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천리안2A호를 이용한 다목적실용위성3A호 중적외선 밝기 온도 편향오차 개선 가능성 연구
김희섭(HeeSeob Kim) 한국항공우주학회 2020 韓國航空宇宙學會誌 Vol.48 No.12
2015년 발사된 다목적실용위성 3A호는 3.3~5.2μm 파장의 중적외선 영상을 제공한다. 다목적실용위성 3A호는 지상 물체의 밝기 온도를 추정하기 위한 고해상도 영상을 제공하지만 기존 자연 과학 목적으로 개발된 위성과 차이가 있다. 다목적실용위성 3A호의 단일 채널의 중적외선 영상으로 지표 밝기 온도를 추정하기 위해서는 대기 보정 과정이 필수적이다. 하지만 대기 보정 이후에도 여러 요인으로 인하여 밝기 온도 추정 오차가 존재한다. 본 논문에서는 다목적실용위성 3A호 카메라의 물리적인 특성으로부터 영상 처리까지 신호 흐름을 추적하여 밝기 온도 추정 오차 요인을 분석하였다. 또한, 천리안위성 2A호를 이용하여 다목적실용위성 3A호와 밝기 온도 편향 오차 개선가능성을 연구하였다. 큰 편향 오차를 가지고 있는 야간 영상에 대하여 편향 오차를 보상한 이후 다목적실용위성 3A호와 천리안위성 2A호의 지표 밝기 온도가 상관성이 있음을 확인하였다. 다목적실용위성 3A호 중적외선 밝기 온도 편향 오차를 개선하는데 천리안위성 2A호 영상이 도움이 될 것으로 예상된다. KOMPSAT-3A launched in 2015 provides Middle InfraRed(MIR) images with 3.3~5.2μm. Though the satellite provide high resolution images for estimating bright temperature of ground objects, it is different from existing satellites developed for natural science purposes. An atmospheric compensation process is essential in order to estimate the surface brightness temperature from a single channel MIR image of KOMPSAT-3A. However, even after the atmospheric compensation process, there is a brightness temperature error due to various factors. In this paper, we analyzed the cause of the brightness temperature estimation error by tracking signal flow from camera physical characteristics to image processing. Also, we study on possibility of improvement of MIR brightness temperature bias error of KOMPSAT-3A using GEOKOMPSAT-2A. After bias compensation of a real nighttime image with a large bias error, it was confirmed that the surface brightness temperature of KOMPSAT-3A and GEOKOMPSAT-2A have correlation. We expect that the GEOKOMPSAT-2A images will be helpful to improve MIR brightness temperature bias error of KOMPSAT-3A.
김희섭(HeeSeob Kim),정대원(Dae-Won Chung),김응현(EungHyun Kim),김규선(Gyu-Sun Kim) 한국항공우주학회 2006 韓國航空宇宙學會誌 Vol.34 No.9
위성 영상 활용 분야의 확대 및 사용자 증가에 따라 다양한 형태의 임무를 수행할 수 있는 위성이 요구되고 있다. 대부분의 고해상도 위성은 신호대 잡음비를 향상시키기 위하여 TDI (time delay and integration) 기법을 사용하지만 위성 기동에 의해 위성 영상의 품질 저하가 발생될 수 있다. 본 논문에서는 고해상도 위성이 기동성을 이용하여 지상 관측을 수행하는데 있어서 필요한 위성 자세 관련 요구사항을 도출하고 지상 관측을 수행하기 위한 위성 운영 방안을 제시하는 것을 내용으로 한다. 본 논문에서 제시한 내용은 시스템 수준의 개념 설계 및 분석에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 예상된다. Need for agile satellite increases for performing various mission due to increase of satellite image applications and users. In high resolution satellite TDI (time delay and integration) method is adopted in order to improve SNR. But image quality can be degraded by satellite maneuver. In this paper requirements for remote sensing in high resolution satellite with agility are extracted and an approach to operate the agile satellite to perform the missions are proposed. The proposed approach in this paper will be applicable to system level design and analysis.
김도명(Do-Myung Kim),김덕렬(Deok-Ryeol Kim),김낙완(Nakwan Kim),석진영(Jinyoung Suk),김희섭(HeeSeob Kim),김규선(Gyu-Sun Kim),현영목(Young-Mok Hyun) 한국항공우주학회 2008 韓國航空宇宙學會誌 Vol.36 No.5
본 논문에서는 관측위성의 영상성능을 예측하고 해석하기 위하여 영상 성능의 주요 인자인 전체 시스템의 MTF를 산출하기 위한 시스템 MTF 구조도를 제안하였다. MTF 구조도의 각 요소에 해당하는 기본 모델은 우주 환경에서 광-구조, 열 변형, 자세 및 동역학 특성과 MTF간의 수학적인 관계식으로 표현된다. MTF 기본 모델은 중앙차폐가 있는 광학계의 회절한계, 수차, 비촛점, LOS 지터, 선형운동, 검출기 Integration MTF 등으로 구성된다. 가상의 지구관측위성모델에 대해 영상성능 예측모델링 기법을 적용하여 적절한 결과를 얻을 수 있음을 보였다. 각 기본 모델을 바탕으로 관측위성의 전체 영상성능을 해석하고 개념설계 단계에서 영상성능에 영향을 주는 주요한 설계 매개변수를 도출할 수 있다. A modulation transfer function(MTF) tree is established to estimate the overall MTF of an observation satellite and to analyze the image performance. Basic MTF models relevant to each MTF tree component are represented as mathematical relationship between optics-structural dynamics, thermal deformation, attitude and dynamic characteristics of a satellite and the effects due to the space environment. The Basic MTF models consist of diffraction limited MTF with central obscuration, aberration, defocus, line-of-sight(LOS) jitter, linear motion, detector integration, and so forth. Performance estimation is demonstrated for a virtual earth-observation satellite in order to validate the constructed modeling method. The proposed models enable the system engineers to calculate the overall system MTF and to determine the crucial design parameters that affect the image performance in the conceptual design phase of an observation satellite.