Opposite-side radargrammetry of Magellan synthetic aperture radar on Venus

이훈열 한국지질과학협의회 2012 Geosciences Journal Vol.16 No.2

In the early 1990s, synthetic aperture radar onboard Magellan spacecraft has imaged 54% of the Venusian surface in the opposite-side stereo configuration while only 21% in the same-side. Much of the data for the opposite-side radargrammetry (OSR) on Venus were underutilized due to higher topographic distortion than the same-side radargrammetry (SSR). In this paper, the performance and limitations of the OSR are demonstrated based on an example over Lullin impact crater, Venus. The initial stereo match points are classified into three categories; GOOD, BAD, and TOPO, and different methods are suggested for each category to improve the quality of digital elevation model. Large areas of gentle slope on Venusian volcanic plain can be successfully matched using conventional stereo-matching algorithm. Image contrast of featureless surface can be improved by enlarging the master image patch at a cost of spatial resolution, while high to moderate relief regions need further treatments such as radarclinometry. Utilization of OSR is expected to provide additional DEM dataset of Venus and to give flexibility for the design of future planetary SAR missions

SAR 영상의 활용

이훈열 한국전자파학회 2011 전자파기술 Vol.22 No.6

이 논문에서는 Asia-Pacific International Conference on Synthetic Aperture Radar(APSAR) 2011의 성공적인 한국 개최를 기념하여 SAR의 다채로운 활용 분야에 대한 동향을 간략하게 소개하고자 한다. SAR의 활용 분야에 따라 육상, 해양, 극지, 대기 분야로 나누었고, 각 분야별로 활용 기술과 주요 쟁점에 대하여 세분하여 개략적인 설명을 덧붙였다. SAR는 향후 새로운 기술과 시스템의 출현으로 그 활용 분야를 지속적으로 넓혀갈 것으로 예상된다. 이 논문을 통해 SAR의 다양한 활용 분야에 대한 이해를 돕고, 향후 국내 SAR 기술개발 및 활용에 있어서 도움이 되었으면 한다.

SNAP 소프트웨어를 이용한 KOMPSAT-5 SAR 간섭기법 구현

이훈열 대한원격탐사학회 2017 大韓遠隔探査學會誌 Vol.33 No.6

SeNtinel’s Application Platform (SNAP) is an open source software developed by the European Space Agency and consists of several toolboxes that process data from Sentinel satellite series, including SAR (Synthetic Aperture Radar) and optical satellites. Among them, S1TBX (Sentinel-1 ToolBoX) is mainly used to process Sentinel-1A/B SAR images and interferometric techniques. It provides flowchart processing method such as Graph Builder, and has convenient functions including automatic downloading of DEM (Digital Elevation Model) and image mosaicking. Therefore, if computer memory is sufficient, InSAR (Interferometric SAR) and DInSAR (Differential InSAR) perform smoothly and are widely used recently in the world through rapid upgrades. S1TBX also includes existing SAR data processing functions, and since version 5, the processing capability of KOMPSAT-5 has been added. This paper shows an example of processing the interference technique of KOMPSAT-5 SAR image using S1TBX of SNAP. In the open mine of Tavan Tolgoi in Mongolia, the difference between DEM obtained in KOMPSAT-5 in 2015 and SRTM 1sec DEM obtained in 2000 was analyzed. It was found that the maximum depth of 130 meters was excavated and the height of the accumulated ore is over 70 meters during 15 years. Tidal and topographic InSAR signals were observed in the glacier area near Jangbogo Antarctic Research Station, but SNAP was not able to treat it due to orbit error and DEM error. In addition, several DInSAR images were made in the Iraqi desert region, but many lines appearing in systematic errors were found on coherence images. Stacking for StaMPS application was not possible due to orbit error or program bug. It is expected that SNAP can resolve the problem owing to a surge in users and a very fast upgrade of the software. SNAP(SeNtinel’s Application Platform)은 유럽우주국이 개발한 공개 소프트웨어로서, SAR (Synthetic Aperture Radar)와 광학위성을 포함한 Sentinel 위성 시리즈에서 얻은 자료를 처리하는 여러개의 Toolbox로 이루어져 있다. 이 중 S1TBX(Sentinel-1 ToolBoX)는 주로 Sentinel-1A/B 영상과 간섭기법을 처리하기 위한 프로그램으로, Graph Builder와 같은 흐름도 방식의 자료처리 기법을 제공하고 DEM (Digital Elevation Model) 자동다운로드 및 모자이크 등을 포함한 편리한 기능을 탑재하고 있다. 프로그램업데이트가 매우 활발하여, 컴퓨터 메모리가 충분하다면 InSAR(Interferometric SAR)와 DInSAR (Differential InSAR)의 수행이 원활해 최근 전세계적으로 널리 이용되고 있다. S1TBX에는 또한 기존의 타SAR 위성 자료 처리기능을 포함하고 있으며, 최근 버전 5 이후에는 KOMPSAT-5의 처리 기능도 추가되었다. 이 연구에서는 SNAP의 S1TBX를 이용하여 KOMPSAT-5 SAR 영상의 간섭기법을 처리한 예를 보여주고있다. 몽골 Tavan Tolgoi 노천탄광에서는 2015년도에 KOMPSAT-5로 얻어진 DEM과 2000년에 얻어진SRTM 1sec DEM의 차이를 분석한 결과, 15년 동안 최대 130미터 깊이를 채굴하였고 쌓아놓은 광석의 높이가 70미터를 넘는 것을 확인하였다. 남극 장보고기지 인근 빙하지역에서는 타 프로그램에서는 조석과 지형InSAR 신호가 관찰 되었으나, 궤도오차 및 DEM 오차로 SNAP으로는 처리가 불가했다. 또한 이라크 사막지역에서 여러 장의 DInSAR 영상이 만들어졌으나 시스템 오차로 보이는 줄무늬가 coherence 영상에 다수발견되었다. StaMPS 적용을 위한 Stack은 궤도 오차 혹은 프로그램 버그로 인하여 불가했다. 최근 SNAP 의 사용자가 급증하고 있고 업그레이드가 매우 빠르기 때문에 조만간 해결될 것으로 기대한다.

Estimation of Ocean Current Velocity near Incheon using Radarsat-1 SAR and HF-radar Data

이훈열,강문경 대한원격탐사학회 2007 大韓遠隔探査學會誌 Vol.23 No.5

수진구조함수(Receiver Function) 분석에 의한 인천 IRIS 지진관측소 부근의 지각구조 추정

이훈열,박창업 대한지질학회 1996 대한지질학회 학술대회 Vol.1996 No.

2차원 엔진룸에서의 열유체 유동에 관한 수치시뮬레이션

유정열(J.Y.Yoo),윤홍열(H.Y.Yoon),이훈구(H.G.Lee) 한국자동차공학회 1992 한국자동차공학회 춘 추계 학술대회 논문집 Vol.- No.-

The complex geometry of a two-dimensional engine room has been modelled and the thermal and fluid flow therein have been analyzed by using a commercially available code, PATRAN/FLOTRAN. FLOTRAN adopts a finite element method with streamline upwind formulation for convective terms and the k-? turbulence model to solve the three dimensional turbulent flow and heat transfer problems. Velocity vectors, pressure and temperature distributions have been obtained for various cases with different arrangements of license plates, underbody-covers and air dams. The results show that the numerical analysis using PATRAN/FLOTRAN can predict qualitatively well the practical phenomena.<br/>

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.

[論文] 엔진룸 내의 열유체 유동의 2차원 수치시뮬레이션

유정열(J. Y. Yoo),윤홍열(H. Y. Yoon),이훈구(H. G. Lee) 한국자동차공학회 1992 오토저널 Vol.14 No.6

The complex geometry of the engine room of a passenger car has been modelled two-dimensionally and the thermal and fluid flow therein have been analyzed by using a commercially available code, PATRAN/FLOTRAN. FLOTRAN adopts a finite element method with streamline upwind formulation for convective terms and the k-ε turbulence model to solve the three dimensional turbulent flow and heat transfer problems. Velocity vectors, pressure and temperature distributions have been obtai­ned for various cases with different aITII.ngements of license plates. underbody-covers and air dams. The results show that the numerical analysis using PATRAN/FLOTRAN can predict qualitatively well the practical phenomena.

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.

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.