상시킬 수 있는 방안에 대해 논의하고자 한다. 이를 위해 패킷 버퍼링 및 중계 기법을 적용한 프로그램을 개발하였고 실험을 성능과 안정성을 검증하였다. UDP is an unreliable data transmission protocol, in contrast to TCP, which implements reliable data delivery based on flow control and retransmission methods. However, the TCP operation algorithm for guaranteeing reliability is inefficient in improving transmission performance, and above all, there is no need to transmit data using the TCP method for fields that do not require perfect integrity. In this paper, we intend to discuss ways to improve the stability while maintaining the existing performance of UDP. To this end, a program applied with packet buffering and relaying techniques was developed, and the performance and stability of the experiment were verified.